Способ определения электростатических характеристик изделий и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01R29/12 

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для исподьзовакия при исследовании электризации неметаллических матер алов.

Целью изобретения является рас ширение области применения путем обеспечения .возможности определения ха- рактеристики рассеяния заряда образ- цов с нёзаземленными подложками«

На фиг. 1, 2 представлена конструкция устройства, реализующего предлагаемый. Способ,

I Устройства содержи держатель 1 для крепления исследуемого образца 2, выполненный в заземленного или незаземленного металлического столика. Возбуждающий элемент состо ит из коронирующих электродов 3 - игл, закрепленных на пластине 4 из изолирующего материала.и размещенных в металлической коробке 5, открытой со стороны образца 2. Коробка 5 установлена на направляющих 6 и 7. На расстоянии С от центральной части коробки 5 на направляющие 6 и 7 посредством втулок 8 и 9, а также болтов 10 и 11 установлены с возможностью перемещения пенал-корпус 12 и преобразователь 13 статического электричества, в качестве которого применена активизированная радиоактивным изотопом металлическая пластина электрически изолированная от пенала- корпуса 12. Регистрирующий прибор (измеритель электризации) 14 через переключатель полярности (не показа одним полюсом закреплен, а другим подключен к выходу преобразователя

10

15

возможностью функционирования на круговой траектории движения. Направляющие 6 и 7 при этом изгибают или заменяют диском, на котором монтируют узел возбуждения статического электричества, а преобразователь статического электричества устанавливают в круговом пазу с возможностью кру- гового перемещения и фиксации на определенном расстоянии от узла возбуждения.

Минимальная амплитуда измеряемой плотности заряда б находится в функциональной зависимрсти от расстояния .. т.е. от удаления пенала-корпуса 12 и преобразователя 13 от зоны возбуждения статического электричества (расположения коробки 5). Возбуждаемый коронным разрядом заряд в теле исследуемого образца 2 рассеивается главным образом на заземленную поверхность металлического столика держателя i или по телу образца ив окружающую среду в случае незазе ленного столика. Следовательно, при различных расстояниях i регистрируются и измеряются разшле. уровни статического электричества. I Измерение плотности заряда б и времени его релаксации ЯГ производится следующим образом.

Исследуемый образец 2 закрепляют на металлическом столике держателе I. Освобождают болты 10 и 1.1, пенал-кор- 35 пус 12 путем его перемещения по на- правлякщим 6 и 7 располагают в непосредственной близости от боковой поверхности Коробки 5. Измеряют расстояние to от центра возбуждения до цен20

25

30

13 статического электричества (радио- тра измерения. Система возбузвдение активной пластине). С обоих концов направлянмцих 6 и 7 установлены роликовые опоры 15 и 16 (на чертеже - показаны с правой стороны), назначение которых заключается в том, чтобы фиксировать рабочее расстояние между исследуемым образцом 2 и рабочей частью узла возбуждения статического электричества (электродами 3). Привод 17 возвратно-поступательного движения посредством гибкой связи сочленен с коробкой 5. Высоковольтный блок 18 питания заземлен, а его выходной поступательный вывод подклю-

измерение, совершает возвратно-посту- пательное движение под воздействием привода 17. На коронирующие электроды 3 подают от блока 18 питания высокое 5 напряжение (10 кВ) необходимой поляр« ности и производят первое измерение уровня электризации исследуемога образца 2, При возвратно-поступател ном движении в рабочем цикле производят электриза1цию и измерение, а при холостом ходе этого движения нейтрализуют остаточный заряд. Высокое напряжение от блока 18 питания обеспе - чивает надежную зарядку образца 2

50

чен к соединенным между собой корони- 55 при рабочем расстоянии 8-10 мм, что рующим электродам 3.особенно важно при исследовании об-

В случае исследования образцов разцов с ворсистой или неровной по- круглой формы устройство выполняют с Jн epxнocтями,

5

возможностью функционирования на круговой траектории движения. Направляющие 6 и 7 при этом изгибают или заменяют диском, на котором монтируют узел возбуждения статического электричества, а преобразователь статического электричества устанавливают в круговом пазу с возможностью кру- гового перемещения и фиксации на определенном расстоянии от узла возбуждения.

Минимальная амплитуда измеряемой плотности заряда б находится в функциональной зависимрсти от расстояния .. т.е. от удаления пенала-корпуса 12 и преобразователя 13 от зоны возбуждения статического электричества (расположения коробки 5). Возбуждаемый коронным разрядом заряд в теле исследуемого образца 2 рассеивается главным образом на заземленную поверхность металлического столика держателя i или по телу образца ив окружающую среду в случае незазе ленного столика. Следовательно, при различных расстояниях i регистрируются и измеряются разшле. уровни статического электричества. I Измерение плотности заряда б и времени его релаксации ЯГ производится следующим образом.

Исследуемый образец 2 закрепляют на металлическом столике держателе I. Освобождают болты 10 и 1.1, пенал-кор- 5 пус 12 путем его перемещения по на- правлякщим 6 и 7 располагают в непосредственной близости от боковой поверхности Коробки 5. Измеряют расстояние to от центра возбуждения до цен0

5

0

тра измерения. Система возбузвдение измерение, совершает возвратно-посту- пательное движение под воздействием привода 17. На коронирующие электроды 3 подают от блока 18 питания высокое 5 напряжение (10 кВ) необходимой поляр« ности и производят первое измерение уровня электризации исследуемога образца 2, При возвратно-поступател ном движении в рабочем цикле производят электриза1цию и измерение, а при холостом ходе этого движения нейтрализуют остаточный заряд. Высокое напряжение от блока 18 питания обеспе - чивает надежную зарядку образца 2

0

При соблюдении той же последовательности операций производят второе измерение. При этом пенал-тсорпус 12 предварительно удаляют от угла возбуждения на расстояние t to.

При движении сие темь возбуждение - измерение с постоянной скоростью v величину времени релаксации Т, т.е. время, за которое первоначальное отклонение от равновесного значения уменьшается в е раз, вычисляют из соотношения

п 1с, .

v2n где б; и G1. 1.0

Т

И

и

плотности заряда исследуемого образца 2, соответствующие расстояниям « и tn, е - основание натуральног

логарифма.

j Поскольку время рассеяния заряда неметаллических материалов несколько отклоняется от экспоненциальной зависимости, для более строгих расчето величины производят несколько измерений и строят зависимость О f() кшс теоретическую, так и эксперимен- тальную, и путем аппроксимации полученных данных и соответствующего ана- лиза вычисляют более точные значения как начальной плотности заряда бо (в зоне заряда), так и величины.

Для оценки анизотропических характеристик текстильных материалов сначала пpoизвo ят измерение при укладке исследуемого образца 2 и системы возбуждения, измерение вдоль н правления петельных столбиков текстильного материала, а затем - по направлению петельных рядов.

Формула изобрете:ния

I. Способ определения электрЬстати ческих характеристик изделий, заключающийся в том, что контролируют ис-

следуемый образец, возбуждают в нем 50 .иостью расположения друг относитель-

статическое электричество при пере-

мещении узла возбуждения относительно исследуемого образца с постоянной скоростью V и измеряют плотность заряда, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения возможности определения характеристики рассеяния заряда образца с незаземленными подложками, измерение плотности заряда производят на двух расстояниях о и t-vi от центра возбуждения и вычисляют время релаксации отношения

Ч, из со-

t5

: И °

vln

20

25зо

Q

5

5

где GO и э - плотности заряда исследуемого образца, соответствующие расстояниям - о и и

2. Устройство для определения электростатических характеристик изделий, содержащее держатель образца, расположенные над образцом возбуждающий элемент, помещенный в металлический корпус, открытый со стороны образца, и преобразователь статического электричества, выход которого соединен с входом измерителя электризации, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения возможг ности определения характеристики рассеяния з.аряда образца с незаземленными или заземленными подложками, в него введены две направляющие и средство для совместного перемещения возбуждающего элемента и преобразова- 1теля статического электричества относительно образца с постоянной -ско- , ростью, а преобразователь выполнен , совмещённым с нейтрализатором, при- . чем направляющие размещены на фикси- :рованном расстоянии от образца, а возбуждающий элемент и преобразователь статического электричества установлены на направляющих с возмож-

но друга на различных расстояниях.

Изобретение предназначено для использоэания при исследовании электризации неметаллических материалов. Цель изобретения - расширение области измерения. Измерения производят несколько раз при различном удалении пенал«корпуса 12 от центра возбуждения, Зозбуждаюпщй элемент, выполненный в виде коронирующих электродов 3 - игл, закрепленных на пластине 4, совершает возвратно-поступательное движение. При этом в рабочем цикле производят электризацию и измереиие исследуемого образца 2, а при холостом - нейтрализуют остаточный заряд. В описании приведена формула для определения времени релаксации при движении системы возбуждение - измерение с постоянной скоростью. Наличие средств перемещения возбуяг дающего элемента и преобразователя 13 статического электричества, в каг« чествё которого использЬвана активизированная радиоактивным изотопом мет;аллическая пластина, электрически изолированная от пенал-корпуса 12, и выполнение преобразователя совмещенным с нейтрализатором обеспечивает возможность определения характеристики рассеяния зарядов образцов ;с незаземленными подложками. 2 с.п. ф-лы, 2 йл. с S (Л Ю f Од оо 15

Фиг,1

Составитель Л. Морозов Редактор А, Лежнина ТехрадЛ.Олей : ш Корректор Е, Сирохман

3484/40

Тирахч 728 Подписное ВНИИПИ Государственного коьеттета СССР

по делам иэобрете ний и открытий 113035, Москва, , Раушская наб., д. 4/5

Производственно-тюлиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4