Прибор для определения величины электростатического заряда, например волокнистого материала Советский патент 1960 года по МПК G01R5/28 

Известны приборы для определения величины электростатического заряда, возникающего, нанример, на волокнистом материале в процессе его обработки, выполненные в виде заземленного электростатического вольтметра с приемником для испытываемого материала.

Описываемый прибор в сравнении с известными того же назначения имеет более широкий диапазон измеряемых зарядов. Для этого он снабжен переменным заземленным конденсатором, присоединенным к приемнику испытываемого материала, а для определения знака заряда в нем установлен электрод, закрепленный на подвижном в осевом направлении металлическом стержне, присоединяемом к источнику постоянного напряжения посредством переключателя и перемещаемого по паправлению к приемнику материала с помощью закрепленпой на нем изолированной рукоятки для индуктивного изменения заряда приемника при определении его знака.

На фиг. 1 изображена схема описываемого прибора; на фиг. 2 подключаемая к прибору державка, несущая приемник для испытываемого материала.

Прибор включает заземленный электростатический вольтметр, состоящий из подвижного электрода 1, неподвижного электрода 2, зажима 3, неподвижного электрода, зажима 4, подвижного электрода и экрана вольтметра 5. К вольтметру посредством державки подключен полый металлический цилиндр или шар.

Конец 6 этой державки (фиг. 2) присоединен к зажиму 3, а на другом ее конце 7 надета трубка 8, которая прикреплена либо непосредст№131824-2-

венно к дну удерживаемого ею приемника 9 (на фиг. 2 показано пунктиром), либо к тарелочке 10, на которую устанавливают приемник 11, имеющий заданные размеры и форму. Параллельно зажимам 3 v. 4 к приемнику подключен конденсатор переменной емкости 12.

Для определения знака заряда прибор включает особое устройство, состоящее из индуктирующей металлической пластинки 13, являющейся электродом, которая может перемещаться относительно приемника вдоль оси изолятора 14, прикрепленного к экрану 15 прибора посредством стержня, оканчивающегося ручкой 16.

Индуктирующая пластинка 13 установлена на таком расстоянии от приемника /), при котором подаваемый на нее потенциал оказывается достаточным для изменения показания электростатического вольтметра и не вызывает необходимости, в его перезарядке.

Для кратковременного заземления индуктирующей пластинки 13 и для отвода ее заряда в землю перед тем, как подавать на нее потенциал другого знака служит кнопка К,.

Для псдачи на пластинку 13 заданного по знаку н величине нотенциала служит нереключатель Кч с нотенциометром П, в цепь которого включен вольтметр 18 постоянного тока, фиксирующий величину подаваемого потенциала.

Способ измерения величины заряда с помощью предлагаемого прибора заключается в следующем: при поступлении наэлектризованного тела в приемник //, на наружной повер.хности последнего (приемника) индуктируется заряд, эквивалентный поверхностному заряду Q наэлектризованного тела, поступившего в приемник //.

Если емкость системы С и ее потенциал U известны, то можно определить величину заряда Q наэлектризованного тела, поступившего в приемник по формуле:

Q C- и

Для удобства расчетов этот заряд можно выразить через линейную или поверхностную плотность заряда или удельным зарядом, соответственно следующими тремя формулами:

- . Sт

где / -длина наэлектризованного тела,

5 - площадь его поверхности,

т - его масса.

С целью экранирования прибора от влияния посторонних полей, он монтирован в металлической коробке, снабженной зажимом для ее заземления. Измерение электроемкости смонтированного прибора и его градуировку в единицах заряда производят прибором высокого класса точности с учетом переменного характера электроемкости электростатического вольтметра в процессе его применения.

Чувствительность прибора можно менять в щироких пределах с помощью набора конденсаторов.

Определение знака заряда наэлектризованного исследуемого вещества (нити, ткани, волокна) производится методом однократной или двукратной индукции с помощью заряженной металлической индуктирующей пластинки 13. При методе однократной индукции в приемник 11 опускают наэлектризованное исследуемое вещество и от постороннего источника сообщают пластинке 13 заряд определенного знака. Заряд сообщаемый индуктирующей пластинке, должен быть по величине достаточным, чтобы по индукции вызвать заметное изменение показания электростатического вольтметра, но не достаточный, чтобы его перезарядить.

Тогда iia приемнике вследствие индукции возникает дополнительный заряд, разноименный с влияющим зарядом индуктирующей пластинки, а на неподвижном электроде электростатического вольтметра - одноименный заряд. Если наэлектризованное вещество, поступившее в приемник, имеет заряд того же знака, что заряд индуктирующей пластинки, то показание вольтметра увеличивается. Таким образом, исследуемое наэлектризованное вещество в приемнике имеет заряд такого знака, какой имеет индуктирующая пластинка, когда она вызывает увеличение показания электростатического вольтметра, и наоборот: наэлектризованное исследуемое веп ество имеет заряд, по знаку противоположный заряду индуктирующей пластинки, который вызывает уменьшение показания вольтметра. Индуктирующей пластинке сообщают положительный, а затем отрицательный заряды для исключения случайных ошибок.

При методе двукратной индукции определение знака заряда производится следующим образом. Наэлектризованное тело вводят в приемник, поддерживая его таким образом, чтобы оно не касалось ни внутренней, ни внешней его поверхности. После этого заземляют па момент наружную поверхность приемника, отводя от нее заряды в землю. Далее из приемника вынимают наэлектризованное тело, не касаясь его поверхности, и определяют знак заряда с помощью потенциометра П и вольтметра 18.

Предмет изобретения

Прибор для определения величины электростатического заряда, возникающего, например, на волокнистом материале, в процессе его обработки, выполненный в виде заземленного электростатического вольтметра с приемником для испытываемого материала, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых зарядов, он снабжен переменным заземленным конденсатором, присоединенным к приемнику испытываемого материала, а для определения знака заряда в нем установлен электрод, закрепленный на подвижном в осевом направлении металлическом стержне, присоединяемом к источнику постоянного напряжения посредством переключателя и перемещаемого но направлению к приемнику материала с помощью закрепленной на нем изолированной рукоятки для индуктивного изменения заряда приемника при определении его знака.

-3-№131824