Флюксометрический датчик электростатического поля Советский патент 1988 года по МПК G01R29/12 

: Изобретение относится к технике измерения параметров электростати- |ческих полей и может использоваться :при контроле электризации поверхностей во взрывопожароопасных проиэ- водствах.

I Цель изобретения - .повышение точ- I мости измерений и увеличение искро- Пбезопасности датчика.

На фиг. 1 приведена конструкция флюксометрического датчика электростатического поля; на фиг, 2 - конструкция секторного электрода.

Флюксометрический датчик электростатического поля включает цилиндрический корпус 1, снабженный ди- электрической насадкой 2 в форме осесимметричного -раструба с эластичкорпуса датчика, так как насадка 2 указанной формы обеспечивает возможность установки датчика на заданном

расстоянии от заряженной поверхности, не меньшем минимально возможного, когда возникает коронирование на кромках корпуса датчика, а поток воздуха, возникающий при вращении секторного электрода 5 в зазоре между насадкой 2 и наэлектризованной поверхностью, направленный из датчика,обеспечивает инактивацию центров корони- рования, которые могут возникать При

больших напряженностях электростатического поля на возможных неровностям рабочей поверхности датчика и насадки. Наличие насадки из диэлектрического материала с эластичными подвиж

Изобретение может использоваться при контроле электризации поверхностей во взрывоопасных производствах и обеспечивает повьпиение точности измерений и увеличение искробезопаснос- ти датчика. Флюксометрический датчик состоит из цилиндрического корпуса 1, внутри которого расположены измерительный электрод (из) 3 в виде изолированного от корпуса круга,вра,2 В . 6. я - В 3 щающийся секторный электрод (СЭ) 5 с лопастями 6 и экранирующий электрод (ЭЭ) 4 в виде круга, закрепленного на ,основании цилиндрического корпуса 1 и имеющего секторные вырезы. Лопасти 6 СЭ 5 расположены под одинаковыми углами к его поверхности, а их проекции на СЭ 5 идентичны секторным вырезам ЭЭ 4, На цилиндрическом корпусе 1 со стороны ЭЭ 4 закреплена диэл. насадка 2 в форме осесимметричного раструба с эластичными подвижными краями. При внесении датчика в электростатическое поле секторы СЭ 5, расположенного на валу двТигателя 7, и сектора ЭЭ 4 периодически перекрывают электростатическое поле. При этом на ИЭ 3 индуцируется переменный потенциал. Достоверность и точность сигнала определяются точностью установки расстояния между рабочей поверхностью датчика и наэлектризованной поверхностью, а также стабильностью поверхностной плотности заряда на наэлектризованном материале. Использование диэл. насадки 2 и выполнение вращающегося СЭ 5 обеспечивают эти требования, 2 ил. Г сл с сриг.1

ными подвижными краями, измерительный 20 ными краями и воздушного потока в

3 и экранирующий 4 электроды, секторный электрод 5 с лопастями 6, повернутыми под одинаковым углом к плоскости вращения, секторный электрод 5 расположен на валу двигателя 7.

Флюксометрический датчик электростатического поля работает следующим образом.

При внесении датчика в электростатическое поле сектора вращающегося электрода 5, расположенного на валу двигателя 7, и сектора экранирующего электрода А периодически перекрывают

;электростатическое поле, в результате чего на измерительном электроде 3 индуцируется переменный потенциал,про порциональный величине напряженности электростатического поля в зазоре между датчиком и наэлектризованной поверхностью. Величина напряженности поля в зазоре определяется расстоянием между рабочей поверхностью дат чика и наэлектризованной поверхностью и поверхностной плотностью зарядов на; наэлектризованном материале, т.е. достоверность и точность сигнала на измерительном электроде 3 зависит от точности установки расстояния и стабильности поверхностной плотности заряда на материале при внесении датчика в зону измерения.

Конструктивные особенности флюксометрического датчика - диэлектрическая насадка 2 в форме раструба с эластичными гГЬдвижными краями и вращающийся секторнь1Й электрод 5, .выполненный.с лопастями 6, повернутьми под углом к плоскости вращения, позволя- от устранить краевое коронирование

5

5

0

0

5

зазоре позволяет повысить точность измерений напряженности электростатического поля, так как высота насадки, расход воздуха и модуль упругости края насадки подбираются таким образом, чтобы обеспечить визуальную вибрацию подвижного края насадки при поднесении датчика на рабочее расстояние.

Таким образом, использование насадки из диэлектрического материала в форме 1эаструба с эластичными краями и вращающегося секторного электрода, выполненного в виде вентилятора с секторами, повернутыми под углом к плос кости вращения электрода во флюксо- метрическом датчике электростатического поля, позволяет повысить точность измерений величины напряженности электростатического поля, уменьшив погрешность измерений до 10% при измерении в ручном режиме, устранить краевое коронирование, снижающее достоверность показаний, повысить искро- безопасность флюксометрического датчика за счет повьш1ения пробойного напряжения при рабочем расстоянии между датчиком и наэлектризованной поверхностью до 2,2-10 В/м, т.е. более чем в 5 раз, обеспечив безопасность использования датчика в большинстве взрывопожароопасных производствах, сопровождающихся статической электризацией. Кроме того, наличие потока воздуха позволяет устранить попада-ч ние заряженных частиц порошков в датчик на его измерительный электрод 3 при измерении напряженности электро- статического поля над поверхностью

сьтучих веществ и пыли, что также увеличивает точность измерений, а также охлаждать двигатель во время работы, тем самым повысить надеж- ность флюксометрического датчика и бесколлекторного двигателя 7. Формула изобретения ; Флюксометрический датчик электро- статического поля, содержащий цилинд- : рический корпус, экранирующий электрод, выполненный в виде круга диамет- ром, равным диаметру цилиндрического корпуса, закрепленный в основании цилиндрического корпуса и имеющий секторные вырезы, измерительный электрод, выполненный в виде круга, размещенный внутри цилиндрического корпу- са и изолированный от кего, секторный электрод, закрепленный на валу двига- теля между экранирующим и измерительным электродами, причем плоскости секторного и измерительного электро- дов перпендикулярны оси вала двигателя, центр окружности, ограничивающий

секторньпЧ и измерительный электроды, совпадает с осью вала двигателя и осью цилиндрического корпуса, а проекция лопасти на поверхность секторного электрода идентична секторным вырезам экранирующего электрода, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности.измерений и увеличения искробезопасности датчика, лопасти секторного электрода расположены под одинаковыми углами к его поверхности, введена диэлектрическая насадка, выполненная в виде осесим- метричного раструба с эластич11ыми подвижными краями, закрепленная на цилиндрическом корпусе датчика со стороны экранирующего электрода, при этом ось симметрии диэлектрической насадки совпадает с осью цилиндрического корпуса, а внутренний диаметр диэлектрической насадки в месте ее крепления к цилиндрическому корпусу равен внешнему диаметру цилиндрического корпуса.