Прибор для измерения электростатического заряда на движущихся диэлектрических материалах в процессе их обработки Советский патент 1962 года по МПК G01R17/20 

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ЗАРЯДА

НА ДВИЖУЩИХСЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ

В ПРОЦЕССЕ ИХ ОБРАБОТКИ

Заявлено 10 июля 1961 г. за № 737603/24-10 в Комитет по делам изобретений н открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретении .Y 8 за 1962 г.

Предметом изобретения является прибор для измерения электростатического заряда на движущихся диэлектрических материалах в процессе их обработки, основапный на принципе электростатическо индукции.

Особенность этого прибора заключается в применении в нем компенсациоБной схемы измерения с электростатическим вольтметром в качестве нуль-органа, чем обеспечивается возможность исключения влияния емкости схемы и датчика на результат измерения.

На чертеже представлена упрощенная схема предлагаемого прибора.

Прибор выполнен по компенсационной схеме и состоит из заземленного потенциометрического компенсатора К, представляющего co6oii измерительное устройство, и из заземленного индикатора нуля И, в качестве которого применен чувствительный электростатический вольтметр. Компенсатор К заряда снабжен штеккерным гнездом, один конец втулки которого соединяет его с высоковольтным зажимом индикатора нуля И, а другой является общим зажимом прибора.

Измерение заряда производится с помощью установленного на пути движения наэлектризованного материала датчика Д, снаблсенного щтеккерным гнездом, служащим для его присоединения посредством экранированного провода с двумя штеккерами на концах к штеккерному гнезду прибора.

Датчик Д представляет собой изолированный пустотелый электрод А с заземленным экраном Б для исключения влиян1 я посторонних полей.

№ 146400

Компенсатор К. заряда, смонтированный в дюралиевой коробке, на крышке которой установлен индикатор нуля И, закрепленный дюралиевым колпаком с вырезом для его шкалы, включает полупроводниковый выпрямитель В для питания потенциометра Р, измерительный вольтметр БО для измерения потенциала на движке 1 потенциометра Р относительно земли и измерительный конденсатор /(о. подключенный одной своей обкладкой 2 к движку 1 потенциометра Р, а другой обкладкой 3 - к высоковольтному зажиму 4 индикатора нуля И, заземленному своим зажимом 5.

Переключение полярности потенциала движка / производится переключателем П.

Определение величины и знака измеряемого заряда основано на следующем.

Если на движке / потенциометра Р потенциал, измеряемый вольтметром BO, равен нулю, то все емкости: емкость Ci индикатора нуля И, емкость Со измерительного конденсатора /Со и емкость Cz датчика Л соединены параллельно и их общая емкость С равна сумме соединенных между собой емкостей, т. е. С Со + Cj + Са.

При движении наэлектризованного материала в виде мычки, ватки или ленты в датчике Д индуцируется заряд, эквивалентный поверхностному заряду Q наэлектризованного продукта, перемещающегося в пределах приемника. При установившемся процессе, наступающем обычно через несколько секунд после запуска машины, этот заряд достигает постоянного значения и распределяется в приборе следующим образом.

Емкость Со измерительного конденсатора /Со получает заряд

с - -с Е1МКОСТИ Ci индикатора нуля Я сообщается заряд д, - .

Емкость Са датчика Д приобретает заряд - .

где С Со + Ci + Са,

Так как индикатор нуля и датчик постоянно соединены между собой

параллельно, то они вместе взятые получают заряд

+ 2 с-

При этом заряде q «зайчик и.ндикатора нуля И установится на его шкале в положение, которое соответствует значению потенциала высоковольтного зажима 4 и соединенного с ним измерительного электрода А датчика Д. Если теперь с помощью потенциометра Р подать на систему емкостей такой по величине и по знаку потенциал, при котором показание индикатора нуля И уменьщится до нуля, то при этом индикатор нуля и датчик получат совместно заряд

--9 (1)

с другой стороны, суммарная емкость С Сз + Ci индикатора нуля И и датчика Д соединены теперь с емкостью Сэ измерительного конденсатора /Со по отношению к потенциометру последовательно. Следовательно, кюмпенсационный заряд q, соответствующий компенсационному потенциалу U, измеряемому вольтметром Во численно равен произвеQQ

CoQ

Ci+ С2

дению емкости С„ последовательно соединенных емкостей С и Со на всотичину компенсационного потенциала UQ по формуле: ,

С Со(Ci -f Q) Со, (Ci + Cg) Co 0

где С„ - CO+Q + C, т. e. CO+C, + Q (2)

Из выражений (1) и (2) следует, что

(С + Cg) CQ U(,GI }- GZ Q/ov

Co -I- Ci + C, Co + Ci -f C, откуда после сокращения на величину получается окончательное выражение для определения величины и знака измеряемого ;и1ряда

Знак минус означает, что измеряемый заряд имеет знак, разноименный со знаком компенсационного потенциала f/oЗная длину продукта, движущегося в пределах датчика, площадь его сечения или массу, можно по величине измеренного заряда определить линейную или поверхностную плотность заряда, а также удельный заряд испытуемого материала для установивщегося процесса.

Из выражения (4) видно, что величина измеряемого заряда определяется исключительно значениями емкости Со измерительного конденсатора Ко и компенсационного потенциала Uo, который измеряется стрелочным вольтметром В,.

Предлагаемый прибор пригоден для быстрого определения с повышенной точностью величины и знака электростатического заряда на продукте в процессе его образования на машинах хлопчатобумажного производства в широкол диапазоне измерения, что мол-сет послужить для рещення вопроса в борьбе с возникновением электростатического заряда.

Предмет изобретения

Прибор для измерения электростатического заряда на движущихся диэлектрических материалах в процессе их обработки, основанный на принципе электростатической индукции, отличающийся тем, что, с целью исключения влияния емкости схемы и датчика на рез льтат измерения, в нем применена компенсационная схема измерения с электростатическим вольтметром в качестве нульоргана.

№ 146400

C, + Co

Со + Ci -f- Cz

Q -Собо.(4)

1-/