Устройство для определения электростатических свойств диэлектрических материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее датчик напряженности электростатического поля с измерительным электродом, подключенный к последовательно соединенилм усилителю, детектору и регистратору , модулирующий экран, выполненный в виде диска с секторными прорезяьда , установленный с возможностью вращения, источник высокого напряжения и коронирующий электрод, подключенный к источнику высокого ла пряжения, отличающееся с( (-- ,, 13 ТЕ г«ИЧЕС1-иЬ: itiiBmo-f№: тем, что, с целью повышения точности определения максимального заряда поверхности материала, оно снабжено датчиком опорного сигнала, содержащим источник света, фотоэлектрический прео азователь и дополнительный источник питания, двумя блоками задержки и двумя формирователями . тельности импульсов, при этом элементы в парах (Преобразователь - источник света и коронирующий электрод измерительный электрод установлены один против другого по разные стороны от экрана в области расположения прорезей в нем, источник высокого , напряжения выполнен в виде управляемого генератора импульсов, детектор выполнен стробоскопическим, преобра-. W зователь присоединен через резистор к дополнительному источнику питания, с илход датчика опорного сигнала соединен с входами блоков задержки, выход одного из блоков задержки через один из формирователей длительности импульсов соединен с управляющим входом детектора, а выход другого блока задержки через второй форми- i рователь длительности интульсов - с да запусканяаим входом; управляемого генератора импульсов. 4 4: 00 01

COIO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1% (111

3(511 Н 05 F 1/00

3(,С 4,1 1) (,,", )М i 1:,-", Ц;;..

7 -Р (ЦИс.; вИИИВТ,i,:, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21)3487942/18-21 (22)02.09.82 (46)30.12.83 ° Бюл. Р 48 (72)Б.К. Сушко, P.З. Бахтизин, Р.A. Волков, A.Ë. Ермак, К.И.Станкевич и Т.Ф. Харченко (53)621.319.74(088.8) (56)1. Авторское свидетельство СССР

М 473325, кл. Н 05 F 3/00, 1974.

2. Морозова Т.И., Песня В.Т. устройство для бесконтактного измерения электрического сопротивления текстильных материалов. — В кн.:

Эащита от вредного воздействия статического электричества, N., НИИТЭХИИ, 1975, с. 82-85 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОС,П ТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИАТЕРИЛЛОВ, содержащее датчик напряженности электростатического поля с измерительным электродом, подключенный к последовательно соединенным усилителю, детектору и регистратору, модулирукщий экран, выполненный в виде диска с секторными прорезями, установленный с возможностью вращения, источник высокого напряжения и коронирующий электрод, подключенный к источнику высокого на пряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщеиия точности определения максимального заряда поверхности материала, оно снабжено датчиком опорного сигнала, содержащим источник света, фотоэлектрический преобразователь и дополнительный источник питания, двумя блоками задержки и двумя формирователями дли-.. тельности импульсов, при этом элементы в парах преобразователь -.источник света и коронирующий электродизмерительный электрод установлены один против другого по разные ст» роны от экрана в области расположения прорезей в нем, источник высокого, напряжения выполнен в виде управляемого генератора импульсов, детектор выполнен стробоскопическим, нреобразователь присоединен через резистор к дополнительному источнику питания, выход датчика опорного сигнала сое-. динен с входами блоков задержки, выход одного из блоков задержки через один из формирователей длительности импульсов соединен с управляющим входом детектора, а выход другого блока задержки через второй Формирователь длительности импульсов - с запускающим входом-. управляемоге генератора импульсов.

1064485

Изобретение относится к технике борьбы с вредными проявлениями стати ческого электричества и может быть использовано при определении степени электризуемости и электростатических свойств полимерных диэлектриков, в частности, при исследовании эффективности антистатической обработки в текстильной и химической промышленности, а также для бес,, контактного измерения электрического. 10 сопротивления диэлектрических материалов.

Известно устройство для определения электростатических свойств листовых материалов, в котором за счет 5 введения приводимого в движение электромотором диска, на котором расположены коронирующий и измерительный электроды, уменьшено время, проходящее между единичными актами заряжения образца и измерения заряда $1) .

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, а также наличие в высоковольтной и электрометрической цепях устройства сколь 5 зящих контактов, что ограничивает чувствительность и точность измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения электростатических свойств диэлектрических материалов, содержащее датчик напряженности электростатического поля с измерительным электродом,подклкченный к последовательно соединенным усилителю, детектору и регистратору, модулирующий экран, выполненный в виде диска с секторными прорезями, установленный с возможностью вращения, источник высокого напряжения и коронирующий электрод, под- 40 ключенный к источнику высокого напряжения (2) .

Это устройство также обладает невысокой точностью в силу того, что из-за достаточно большого расстоя- 45 ния мехду зоной заряжения материала и зоной измерения происходит изменение заряда на поверхности материала при перемещении его от эоны заряжения к зоне измерения. 50

Цель изобретения - повьыение точности определения максимального заряда е

Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения электростатических свойств диэлектрических материалов, содержащее дат чик напряженности электростатического поля с измерительным электродом, подключенный к последовательно соединенным усилителю, детектору и реги 60 стратору, модулирукщий экран, выполненный в виде диска с секторными прорезями, установленный с.воэможностью вращения, источник высокого на. пряжения и коронирующий электрод, 65 подключенный к источнику высокого напряжения, снабжено датчиком опорного сигнала, содержащим фотоэлектрический преобразователь, источник света и дополнительный источник питания, двумя блоками задержки и дву. мя формирователями длительности импульсов, при этом элементы в парах преобразователь — источник света и коронирующий электрод — измерительный электрод установлены один против другого по разные стороны от экрана в области расположения прорезей в нем, источник высокого напряжения выполнен в виде управляемого генератора импульсов, детектор выполнен стробоскопическим, преобразователь присоединен через резистор к дополнительному источнику питания, выход датчика опорного сигнала соединен с входами блоков задержки, выход одного из -блоков задержки через один из формирователей длительности импульсов соединен с управляющим входом детектора, а выход другого блока задержки через второй формирователь длительности импульсов — с запускающим входом управляемого генератора импульсов.

На чертеже представлена схема устройства. устройство содержит измерительный электрод 1, к которому последовательно. подключены усилитель 2, стробоскопический детектор 3 и регистратор

4, а также модулирующий экран, выполненный в виде диска 5 с секторными прорезями 6, установленный перед измерительным электродом с возможностью осевого вращения, датчик опорного сигнала, состоящий из фотоэлектрического преобразователя 7, источника 8 света (лампы накаливания). При этом лампа накаливания и коллектор фотоэлектрического преобразователя через нагрузочный резистор 9 соединены с источником 10 постоянного тока, выход преобразователя через последовательно соединенные первый блок 11 задержки и первый формирователь 12 длительности импульсов подключен к управляющему входу стробоскопического детектора 3. Модулирующий экран установлен на оси электродвигателя 13. Над плоскостью модулирующего экрана установлен коро" нирующий электрод 14, присоединенный .к выходу управляемого источника 15 высокого напряжения, запускающий вход которого через последовательно соединенные второй блок 16 задержки и второй формирователь 17 длительности импульсов подключен к выходу фотоэлектрического преобразователя

7. Под коронирующим электродом расположен. исследуемый образец 18.

Устройство работает следующим образом.

1064485

ВНИИ ПИ Заказ 10 36 4/6 О Тираж 84 5 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4

При равномерном вращении модулирующего диска 5 он периодически экранирует и экспонирует измерительный электрод 1 в поле исследуемого образца 18. При этом во входных цепях усилителя 2 протекает перемен. ный ток, который усиливается и поступает на сигнальный вход стробоскопического детектора З,.момент включения которого определяется опорным сигналом. В качестве датчика опорного сигнала используется преобразователь 7, расположенный вблизи лампы накаливания, свет которой модулируется за счет вращения диска 5.

С коллектора преобразователя 7 опор- 15 ный сигнал через первый блок 11 задержки и первый формирователь 12 длительности импульсов поступает на управляющий вход стробоскопического детектора 3 и запускает его. Кроме то. го, опорный сигнал через второй блок

16 задержки и второй формирователь .

17 длительности импульсов поступает на запускающий вход управляемого источника 15 высокого напряжения и запускает его. Длительность высоковольного импульса, вырабатываемого источником 15, мала по сравнению с полупериодом модуляции, что позволяет регулировкой блока 16 задержки добиться прохождения высоковольтного импульса в момент полной экранировки измерительного электрода 1 моду лирующим экраном.

Экранирование измерительного электрода предотвращает возможность перегрузки усилителя мощным сигналом высоковольтного импульса.

Высокбвольтный импульс поступает на коронирующий электрод 14 и заряжает исследуемый материал 18. Форми- 40 рователь 12 длительности импульса, в качестве которого используют: одновибратор, в момент поступления опорного сигнала формирует короткий стробирующий импульс, длительность которого мала по сравнению с полупериодом модуляции. Регулировкой блока 11 задержки добиваются того, что короткий стробирующий импульс поступает на управляющий вход стробоскопического детектора 3 в момент полного экспонирования измерительного электрода 1 в поле исследуемого материала 18, заряженного высоковольтным импульсом, при этом стробоскопический детектор запоминает за период модуляции поля диэлектрика лишь амплитудное значение тока, наведенного во входных цепях усилителя. На выходе детектора 3 сигнал регистрируется регистратором 4, в качестве которого использован вольтметр постоянного тока.

В качестве управляемого генератора высоковольтных импульсов может быть использован одновибратор с усилителем мощности, работающий на трансформаторе Тесла с последующим выделением однополярного импульса.

Коммутация выводов высоковольтного выпрямителя, включенного после транс- форматора Тесла, позволяет исследовать процесс заряжения материала импульсами как положительной, так и отрицательной полярности и оценивать степень избирательности заряда.

Технико-экономический эффект состоит в повышении точности определения параметров электризации полимерных диэлектриков — максимального поверхностного заряда, наносимого в процессе заряжения.

Как показали испытания, относительная ошибка определения электростатических свойств составляет Ф 5%, в то время как у прототипа она может доходить до ЗОВ для материалов с быстрой релаксацией заряда.