Устройство для возбуждения и измерения электризации неметаллических материалов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУ(ДЕ НИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее корпус , в котором установлены основание для крепления образца, узе.п возбуждения статического электричества трением , расположенный напротив образца , приспособление для взаимного перемещения узла возбуждения и образца и преобразователь электростатического поля соединеннмй с измерительным прибором, отличаюсификации процесса трения при механическом возбуждении предельных уровней электризации неметаллических материалов, в корпусе дополнительно установлен вибратор, рабочая часть которого сопряж ана с упо инутым основанием . 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что основание для крепления образца установлено на упругих опорах, прикрепленных к пусу.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(51) G 01 R 29/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3425307/24-21 (22) 20.04.82 (46) 30.01.85. Бюл. У 4 (72) В.П.Матуолис (71) Институт физики АН ЛитССР (53) 621.3 17.7 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 328392, кл. G 01 R 29/12, 1968.

2.Авторское сивдетельство СССР

Р 436299, кл. С 01 R 29/12, 1972. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ HEMETAJIЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее корпус, в котором установлены основание для крепления образца, узел возбужде- ния статического электричества трением расположенный напротив образSU„, A ца> приспособление для взаимного перемещения узла возбуждения и образца и преобразователь электростатического поля соединенный с изме7 рительным прибором, о т л и ч а ю— щ е е с я тем что, с целью интенсификации процесса тречия при механическом возбуждении предельных уровней электризации неметаллических материалов, в корпусе дополнительно установлен вибратор, рабочая часть которого сопряжена с упомянутым основанием.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что основание для крепления образца установлено на I упругих опорах, прикрепленных к корпусу.

1137413

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для возбуждения и измерения степени электризации неметаллических материалов в условиях, 5 когда требуется установить предельно допустимые нормы электризации . неметаллических материалов.

Известно устройство для исследования электростатических характерис-тик неметаллических материалов под действием трения, содержащее возбуждающий элемент в виде узла трения, который установлен с возможностью прижима к образцу, приспособление 15 для взаимного перемещения узла трения и обра" öà, измеритель зарядов, . ;оп<клк<«еил 1й между съемником зарядов и емкостью, которая подбирается в

1 :аждом конкретном случае 111.

Известное устройство непригодно длл выявления предельных уровней „-.íåктризации, так как интенсификация процесса трения (возбуждения

<.татического электричества) может 25 был произведена только за счет уве- л<и!o< ил pàáo÷eão давления между обра..<цом и элементом трения. Устройство обладает также невысокой точностью оценки электризации неметалли<ьеских материалов, так как последняя зависит от номинала подбираемых емкостей.

Наиболее близким к изобретению является устройство для возбуждения и измерения электризации неметалли- .

О ческих материалов, содержащее приспособление для крепления образца, возбуждающий элемент в виде узла трения, систему обеспечения возвратно-поступательного относительного движения возбуждающего элемента и образца. и систему регистрации заряда, возбужденного на поверхности образца (2) .

Недостатком данйого устройства является невозможность интенсификации процесса трения в области незпа- . штепьных давлений (по нормали), а 50 также исключения паразитных эффектов сглаживания и "прививания" продуктов деструкции в области элемента тренин. Устройство не содержит также нейтрализаторов статического 55 электричества..

Цель изобретения — интенсификация процесса трения при механическом

2 возбуждении предельных уровне-." электризации неметаллических материалов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус, в котором установлены основание для крепления образца, узел возбуждения статического электричества трением, расположенный напротив образца, приспособление для взаимного перемещения узла возбуждения и образца и преобразователь электростатического поля, соединенный с измерительным прибором, в корпусе дополнительно установлен вибратор, рабочая часть которого сопряжена с упомянутым основанием.

Кроме того, основание для крепления образца установлено на упругих опорах, прикрепленных к корпусу.

На фиг. 1 показана конструкция предлагаемого устройства", па фиг. 2 то же, вид сверху.

Устройство содержит основание 1 (корпус не показан), на котором с помощью фиксаторов 2 и 3 крепится исследуемый образец 4. Основание 1 установлено на упругих опорах 5, которые жестко прикреплены к корпусу 6 вибратора, активный элемент 7 которого непосредственно сопряжен с основанием 1. Во внутренней части корпуса

6 установлен электромеханическии возбудитель 8 вибрации. Корпус 9 узла возбуждения стати |еского электричества трением посредством шарнира

10 через промежуточный элемент 11 соединен с приводом 12 приспособления для взаимного перемещения узла возбуждения и образца (показан условно).

На корпусе 9 в головных его частях по направлению возвратно-поступательного движения соответственно установлены два преобразователя 13 и 14 электростатического поля. Преобразователи 13 и 14 представляют собой металлические пластины, активированные радиоактивным изотопом, они электрически изолированы от корпуса 9 и подключены к измерительному прибору

15 электростатического поля. В нижней части корпуса 9 закреплен глоский элемент 16 трения, который в зависимости от поставленной задачи может быть выполнен в виде двух цилиндрических роликов, установленных на подшипниках. При таком варианте исполнения устройства возбуждение статического электричества происходит в ре1137413 зультате процесса трения-качения.

Преобразователи 13 и 14 выполняют одновременно и функции нейтрализато-, ра статического электричества.

Устройство функционирует следующим образом. . После закрепления на основании 1 исследуемого образца 4 с помощью фиксаторов 2 и 3 на привод 12 и возбудитель 8 вибрации подается электро. 1О питание, Вследствие этого активный элемент 7 приводит в состояние вибра. ции основание 1 с образцом 4 по горизонтали, т. е. по направлению перемещения возбудителя 8. Одновременно по поверхности образца 4 возвратнопоступательно движется корпус 9.

При этом на поверхности образца 4 возникает электростатический заряд.

При каждом холостом цикле возвратно- gp поступательного движения, т.е. когда элемент 16 движется в правую сторону, остаточный заряд нейтрализуется, а при рабочем, когда элемент 16 движется в левую сторону, преобразователь щ

13 воспринимает возбужденный электростатический заряд, который измеряется прибором 15.

Таким образом, процесс тренияскольжения, который происходит на фоне сопутствующей вибрации, а следовательно, и электризация образца в сильной степени интенсифицируется, Это происходит вследствие уплотнения, гибких статических и матричных струкI

) 5 ryp, что в свою очередь увеличивает площадь соприкосновения поверхности образца 4 с рабочей поверхностью элемента трения 16. Указанное обстоятельство имеет исключительное практи4Д ческое значение, особенно в случае образцов с ворсистой поверхностной структурой, при исследовании которых на предмет электризации сопутствующая вибрация не только уплотняет поверхность трения-возбуждения, но также в значительной степени исключает эффект прививания полимера к поверхности элемента трения (возбуждения). Это возможно за счет эффекта проникновения продуктов деструкции полимеров в зоны поверхностных дефектов элемента трения, вследствие чего поверхность электрода пластифицируется и, следовательно, меняются его характеристики.

Наряду со значительным ослаблением процесса "прививания" сопутствующая вибрация образца при возвратнопоступательном движении элемента трения исключает также эффект продольного сглаживания поверхностных структур образца. Это происходит вследствие того, что процесс вибрации в реальной техническоч системе является асимметричным и в локальных поверхностных зонах образца (микроэлементах поверхности) подчиняется статическим закономерностям хаотического движения.

Использование изобретения позволяет выявить предельно допустимые нормы электризации в условиях, близких к эксплуатационным, повысить статистическую достоверность полученных результатов. При этом учитывается то, что стабилизация .и стандартизация условий возбуждения статического электричества является неотъем лемой частью процесса измерения электризации неметаллических материалов в целом,так как процесс рассеяния заряда в объеме большинства технических неметаллических материалов происходит в течение доли секунды (т.е. процесс возбуждения и измерения статического электричества является непрерывной функцие времен, в