Устройство для измерения электризации неметаллических материалов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ , содержащее заземленное основание с установленным на нем изолированным металлическим держателем исследуемого образца, снабженным фиксатором, контртело, узел разделения исследуемого образца и контртела , узел возбуждения статического электричества, нейтрализатор, узел регистрации электризации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, контратело выполнено дискообразным, держатель образца - в виде воспринимающего заряд съемного экранированного цилиндра Фарадея с внутренним расположением фиксатора, узел возбуждения статического электричества - в виде коронирующего электрода , расположенного в области исследуемого образца и соединенного с высоковольтным источником питания, а узел регистрации электризации в виде совокупности подключенного к исследуемому образцу электрометра и блока измерения силы отрыва контртела от исследуемого образца, совмещенного с узлом разделения исследуемого образца и крнтртела, причем контртело расположено параллельно поверхности исследуемого образца с возможностью осевого перемещения по вертикали и с наружной, нерабочей стороны сопряжено с блоком измерения силы отрыва контртела от исследуемого образца. 2.Устройство по п.1, о т л и (Л чающееся тем, что блЬк измерения силы отрыва контртела 6т исследуемого образца включает в себя металлический IDTOK и динамометр растяжения, корпус которого прикреплен к подъемному механизму, а рабочий элемент через последовательно ел сопряженные гибкую связь, груз и изолятор соединен со свободным концом :о штока. 3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, в центральной части дискообразного контртела выполнено отверстие, металлический щток выполнен пустотелым, а коронирующий злектрод - в виде иглы, установленной с возможностью перемещения вдоль оси штока и имею щей с ним электрический контакт.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1145306 А

4(з1) С 01 R 29/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3593563/24-21 (22) 18. 05. 83 (46) 15. 03. 85. Бюл. ¹ 10 (72) В. П. Матуолис (71) Институт физики АН Лит.CCP (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 537305, кл. G 01 R 19/165, 1973.

2. Метод оценки электростатического прилипания тканей к металлу.

Стандарт США ААТСС 115-1965. — Обзор снижения электризации тканей и ковров из химических волокон. М., Министерство легкой промышленности, 1975. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЗАЦИИ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее заземленное основание с установленным на нем изолированным металлическим держателем исследуемого образца, снабженным фиксатором, контртело, узел разделения исследуемого образца и контртела, узел возбуждения статического электричества, нейтрализатор, узел регистрации электризации, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения- точности измерения, контртело выполнено дискообразным, держатель образца — в виде воспринимаю. щего заряд съемного экранированного цилиндра Фарадея с внутренним расположением фиксатора, узел возбуждения статического электричества — в виде коронирующего электрода, расположенного в области исследуемого образца и соединенного с высоковольтным источником питания, а узел регистрации электризации — в виде совокупности подключенного к исследуемому образцу электрометра и блока измерения силы отрыва контртела от исследуемого образца, совмещенного с узлом разделения исследуемого образца и контртела, причем контртело расположено параллельно поверхности исследуемого образца с возможностью осевого перемещения по вертикали и с наружной, нерабочей стороны сопряжено с блоком измерения силы отрыва контртела от иссле- дуемого образца.

2 Устройство по II ° 1 О T л и ч а ю щ е е с я тем, что блок измерения силы отрыва контртела от исследуемого образца включает в себя металлический шток и динамометр растяжения, корпус которого прикреплен к подъемному механизму, а рабочий элемент через последовательно сопряженные гибкую связь, груз и изолятор соединен со свободным концом штока

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, в центральной части дискообразного контртела выполнено отверстие, металлический шток выполнен пустотелым, а коронирующий электрод — в виде иглы, установленной с возможностью перемещения вдоль оси штока и имеющей с ним электрический контакт.

1145306 2

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и предназначено для использования при оценке пригодности неметаллических материалов по параметру электризации в условиях, где не допускается возникновение опасных уровней статического электричества.

Известно устройство для измерения составляющей электризации неметаллических материалов в процессе разделения двух сред, содержащее транспортирующую систему для перемещения исследуемого образца, цилиндрический измерительный электрод, со- д ,пряженный с электродвигателем, тензодатчики силы трения, снабженные

I регулятором для синхронизации движения (1). Недостаток известного устройства щ связан с тем, что оно приспособлено для измерения электризации только определенной группы гибких неметаллических материалов, заготовляемых в виде бесконечной ленты, и не йоз- д воляет испытывать жесткие образцы.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения электризации неметаллических материалов, содер- З© жащее заземленное основание с установленным на нем изолированным металлическим держателем исследуемого образца, изготовленным в форме плоского угольника и снабженным фиксато35 ром, механически связанное с держателем контртело, узел разделения исследуемого образца и контртела, узел возбуждения статического электричества, выполненный в виде бруска, обернутого тканью из полиэфирных или полиамидных комплексных нитей, нейтрализатор, узел регистрации электризации, выполненный в виде измерителя времени отрыва (отлипания) свободного конца исследуемого образца от плоскости держателя 523.

Недостаток указанного устройства заключается в низкой точности измерения, обусловленной тем, что момент отрыва оценивается визуально, из-эа чего вносится погрешность asмерения. Кроме того, возбуждение заряда трением с помощью бруска производится вручную, и время после возбуждения статического электричества в образце до момента установки его в рабочее положение оценивается субъективно. При этом не учитывается возможная утечка заряда, а также отсутствует возможность измерять электризацию, возникающую в процессе разделения двух сред, и оценивать усилие, необходимое для разделения.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения электризации неметаллических материалов, содержащем заземленное основание с установленным на.нем изолированным металлическим держателем исследуемого образца, снабженным фиксатором,.контртело, узел разделения исследуемого образца и контртела, узел возбуждения статического электричества, нейтрализатор, узел регистрации электризации, контртело выполнено дискообразным, держатель образца — в виде воспринимающего заряд съемного экранированного цилиндра Фарадея с внутренним расположением фиксатора, узел возбуждения статического электричества— в виде коронирующего электрода, расположенного в области исследуемого образца и соединенного с высоковольтным источником питания, а узел регистрации электризации — в виде совокупности подключенного к исследуемому образку электрометра и блока измерения силы отрыва контртела от исследуемого образца, совмещенного с узлом разделения исследуемого образца и контртела, причем контр. тело расположено параллельно поверхности исследуемого образца с возможностью осевого перемещения по вертикали и с наружной, нерабочей стороны сопряжено с блоком измере- . ния силы отрыва контртела от исследуемого образца.

Кроме того, блок измерения силы отрыва контртела от исследуемого образца включает в себя металлический arroz и динанометр растяжения, корпус которого прикреплен к подъемному механизму, а рабочий элемент через последовательно сопряженные гибкую связь, груз и изолятор соединен со свободным концом штока.

При этом в центральной части дискообразиого контртела выполнено отверстие, металлический шток выполнен пустотелым, а коронирующий

1145 электрод — в виде иглы, установленной с возможностью перемещения вдоль

I оси штока и имеющей с ним электрический контакт.

На фиг. 1 представлено предложенное устройство для измерения электризации неметаллических материалов, общий вид; на фиг. 2 — то же, при рабочем положении коронирующего электрода.

Устройство содержит заземленное основание 1 (фиг. 1 и 2), к которому прикреплен экран 2. Во внутренней полости экрана 2 установлен изолятор

3, на котором концентрически закреплен плоский металлический фланец 4 °

На фланце 4 съемно установлен цилиндр 5 Фарадея, на дне которого уложен исследуемый образец 6, фиксируемый фиксатором — прижимным кольцом 7. Снаружи, в верхней части экрана 2, закреплен изолятор 8, на котором установлена опора 9, а на ней—

Г-образный рычаг 10, имеющий угол поворота 90 . Ha одном конце рычага 25

10 выполнен контакт 11 а на другом1 зажим 12 для подключения потенциального полюса высоковольтного источника питания. С наружной части экрана

2 закреплен выдвижной стержень 13. К фланцу 4 посредством жесткой электрической линии t4 подключается электрометр (не показан).

Рабочий элемент, по отношению. к которому определяется разделение представляет собой диск (контртело)

3S

15 из металла. В исходном состоянии диск 15 своей рабочей поверхностью прижат к поверхности исследуемого образца 6 и расположен соосно в цилиндре 5 Фарадея. В центральной части диска 15 предусмотрено отверстие, к стенкам которого со стороны, противоположной расположению исследуемого образца 6, прикреплен металлический пустотелый шток 16.

Свободный конец штока 16 через последовательно сопряженНые изолятор

17, стержень 18, груз 19, шток 20 и гибкую связь 21 соединен с дина5Ь нометром 22 растяжения, имеющим фиксатор 23 максимальных показаний.

Динанометр 22 подвешен на стреле

24, которая, в свою очередь, сопряжена с подъемным механизмом 25, 55 управляемым рукояткой 26. Подъемный механизм 25 установлен на вертикальной направляющей, закреплен306 4 ной ыа основании 1..Во внутренней полости штока 16 коаксиально помещен коронирующий электрод в виде иглы 27, верхний конец которой сопряжен с поршнем — грузом 28, предназначенным для центрирования положения иглы 27. Поршень 28 имеет наружный фиксатор 29, посредством которого игла 27 получает электрический контакт со .штоком 16 и может занять любое фиксируемое положение вдоль оси штока 16. Нижний конец иглы 27 через отверстие, выполненное в центральной части диска

15, при освобожденном фиксаторе 29 и под действием веса поршня 28 занимает нижнее рабочее положение (фиг. 2). Для заземления штока 16 на экране 2 смонтирован выдвижной стержень 30, выполняющий функции нейтрализатора.

Устройство работает следующим образом.

При помощи подъемного механизма

25, управляемого рукояткой 26, диск

15 поднимается до такой высоты, чтобы можно было удалить из внутренней полости экрана 2 цилиндр 5

Фарадея и уложить исследуемый образец 6 на внутреннее его основание. Фиксация образца 6 производится прижимным кольцом 7. В дальнейшем цилиндр 5 Фарадея укладывается во внутреннюю полость экрана 2 и закрепляется концентрически ьа фланце 4. При этом вход электрометра отключен от ципиндра 5 Фарадея.

До начада выполнения операции по электризации исследуемого образца 6 коронным разрядом предварительно снимают остаточный заряд с цилиндра 5 Фарадея. Для этого используют выцвижной стержень 13. Далее освобождают фиксатор 29, и игла

27 под действием поршня 28 опускается, т.е. выходит наружу (фиг. 2).

С помощью подъемного механизма 25, вращая рукоятку 26, устанавливают рабочее расстояние между свободным концом иглы 27 и поверхностью исследуемого образуй 6. Обычно оно составляет 8-15 мм при рабочем напряжении 10 кВ. Подача рабочего напряжения на иглу 27 производится поворотом Г-образного рычага 10 против часовой стрелки до соприкосновения контакта 11 со штоком 16. Зарядка образца 6 осуществляется подклю1145306 чением к зажиму 12 потенциального полюса высоковольтного источника питания. Время заряда 5 с.

После зарядки исследуемого образца 6, т.е. после выключения высоковольтного питания, рычаг 10 отводится в исходное положение.

Используя <выдвижной стержень 30, снимают остаточный заряд со штока 16 и диска 15. Затем при помощи подъемного механизма 25 диск 15 опускается вплоть до соприкосновения его плоской поверхности с поверхностью образца 6 (фиг. 1). Электрометр приводится в рабочее состояние.

Процесс измерения степени электро. статической зарядки исследуемого образца 6 под действием коронного разряда, оцениваемого после разделения двух сред, начинается с момента подъема диска 15. Эта операция длится 2-4 с. Показания динамометра 22 растяжения в моменты, когда происходит разделение .фиксируются с помощью фиксатора 23 максимальных показаний (фиг. 1). Когда диск 15 нахо-! дится в крайнем верхнем положении, вторично регистрируются показания динанометра 22 по положению стрелки.

В данном случае измеряется общий

5 вес последовательно. соединенных с помощью гибкой связи 21 штока 20, груза 19, стержня 18, изолятора 17, штока 16 и диска 15. После завер— шения указанных операций производится отсчет показанйй электрометра.

Повышенная точность измерения обеспечивается тем, что в данном

1 случае величина электризации определяется одновременно по двум показа15 телям: по величине силы отрыва контр,тела от исследуемого образца и по величине заряда последнего, регистрируемых соответственно динанометром растяжения и электрометром.

20 Предложенное устройство может быть использовано также для измерения электризации образцов без предварительной зарядки коронным разряпом. При этом определяется их естественная склонность к электризуемости в результате разделения сред.

1145306

1 фиг.Я

Составитель Л. Морозов

Редактор М. Циткина Техред М.Кузьма Корректора А. Тяско

Заказ 1166/34 Тира к 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

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