Система управления униполярным нейтрализатором

 

ОПИСАН Й Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0 0769769

Союз Соеетских

Социапистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 23.10.78 (21) 2677071/18-25 с присоединением заявки № (51) М, Кл.

Н 05Г 3/04

ГосУАаРстеенный комитет (23) Приоритет (53) УДК 621.319.74 (088.8) по делам изобретений (43) Опубликовано 07.10.80. Бюллетень № 37 и открытий (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (72) Авторы изобретения

P. 3. Бахтизин и Б. К. Сушко (71) Заявитель Башкирский государственный университет им. 40-летия Октября (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ УНИПОЛЯРНЫМ

НЕЙТРАЛ ИЗАТО РОМ

Изобретение относится к области техники защиты от вредных проявлений статического электричества и может быть использовано в процессе производства полупроводниковых приборов, а также для уменьшения пожаро- и взрывоопасности технологических процессов, сопровождающихся явлениями статической электризации, например при производстве пластмасс и резины. 10

Известны нейтрализаторы зарядов статического электричества, которые, используя воздух, компенсируют заряд наэлектризованного материала за счет притока ионов противоположного знака (11.

Наибольшей эффективностью обладают высоковольтные нейтрализаторы коронного разряда постоянного напряжения. Недостатком их является тенденция к перезаряжению нейтрализуемого материала заряженными ионами. Этот недостаток исключается вводом системы управления, контролирующей величину и знак поверхностного заряда диэлектрика и подключающей к коронирующему электроду в зависимости от величины и знака заряда высокое напряжение нужной полярности.

Наиболее близкой к предложенной является система управления униполярным нейтрализатором зарядов статического элект- 30 ричества с высоковольтными коронирующими электродами и источником питания, содержащая датчик потенциала обрабатываемого материала, схему преобразования сигнала датчика и релейную схему управления работой источника питания (2).

Эта система не обеспечивает высокой эффективности нейтрализации из-за того, что она плохо работает при низких плотностях поверхностного заряда, Последнее обусловлено тем, что при малых плотностях начинает сказываться смещение нуля и дрейф усилителя постоянного тока, приводящие к ложным срабатываниям нейтрализатора.

Целью изобретения является повышение эффективности нейтрализации при малых плотностях поверхностного заряда на обрабатываемом материале.

Эта цель достигается тем, что система снабжена механическим Mori.| Topoi IIo. i обрабатываемого материала, выполненным в виде заземленного диска с прорезями, установленного со стороны обрабатываемого материала с возможностью вращения таким образом, что при вращении каждая прорезь может быть установлена против датчика, приводом указанного диска и усилителем переменного тока, причем выход датчика соединен со входом упомянутого

769769

10 усилитсля, а выход усилителя — со входом схемы преобразования сигнала датчика.

На чертеже представлена схема системы.

Она содержит заземленный диск 1 с выполненными в виде секторов прорезями 2, насаженный на ось синхронного электродвигателя 3. Датчик 4 потенциала, выполненный в виде плоской металлической пластины, расположен вблизи нейтрализуемой поверхностью диэлектрика 5 параллельно последней. В качестве датчика опорного сигнала используется фототранзистор 6, подключенный совместно с лампой накаливания 7 к стабилизированному источнику постоянного напряжения 8. Вход усилителя

9 переменного тока выполнен высокоомным и подключен к датчику 4, а выход — низкоомным и подключен к сигнальному входу синхронного детектора 10. K коллектору фототранзистора подключен нагрузочный резистор 11 и формирователь 12 импульса, выход которого подключен к управляющему входу синхронного детектора. К выходу последнего подключены параллельно включенныс накопительная емкость 13 и поляризованное реле 14, контакты которого управляют вк;почснисм и переключением высоковольтного источника 15 питания постоянного напряжения. Высоковольтные выходы источника питания подключены к игольчатым коронирующим трубам — электродам 16.

Система работает следующим образом.

Прп равномерном вращении диска 1 с прорезями 2 происходит периодическое прерывание (обтюрация) силовых линий электростатического поля диэлектрика 5 у поверхности приемного электрода 4. За счет этого во внешней цепи приемного электрода 4 появляются периодические импульсы, форма которых для прорезей 2 в виде секторов и при равномерном распределении зарядов на поверхности диэлектрика 5 будет прямоугольной. Изменения выходного сигнала датчика несут информацию о изменении поверхностного заряда диэлектрика 5. Сигнал датчика потенциала усиливается усилителем 9 и поступает на сигнальный вход синхронного детектора 10. Фототранзистор 6 и лампа 7 располагаются относительно диска 1 и приемного электрода

4 так, что свет лампы 7 освещает фототранзистор 6 одновременно с открытием датчика 4 для действия поля диэлектрика

5. Опорный сигнал, снимаемый с резистора

11, поступает на формирователь импульса, в качестве которого используется одновибратор. Далее опорный сигнал поступает на управляющий вход детектора 10. Это приводит к тому, что сигнал с сигнального входа синхронного детектора 10 поступает на его выход и заряжает накопительную емкость 13, величина которой выбирается из условия того, что она должна заряжаться до максимального значения за время следо15

65 вания синхроимпульса, т. е. за то время, когда синхронный датчик пропускает сигнал. Сопротивление реле 14 выбирают исходя из того, что по минимуму оно ограничено заданной чувствительностью и точностью срабатывания, а по максимуму — заданным быстродействием. Устройство чувствительно к знаку заряда диэлектрика 5 за счет того, что при изменении знака заряда диэлектрика 5 полярность индуцированного тока во внешней цепи датчика потенциала 4 меняется на обратную, что приводит к изменению знака напряжения на накопительной емкости 13 и к переключению релейной схемы. Исполнительные контакты релейной схемы подают высокое постоянное напряжение от высоковольтного источника 15 на один из игольчатых коронирующих электродов 16. На концах игл подключенного электрода начинается интенсивная униполярная нейтрализация воздуха. Ионы со знаком, противоположным знаку поверхностного заряда на диэлектрике 5 притягиваются к диэлектрику и нейтрализуют поверхностный заряд. С изменением знака заряда включается второй разрядный электрод, что приводит к образованию ионов противоположного знака. Порог поверхностной плотности заряда, с которого нейтрализатор автоматически включается в работу, задается регулировкой усилителя. Нейтрализатор эффективно работает до плотности 10 †" кул/см

Использование метода модуляции медленно изменяющегося потенциала электростатического поля заряженного диэлектрика позволяет выбрать спектр сигнала в более предпочтительном частотном интервале. Частота, на которой работает синхронный детектор, прямо пропорциональна числу оборотов электродвигателя и числу прорезей на заземленном диске. Частота MOжет быть выбрана достаточно высокой, а максимум спектральной плотности полезного сигнала располагается за пределами области шума вида 1/f, т. с. в этом случае обеспечивается значительно более высокое отношение сигнал/шум, чем можно получить от усилителя постоянного тока. Модуляционный метод не имеет в качестве ограничений шум и дрейф характерные для усилителей постоянного тока. Это позволяет значительно повысить эффективность нейтрализации при малых плотностях поверхностного заряда.

Формул а изобрстсния

Система управления униполярным пейтрализатором зарядов статического элск-ричсства с высоковольтными коронирующими электродами и источником питания, содержащая датчик потенциала обраба1ываемого материала, схему прсобразования сигнала датчика и релейную схему управ769769

Составитель В. Ким

Редактор О. Филиппова

Техред О. Павлова

Корректор О. Силуянова

Заказ 2252/10 Изд. № 513 Тираж 889 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография. пр. Сапуноиз. 2 ления работой источника питания, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности нейтрализации при малых плотностях поверхностного заряда, она снабжена механическим модулятором поля обрабатываемого материала, выполненным в виде заземленного диска с прорезями, установленного со стороны обрабатываемого материала с возможностью вращения так, что при вращении каждая прорезь может быть установлена против датчика, приводом указанного диска и усилителем переменного тока, причем выход датчика соединен со входом упомянутого усилителя, а выход усилителя — со входом схемы преобразования сигнала датчика.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гефтер П. Л. Устройства нейтрализации зарядов статического электричества на оборудовании для переработки пластмасс и

10 резин, М., 1973, с. 17 — 27.

2. Авторское свидетельство СССР

Ма 194199, кл. Н 05F 3/00, 1963 (прототип).