Устройство для измерения электризации неметаллических материалов

(19) И 1) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУЬЛИК ЕТЕЛЬСТВУ 8 ТОРСНОМУ ну го на ения,3, Устройств и ч а ю щ е е ринимающий зар виде закрытог стиями дляпо пп.1 и 2 я тем, чт элемент вы полого цили вода и выво от- авосолнен дра с а шар отверков,4 Устройствл и ч а ю щ е елью расширенияжностей, оно снным переключатнаклонной плосвыводу или к авмерительному пр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБРЕ(71) Институт физики АН ЛитССР ( 53) 621. 317. 713( 088. 8)( 56) 1. Бавег Е.М., Бэ.сЬагйя Е. В., Согге 1 аЬоп о)" 1 Ье е 1 ес 1 г 1 са 1 геяя 1 ьчд 1 ея оГ ГаЬгдся ч 1 СЬ 1 Ьег аЬ 1 - Су Ьо йече 1 ор апй Со Ьо 16 е 1 ес 1 гояСаС 1 с сЬагдея. - Тех 11 е ВеяеагсЬ ,1 оигпа 1, ч,38, 1968,1, р.28.2. Авторское свидетельство СССР М 334651, кл.0 01 Н 29/12, 1970 (прототип).(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЗАЦИИ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее питатель для загруз ки металлических шариков, измерителью ячейку в виде заземленного полокорпуса с входным и выходным окми, элемент, воспринимающий заряд металлических шариков, размещенный во внутренней полости"корпуса, изоли рованный от него и соединенный с электроизмерительным прибором, держатель образца, заземленное разгоночное приспособление шариков, одним концом сопряженное с выходом питателя, а другим концом установленное напротив входного окна в корпусе, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, держатель образца установлен снаружи корпуса, совмещен с раэгоночным приспособлением и выполнен в виде.наклонной, электрически изолированной плоскости, снабженной регулятором наклона и высоте, при этом накл иная плоскость с более высокорасположенной стороны сопряжена с выходом питателя через селектор шариков, а с другой расположена найротив входных отверстий, которые выполнены в боковых стенках заземленного экрана и воспринимающего заряд элемента,2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что селектор .шариков выполнен в виде шарового приемника, имеющего углубление, соответствующее размерам шарика, и шарнирно установленного в корпусе селектора с возможностью расположения указанного уггубления напротив выходного отверстия питателя или на против входа разгоночного приспособ по лп,1-3, о т с я тем, что, с цеункциональных,возмо бжено двухпозиционем для подключения сти к заземленному ономному электроиз- бору5 10 15 2 О Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано при исследовании электризации неметаллических материалов в случае возбуждения статического электричества трением-качением при незначительных динамических давлениях.Известно устройство для определения электризации тканей, содержащее заземленную наклонную плоскость, покрытую контртелом и установленную на против входного окна заземленного металлического корпуса, во внутреннейполости которого установлена изолированная от корпуса измерительнаяметаллическая ячейка, подключеннаячерез экранированный кабель к электроизмерительному прибору. Образецткани намотан на пустотелую металлическую коробку, которая опускаетсяпо наклонной плоскости и попадает визмерительную ячейкуОднако указанное устройство пригодно для грубых и ориентировочныхизмерений, так как скорость скольжения образца по наклонной плоскостив значительной степени зависит отвеличины коэФфициента трения. Принеобходимости поддержания постоянного веса коробки с образцом в случае,когда образцы имеют различную толщину тонкие пленки, ковровая ткань),не соблюдается принцип стандартности измерений, Кроме того, применениекоробки с плоским основанием не обеспечивает надежного прилегания поверхности образца к контртелу, что такжеснижает точность измерения,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является устройство для определения поверхностной плотности электрических зарядовдиэлектрических материалов, содержащее питатель для загрузки металличес.ких шариков, заземленный полый корпус с входным отверстием, разгрузочным клапаном и элементом, воспринимающим заряд металлических шарикови выполненным в виде экрана, расположенного внутри корпуса, изолированного от него и через интегрирующую НС-цепочку подключенного к измерительному приборУ, держатель образца, представляющий собой мишень иустановленный в корпусе напротивэкрана, при этом между выходом питателя и входным отверстием корпуса расположен заземленный, электрически изолированный от корпуса разгоночный канал для направления шариков к образцу 21.Недостаток известного устройства заключается в том, что оно пригодно только для осуществления прерывистых актов возбуждения статического электричества в результате одиночных ,пластических деформаций и не позволяет измерить поверхностную электризацию образцов, возбужденную трениемкачением, Кроме того, невозможно регулировать и контролировать физические условия момента запуска шариков,что снижает точность измерения. Внесение образца во внутреннюю частькорпуса приводит к значительным трудноучитываемым изменениям исходных параметров (в основном емкости) внутренней полости корпуса, что такжеприводит к снижению точности измерения и уменьшению оперативностииспользования устройства, так какдля закладки образца требуется разборка корпуса,Номенклатура исследуемых образцов также ограничена, так как их необходимо заготавливать стандартнойформы. Наличие ВС-элемента в измерительной цепи ограничивает возможностьподключения более чувствительныхприборов, типа электрометров. Цель изобретения - повышение точ"5 ности измерения, а также расширениеФункциональных возможностей.Поставленная цель достигается тем,что з устройстве для измерения электризации неметаллических материалов,содержащем питатель для загрузки ме- ЗО таллических шариков, измерительнуюячейку в виде заземленного пологокорпуса с входным и выходным окнами,элемент, воспринимающий заряд металлических шариков, размещенный во 35 внутренней полости корпуса, изолированный от него и соединенный с электроизмерительным прибором, держательобразца, заземленное разгоночное приспособление шариков, одним концом 40 сопряженное с выходом питателя, адругим установленное напротив входного окна в корпусе, держатель образцаустановлен снаружи корпуса, совмещенс разгоночным приспособлением и выполнен в виде наклонной, электрическиизолированной плоскости, снабженнойрегулятором наклона и высоты, приэтом наклонная плоскость с более высокорасположенной стороны сопряженас выходом питателя через селектор 50 шариков, а с другой расположена напротив входных отверстий, которыевыполнены в боковых стенках заземленного экрана и воспринимающего зарядэлемента.55 Кроме того, селектор шариков выполнен в виде шарового приемника,имеющего углубление, соответствующееразмерам шарика, и шарнирно установленного в корпусе селектора с возмож ностью расположения указанного углубления напротив выходного отверстияпитателя или напротив входа разгоночного приспособления.Воспринимающий заряд элемент выполнен в виде закрытого полого цилин 10768445 10 65 дра с отверстиями для ввода и выводи гарикон.Кроме того, устройство снабжено двухпозиционным переключателем для подключения наклонной плоскости к заземленному выводу или к автономному электроизмерительному прибору.На Фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 питатель с селектором в исходном положении; на Фиг.З - то же, н рабочем положении.Устройство содержит питатель в виде металлической воронки 1 для загрузки металлических шариков 2.3 выхода воронки 1 установлен селектор 3 шариков, который через направляющий канал 4 связан с наклонной плоскостью 5. Плоскость 5 через изолятор б прикреплена к держателю 7 образца. Держатель 7 снабжен регулятором 8 наклона и высоты, с помощью которого регулируют высоту и наклон плоскости 5. На плоскости 5 установлены фиксаторы 9 и 10 для прикрепления исследуемого образца 11. Измерительная ячейка выполнена н виде заземленного полого корпуса, состоящего из заземленного основания 12, на котором установлен цилиндрический экран 13 с крышкой 14. К экрану 13 прикреплен держатель 7. В стенке экрана 13 выполнено входное окно 15, напротив которого установлен нижний конец наклонной плоскости 5. Во внутренней полости ячейки, образованной основанием 12, цилиндрическим экраном 13 и крышкой 14, коаксиально и концентрично расположен полый металлический цилиндр 16 с закрытыми торцами. Основание 17 цилиндра 16 ныполнено и виде наклонного лотка и через изолятор 18 прикреплено к основанию 12. В стенке цилиндра 16 выполнено отверстие 19, расположенное напротив окна 15 в экране 13, для ввода шариков во внутреннюю полость цилиндра 16. В нижней части цилиндра 16 выполнено выходное отверстие 20, снабженное задвижкой 21. Управление задвижкой 21 осуществляют ключом 22, который установлен в цилиндрической стенке экрана 13 и одновременно выполняет функцию заземляющего контакта. На основание 12 установлен разгрузочный лоток 23. Основание 17 цилиндра 16 посредством жес. ткой электрической линии 24 через двухпозиционный переключатель 25 подключено к входу электроизмерительного прибора в виде электрометра 26. Наклонная плоскость 5 через двух- позиционный переключатель 27 заземлена. Свободные вторые контакты переключателей 25 и 27 соединены между собой. Жесткая электрическая линия 24 прикреплена к основанию 12 и изолирована от него посредством иэоля/ торов 18 и 28. Воронка 1 снабженакрышкой 29 и сопряжена с корпусом30 селектора 3. В корпусе 30 селектора 3 шарнирно установлен шаровойприемник 31, имеющий углубление (шах.ту) н соответствии с размером шарика 2. Шаровой приемник 31 сопряженс рукояткой 32 (фиг.1), установленной снаружи селектора 3, При помощирукоятки 32 углубление в шаровомприемнике 31 можно установить н исходное (Фиг,2) или н рабочее (фиг.З)положение, Все устройство помещено вдополнительный заземленный экран,(не показан).Устройство работает следукщим образом.Питатель 1 загружают металлическими шариками 2. Переключатель 25установлен н положение, при котором 70 вход электрометра 26 подключен к основанию 17 цилиндра 16, при этом наклонная плоскость 5 через переключатель 27 заземлена. Ключ 22 вводят вовнутреннюю полость экрана 13 до со прикосновения с цилиндром 1 б,и снимают остаточный заряд. Отверстие 20закрывают задвижкой 21, а ключ 22устанавлинают в исходное положение.На наклонную плоскость 5 накладываютисследуемый образец 11 и закрепляютего Фиксаторами 9 и 10. С помощьюрегулятора 8 наклона и высоты уста"навлинают пространственное положениенаклонной плоскости 5 относительновходного окна 15 в экране 13 в зани симости от толщины образца 11 и необходимой скорости движения шариков2. Далее следует операция измерения.Для этого путем поворота управляющейрукоятки 32 шаровой приемник 31 пере Що водят из исходного положения (Фиг.2)в рабочее (Фиг.3). Шарик 2 под действием собственной силы тяжести попадает н направляющий канал 4, катит.ся по поверхности образца 11 и н ре зультате трения-качения с образцомприобретает электрический заряд. После отрыва от поверхности образца 11шарик 2 через входное окно 15 в экране 13 и через нходное отверстие 19попадает но внутреннюю часть цилиндра 16. Степень электризации шарика 2при этом регистрируется электрометром 26. После серии измерений заряда шариков 2 при помощи ключа 22 открывают задвижку 21 и шарики 2 попадают н разгрузочный лоток 23.Исходя из теоретических основ электростатики при продвижении метал. лического нейтрального шарика 2 по поверхности неметаллического образца 11 вследствие трения-качения нозбужденный в шарике 2 электрический заряд является противоположным по отношению к знаку заряда образца 11. Однако для некоторых материалов знак возбужденного заряда одинаков как нашарике, так и на материале. Для установления знака электрического заряда образца 11 наклонную плоскость 5 через переключатели 27 и 25 подключают к электрометру 26. Предлагаемое устройство позволяет измерить. поверхностную электризацию неметаллических материалов, возбужденную трением-качением, при одновременном повышении точности измерения, так как совмещение держателя образца с раэгоночным приспособлением и установление его снаружи корпуса не влияют на исходные параметры измерительной ячейки в случае, когда образ цы имеют различную толщину. Наличие селектора шариков унифицируст физические условия момента запуска каждого шарика, что стандартизирует тех.5 нологию измерительного процесса и,следовательно, повышает точность измерения. Кроме того, введение двух- позиционного переключателя для подключения держателя образца к зазем ленному выводу или к измерительномуприбору позволяет установить знак возбужденного заряда в исследуемом материале относительно знака заряда шарика.1076844 Редакто аказ 74 ПП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 л Составитель Е.Пна Техред Т.Фанта г 43 Тираж 711 НИИПИ Государственного по делам иэобретений и 35, Москва, Ж, Раушс жникова Корректор И. Муска Подписнмитета СССРткрытийя наб., д.4/