Способ измерения заряда материала

Способ измерения заряда материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАРЯДА МАТЕРИАЛА , включающий пропускание материала через межэлектродный промежуток, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей , в электрическую цепь тока, протекающего через высокопотенциальный электрод,и в электрическую цепь ,тока, протекающего через низкопотенциальный электрод, подключают соответственно два конденсатора, на оо кладках конденсаторов возбзпкдают релаксационные колебания путем преобразования в тепловую энергию и энергию излучения энергии электрического поля, образованную за счет протекающего череэ электрод тока, измеряют количества релаксационных колебаний Я, и 2 за промежуток времени it на обкладках конденсаторов и определяют заряд Q сообщаемый материалу за промежуток времени ii по формуле ,G.(iirUJ- 2 2(l2-U2«l; где и, 2 амплитуды релаксационных W колебаний на обкладках конденсаторовJ ( - наименьшие значения релаксационных колебаний на обкладках конденсаторов; С, и Cj - емкости конденсаторов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9> (11) SU

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ й, К .АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3585175/24-21 (22) 05.03.83 (46) 30.07.85. Бюл. 1 28 (72) M.Ñ.Çàõàðÿí (53) 621.317.318(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 334651, кл. С 01 R 29/12, 12.10.70.

Патейт США У 3449667, кл. | 01 R 5/28, 1966.

Верещагин И.П. и др. Основы электрогазодинамики дисперсных .систем. M.

"Энергия", 1974, с. 169. (54)(57) СПОСОВ ИЗИЕРКНИЯ ЗАРЯДА ИАТЕРИАЛА, включающий пеопускание материала через межэлектродный промежуток, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в электрическую цепь тока, протекающего через высоконотенциальный электрод,и в электрическую цепь ,тока, протекающего через низкопотенциальный электрод, подключают соответственно два конденсатора, на об кладках конденсаторов возбуждают релаксационные колебания путем преобра" зования в тепловую энергию и энергию излучения энергии электрического поля, образованную за счет протекающего через электрод тока, измеряют количества релаксационных колебаний й, и о2 за промежуток времени и на обкладках конденсаторов и определяют заряд д(, сообщаемый материалу за промежуток времени д по формуле дg =и (gi-"1„) в С (0 -"2„) где 0,, 0 — амплитуды релаксационных колебаний на обкладках конденсаторов

tJ„„,"2í — HaHMeHbmHe sHa teHHH релаксаццонных колебаний на обкладках конденса" торов;

С, и — емкости конденсаторов.

1170382

45 (2) Учтем, что

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при исследовании электростатических свойств материалов в промышленности, 5

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет определения динамики процесса зарядки, а также измерения заряда частиц любой формы. 1О

На фиг.1 схематично представлено устройство для реализации предложенного способа, исследуемый материал заряжают с помощью коронного разряда1 на фиг.2 — то же, исследуемый мате- 15 риал заряжают с йомощью контактной электризации; на фиг.3 — кривые изменения напряжения на низкопотенциальном и высокопотенциальном электро-! дах (кривая I) и конденсаторах (кри- 2О вая II) .

Устройства содержат источник 1 постоянного тока, через первый конденсатор 2, межэлектродный промежуток 3, и второй конденсатор 4, соединенный 25 с шиной нулевого потенциала. Параллельно первому и второму конденсаторам включены искровые разрядники 5 и 6 через трансформаторы 7 и 8 тока,,счетчики 9 и 10 импульсов и множи5О тели 11 и 12, соединенные с входами

13 и 14 суммирующего устройства 15.

В устройстве на фиг.1 высокопотенциальный электрод выполнен в виде иглы, а в устройстве на фиг.2 — в виде пластины.

Устройство (фиг.1) работает следующим образом.

После включения источника постоянного тока 1 начинается зарядка емкости межэлектродного промежутка (кривая I,, фиг.3) и зарядка конденсаторов 2 и 4 (кривая II фиг.3) ° В момент, при некотором напряжении Ц» зажигается коронный разряд.

В интервале времени — в кону о денсаторах 2 и 4 накапливается энергия электрического поля. При отсутствии истечения материала через межэлектродный промежуток 3 в момент 1. 5О одновременно пробиваются искровые разрядники 5 и 6 и конденсаторы практически мгновенно разряжаются (кривая II фиг.З) вследствие преобразования в тепловую энергию и энергию излучения энергии электрического поля, накопленной в конденсаторах 2 и .4. При этом напряжение, приложенное к низкопотенциальным и высокопотенциальному электродам, скачком увеличивается (фиг.3, кривая j:) так как время разрядки конденсатора имеет значение, находящееся в пределах порядка величин 10 — 10 с.

После разрядки конденсаторов до напряжения P«aU<< искра в искровом разряднике гаснет и конденсаторы снова начинают заряжаться (кривая II), в результате чего напряжение, приложенное к электродам., снижается (кривая 1). В момент.45 снова -одновременно пробьются искровые разрядники 5 и 6 и т.д. При коронном разряде возникшие положительные ионы перемещаются к низкопотенциальному электроду, а электроны и отрицательные ионы — к высокопотенциальному электроду (в межэлектродном промежжутке образуется одинаковое количество положительно и отрицательно заряженных частиц). Заряженные частицы, достигая соответствующих электродов, нейтрализуются. При этом каждая частица отдает электроду некоторый заряд q создавая ток, равный

Ф q V е где — скорость носителя электрического заряда;

/ — пройденный носителем заряда (частицей) путь.

При наличии истечений материала (например, сыпучего) через межэлектродный промежуток 3 ток 1,, протекающий через высокопотенциальный электрод, будет больше тока 1 протекающего через низкопотенциальный электрод, на величину 3 (фиг. 1)

Ток i> обусловлен уносом частицами сыпучего материала ионов из межэлектродного промежутка 3

1g=1 { (1

Проинтегрировав уравнение (1), получим

Ь ht, ) Ф I ж -J,и.

О а

382

35 з 1170 где Ь1 — заряд, сообщаемый частицам сыпучего материала за промежуток времени h4; (l<,tjz — амплитуды релаксационных колебаний на конденсаторах

2 и 4 соответственно, 4нА - значения напряжений, при которых прекращается разряд конденсаторов 2 и 4;

,Cq — значения емкостей конденса- 10 торов 2 и 4; д„,Р2 — количества релаксационннх колебаний на зажимах конденсаторов 2 и 4 соответственно", 15

Ъ вЂ” заряд, накопленный в конденсаторе 2 в течение одного релаксационного колебания (т.е. в течение времени, увеличения напряжения на конденсаторе 2 от,„до ),);

1 — заряд, накопленный в конденсаторе 4 в течение одного релаксационного колебания»

С «z - емкости конденсаторов 2 и4., д

С учетом соотношений (3), (4) и (5) равенство (2) можно записать в виде

hg n)C (0 1%Н! п 02(1j О ) (6) Из формулы (6) следует, что заряд сообщаемый частицам сыпучего материала за одну секунду в процессе зарядки, равен (II= f,c„(u, 0 „)-f Ст(02,-02,„) («) где 1, и f — частоты релаксационнык колебаний на зажимах конденсаторов 2 и 4 соответственно.

В частном случае при С, = С и, одинаковых уставках срабатывания ис- кровых разрядников 5 и 6 (т.е. при

tJ< =Up), исходя из уравнения (7), имУ" ем (при U =U< RMeev место равенство

U, U „) q =C (f Ц(0 и 1 2(<ñ ) (02 2к) (d)

Очевидно, что для случая, описываемого равенством (8), частота L1 срабатывания разрядника 5 будет больше частоты 1 срабатывания разрядника 6 (фиг.1).

Счетчики импульсов 9 и 10 (фиг.1 и 2) соответственно фиксируют количество ..релаксационных колебаний t1q и и на первом и втором конденсаторах (очевидно, что количество релаксационных колебаний 11 и и соответт ственна равно количеству срабатываний искровых разрядников 5 и б. В множителе 11 число релаксационных колебаний 8q умножается на постоянное число, равное С1 (0,- Ц,7, а в множителе 12 число релаксационных колебаний hz умножается на постоянное число, равное С (О -Цп,). В суммирующем устройстве 15 из чйсла n - С (0 -0 )

1 1 1 1АЭ поступающего на вход 13, вычитается число С (О -Ц ), поступающее на вход 14, и ойределяется заряд, со.общаемый материалу за промежуток времени 64.

В устройстве, представленном иа фиг.2, зарядку сыпучего материала осуществляют посредством контакта материала с высокопотенциальным электродом {коронный разряд в меж электродном промежутке 3 отсутствует). В остальном работа устройства аналогична работе устройства, представленного на фиг.1.

1 170382

1370382

Составитель E.Ïëóæíèêîâà

Техред: Л,Иикеш корректор.В,Гирняк

Редактор М.Дылын г

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

Заказ 4700/42 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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