Прибор для измерения электростатического заряда на движущихся диэлектрических материалах в процессе их обработки

Класс 2le, 32

Л 146400

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа 1«95

Н. А. Бородовский

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ЗАРЯДА

НА ДВИЖУЩИХСЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ

В ПРОЦЕССЕ ИХ ОБРАБОТКИ .заявлено 10 июля 1961 т. за М 737603/24-10 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений», и 8 за 1962 г.

Предметом изобретения является прибор для измерения электростатического заряда на движущихся диэлектрических материалах в процессе их обработки, основанный на принципе электростатической инду кции.

Особенность этого прибора заключается в применении в нем компенсационной схемы измерения с электростатическим вольтметром в качестве нуль-opl 3 Н3, чем Обеспечивается возможность иск л10чения влияния емкости схемы и датчика на результат измерения.

На чертеже представлена упрощенная схема предлагаемого прибора.

Прибор выполнен по компенсационной схеме и состоит из заземленного потенциометрического компенсатора К, представляющего собой измерительное устройство, и из заземленного индикатора нуля О, в качестве которого применен чувствительный электростатический вольтметр. Компенсатор К заряда снабжен штеккерным гнездом, один конец втулки которого соединяет его с высоковольтным зажимом индикатора нуля О, а другой является общим зажи1иом прибора.

Измерение заряда производится с помощью установленного на пути движения наэлектризованного материала датчика Д, снабженного штеккерным гнездом, служащим для его присоединения посредством

3Kp3HHp0B3HkIoI 0 прОВОда с двумя штеккерами Н3 кОнцах K и!ТеккернОзlх гнезду прибора.

Датчик Д представляет собой изолированный пустотелый электрод А с заземленным экраном Б для исключения влияния IlocTopoHklHx. полей. № 146400

Компенсатор К заряда, смонтированный в дюралиевой коробке, на крышке которой установлен индикатор нуля И, закрепленный дюралиевым колпаком с вырезом для его шкалы, включает полупроводниковый выпрямитель В для питания потенциометра Р, измерительный вольтметр

Вр для измерения потенциала на движке 1 потенциометра Р относительно земли и измерительный конденсатор Ко, подключенный одной своей обкладкой 2 к движку 1 потенциометра Р, а другой обкладкой

8 — к высоковольтному зажиму 4 индикатора нуля И, заземленному своим зажимом 5.

Переключение полярности потенциала движка 1 производится персключателем П, Определение величины и знака измеряемого заряда основано на следующем.

Если на движке 1 потенциометра Р потенциал, измеряемый вольтметром Во, равен нулю, то все емкости. емкость С индикатора нуля И, емкость Со измерительного конденсатора Ко и емкость С2 датчика соединены параллельно и их общая емкость С равна сумме соединенных между собой емкостей, т. е, С = С, + С, + С.

При движении наэлектризованного материала в виде мычки, ватки или ленты в датчике Д индуцируется заряд, эквивалентный поверхностному заряду Q наэлектризованного продукта, перемещающегося в пределах приемника. При установившемся процессе, наступающем обычно -:ерез несколько секунд после запуска машины, этот заряд достигает постоянного значения и распределяется в приборе следующим образом.

Емкость Со измерительного конденсатора К„получает заряд со

Чо =

Емкости С, индикатора нуля И сообщается заряд

c„q с

Емкость С датчика Д приобретает заряд сд с где С = Сц + С + С, Так как индикатор нуля и датчик постоянно соединены между собой параллельно, то они вместе взятые получают заряд

c„+с

< + ql c

При этом заряде q «зайчик» индикатора нуля И установится на его шкале в положение, которое соответствует значению потенциала высоковольтного зажима 4 и соединенного с ним измерительного электрода Л датчика Д. Если теперь с помощью потенциометра P подать на систему емкостей такой по величине и по знаку потенциал, при котором показание индикатора нуля И уменьшится до нуля, то при этом индикатор нуля и датчик получат совместно заряд с1 + с2 ч"=-q =- с . q (1)

С другой стороны, суммарная емкость С = C + C> индикатора нуля

И и датчика Д соединены теперь с емкостью С измерительного конденсатора Ко по отношению к потенциометру последовательно. Следовательно, компенсационный заряд q, соответствующий компенсационному потенциалу Uq, измеряемому вольтметром Вр численно равен произве№ 146400 дению емкости С, последовательно соединенных емкостей С и СО на величину компенсационного потенциала Up по формуле: д =С„ЬО, С Ср (С1+ С ) С; (Cy + Сг) Cp Up де С„= С С,+С,+с T e ? С,+С,+С (2)

Из выражений (1) и (2) следует, что (Сi+ С ) Cp Up С1+ Cq (3)

Cp + С, + С» Cp + С, + С

С, + Cp откуда после сокращения на величину получается оконС + С,+-С» чательное выражение для определения величины и знака измеряемого

:аряда

Q = — CpUp. (4)

Знак минус означает, что измеряемый заряд имеет знак, разноименный со знаком компенсационного потенциала Up.

Зная длину продукта, движущегося з пределах датчика, площадь его сечения или массу, можно по величине измеренного заряда определить линейную или поверхностную плотность заряда, а также удельный заряд испытуемого материала для установившегося процесса.

Из выражения (4) видно, что величина измеряемого заряда определяется исключительно значениями емкости Со измерительного конденсатора Ко и компенсационного потенциала Uo, который измеряется стрелочным вольтметром Âp.

Предлагаемый прибор пригоден для быстрого определения с повышенной точностью величины и знака электростатического заряда на продукте в процессе его образования на машинах хлопчатобумажного производства в широком диапазоне измерения, что может послужить для решения вопроса в борьбе с возникновением электростатического заряда.

Предмет изобретения

Прибор для измерения электростатического заряда на движущихся диэлектрических материалах в процессе их обработки, основанный на принципе электростатической индукции, отличающийся тем, что, с целью исключения влияния емкости схемы и датчика на результат измерения, в нем применена компенсационная схема измерения с электростатическим вольтметром в качестве нульоргана.

¹ 14(400!

II

I ! ! ! ! !

I ! !

I и и

Редактор 3. А. Москвина Текред А. А. Камышникова Корректор Ю. М. Федулова

Формат бум. 70Р, 108 />б

Тираж 950

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и откоытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д. 2/6.

Объем 0,35 изд. л.

Цена 4 кои.

Поди. к печ. 15/IV — 62 г

ai<. 11!9/16

Типография, пр. Сапунова, 2.