정전기장 테스터의 작동 원리는 무엇입니까?

측정 원리 측정 대상에는 두 가지 유형의 정전기가 있습니다. 한 유형은 공장 어딘가에서 생산되었으며, 다른 유형은 실험실의 기초 연구에서 생산되었습니다. 전자의 경우, 통전 상태를 정확하게 파악하고, 현재의 다양한 상황을 고려하여 적절한 문제 해결 방법을 찾는 것이 필요합니다. 후자는 실험 조건을 정확하게 제어하고 재현 가능한 실험 결과를 얻는 능력이 필요합니다. 그렇기 때문에 측정방법을 충분히 이해하고, 정전기를 발생시키는 요인을 사전에 연구하고 분석하는 것이 필요합니다.

1.1 유도 대전 유도 대전은 일반적으로 도체에 사용됩니다. 여기서 소개하는 방법은 정전기장에서 분극을 통해 유전체를 충전하는 방법으로, 유도 충전이라고도 합니다. 전기장에서 유전체는 분극됩니다. 분극된 유전체의 전기장은 주변 매체의 일부 자유 전하를 끌어당겨 유전체의 반대 부호를 갖는 결합 전하를 중화시킵니다. 외부 전기장이 제거된 후 유전체의 두 전하는 더 이상 중성으로 돌아갈 수 없으므로 일정량의 전하를 운반합니다. 이것이 유도 충전입니다.

1.2 방전 감쇠 물체가 충전된 후. , 내부 전하가 탈출합니다. 이는 지수 붕괴의 법칙을 따릅니다. Q=Q0e-t/ε0εrρr (1) 전하 감쇠 시상수 τ=ε0εrρr을 (1)에 대입하면 다음을 얻습니다. Q=Q0e-t/τ (2) 전하 감쇠 시상수 τ는 다음과 같이 측정할 수 있습니다. 실제 섬유, 직물에 대한 정전기 시험에서는 전기가 원래 시험값의 절반(Q=1/2Q0)으로 감쇠하는데 걸리는 시간, 즉 정전기 반감기 t1을 사람이 직접 취한다. /2는 정전기 전하를 소산하는 능력을 나타냅니다. 이는 광섬유의 정전기 제거 능력을 측정하는 중요한 지표입니다. 방정식 (2)를 변환하여 τ = t/lnQ0/Q를 얻습니다. (3) Q = Q0/2를 방정식 (3)에 대입하여 정전기 반감기를 얻습니다. t1/2와 전하 감쇠 시간 상수 τ 사이의 관계: t1/2= 1/1.44·τ=0.69τ

2. 테스트 방법 테스트 샘플에 전기를 공급하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 시험 중에는 일정한 공간(공기)을 투과할 수 있는 안정적인 전원 공급이 필요하며, 상대적으로 환경의 영향이 작은 조건에서 시험을 수행해야 합니다. 이 방법이 코로나 방전 및 비교전극법 검출이다. .

2.1 코로나 방전 전계 충전과 확산 충전에는 높은 농도의 단극 이온이 필요하다는 점에 유의해야 합니다. 이러한 이온은 상호 반발력과 높은 이동성으로 인해 수명이 짧습니다. 따라서 이러한 충전방식을 사용하기 위해서는 이온이 지속적으로 생성되어야 한다. 방사성 방전, 자외선 조사, 화염 및 코로나 방전은 공기 중에 이온을 생성할 수 있습니다. 마지막 방법인 코로나 방전만이 고농도의 단극 이온을 생성하여 샘플을 안정적인 충전 상태로 유지할 수 있습니다. 코로나 방전이 일어나기 위해서는 불균일한 전기장이 형성되어야 한다. 핀과 플레이트 사이에 공기와 기타 물질은 일반적으로 우수한 절연체이지만 전기장 강도가 충분히 높은 영역에서는 공기가 이온화되어 전도성이 됩니다. 전기장의 기하학적 구조에 따라 이 전하는 아크 방전 또는 코로나 방전일 수 있습니다. 코로나 영역에서는 전자가 매우 빠른 속도로 가속되어 공기 분자에 부딪힐 때 전자를 녹아웃시켜 양이온과 전자를 생성할 수 있습니다. 이 과정은 코로나 영역에서 자립적인 눈사태의 형태로 발생하며, 그 결과 전선 주위에 촘촘한 자유 전자와 양이온 구름이 형성되는데, 이를 코로나 방전이라고 합니다. .

2.2 비접촉 측정 방법 정전기 전위 측정은 접촉 방법과 유도 방법의 두 가지 유형으로 구분됩니다. 왜냐하면 물체가 가지고 있는 정전기의 대부분은 높은 정전압과 작은 전류의 특성을 갖고 있으며, 한 번 손실된 후에는 보충하기 어렵기 때문입니다. 따라서 대부분의 접촉식 기구는 빛 반사 방식을 사용하는데, 이는 크기가 크고 측정이 부정확할 뿐만 아니라 사용 범위도 제한적이다. 직접 유도 계측기 측정 방법은 용량성 전압 분할 원리를 사용합니다. 정확도는 전압계의 고유 정전 용량과 접지에 대한 테스트 보드의 분산 정전 용량에 따라 달라지며, 유도된 전하는 미터 내의 저항을 통해 점차적으로 누출됩니다. 따라서 전압계의 전압 판독값은 시간이 지남에 따라 점차적으로 감소합니다. 비교 방법은 비접촉 정전기 테스트 방법입니다.

이는 샘플이 회전할 때 발생하는 충전 및 충전되지 않은 교번 변환을 사용하여 프로브에 교번 신호를 제공합니다.

3. 피크 값 및 반감기 측정

3.1 방전 전압 및 코로나 방전 시간

방전바늘이 양극이면 전자는 방전바늘 쪽으로 빠르게 이동하는 동시에 양이온이 방전바늘에서 시료로 밀려나와 코로나 방전침을 형성합니다. 30초 동안 지속적으로 방전된 후 샘플에서 얻은 전압은 테스트 중인 직물의 정전기 피크 전압입니다(테스트 결과, 충분한 전력을 갖춘 고전압 변압기만이 안정적인 10,000볼트 방전을 제공할 수 있는 것으로 나타났습니다). 30초 이내의 전압). 기기의 고전압 팁 방전은 코로나 방전 단계에 있으며 공기 중의 원래 이온화 상태는 기기의 작동 조건에 일정한 영향을 미친다고 이전에 설명했습니다. 코로나 방전 단계에서는 외부 전기장이 일정 수준 이상이어야 하며, 일정 값 미만이어야 합니다. 이러한 방전 공간에서의 전자적 부가가치 과정은 유지될 수 없습니다. 다양한 샘플(면, 울, 실크, 린넨, 폴리에스터, 나일론, 레이온)에 대한 예를 수행할 때 0.5kN/mm의 전계 강도가 더 적합합니다. 예를 들어 16mm 방전 거리에는 0.5kN/의 전계 강도가 필요합니다. mm. 방전 헤드에 적용되는 전압은 8000V에 도달할 수 있습니다. 방전 거리가 20mm인 경우 위와 동일한 전계 강도를 얻으려면 ~10,000V의 전압을 인가해야 합니다. 정전기장에서 유전체의 모든 형태의 분극 과정은 특정 분극 강도와 안정성을 확립하기 위해 특정 완화 시간이 필요합니다. 시료에 주기적으로 전계가 인가되므로 분극 종료 시 방전 상태에 도달하는 데 걸리는 시간이 길어진다. 또한, 고전압 소자의 필터 커패시터 충전 시간도 충분한 방전 시간이 필요하다. .샘플을 안정적으로 충전하십시오. 일반적으로 방전 전기장이 강할수록 안정적인 정전기 테스트 값(더 높은 이온운 농도)을 설정하는 데 필요한 시간이 짧아집니다. 정전기 효과가 큰 단백질 섬유 및 합성 섬유는 정전기 효과가 작은 셀룰로오스 섬유보다 안정적인 정전기 테스트 값을 설정하는 데 더 짧은 시간이 필요합니다. 우리는 다양한 유형의 섬유, 원사 및 직물에 대한 실제 측정을 수행했습니다. 결과적으로 다양한 샘플 요구 사항을 충족하기 위해 측정된 방전 시간을 30초로 선택하는 것이 가능합니다. .

3.2 반값 시간 측정

소위 반값 시간은 대전된 물체의 전위가 초기 값 Vo의 절반으로 감소하는 데 필요한 시간입니다. (그림 3 참조), t1/2 express로 기호화됩니다. 공식 u=Voet/τ에서 조건 t= 1/2t, u= Vo/2로 대체하면 다음과 같습니다: Vo/2=Voet1/2/τ (5) 정렬 후 다음을 얻습니다: t1/2=τln2 (6) 규정 [1]에 따르면, 시상수의 5배를 완화 시간이라고 합니다. 즉, ts=5τ입니다. (7) 시간 t 이후에 전압은 원래 값의 0.67로 감쇠되는 것으로 계산할 수 있으며, 전압이 사라진 것으로 볼 수 있습니다. 테스트 방법은 다음과 같습니다. 회전하는 샘플 디스크 위의 방전 바늘 외에도 샘플의 유도 전압을 관찰하면서 고전압을 적용할 수 있는 테스트 프로브(샘플 상단에서 15mm 떨어져 있음)도 있습니다. 고전압 방전침이 방전을 마치면 이때의 전압, 즉 피크 전압 Vo가 즉시 기록됩니다(그림 3 참조). 일련의 펄스 전압 파형을 오실로스코프에 표시할 수 있습니다. 자동 기록기에 의해 입력된 신호는 정류 및 필터링되며 기록되는 것은 엔벨로프 라인입니다. 반값 시간 t1/2는 그래프에서 측정할 수 있으며 방정식 (6)과 (7)을 사용하여 τ 및 t를 계산할 수도 있습니다. 디지털 디스플레이 장비를 사용하여 전위와 반값을 자동으로 기록할 수도 있습니다. 시간의 가치가 있는 피크 전압. 이 장비는 자동화 수준이 높으며 작동이 더 쉽습니다.

샘플의 회전 디스크 위에 방전 프로브가 하나만 있는 장비도 있습니다. 방전이 완료된 후 방전 프로브를 제거하고 테스트 프로브를 넣습니다. 이 장비는 작은 크기와 우수한 밀봉 특성을 가지고 있습니다. 그러나 그림(3)의 곡선이 상승하는 부분이 측정 초기(즉, 시료가 코로나 바늘 아래를 지날 때마다 코로나 바늘이 시료를 계속 방전시켜 전압이 점차적으로 상승하는 부분)에 해당한다는 것을 반영할 수 없습니다. 특정 포화점 Vo)까지 상승합니다. 테스트된 샘플의 피크 전압이 지수 곡선으로 붕괴되기 시작하고 특히 측정 프로브를 교체하는 시간이 즉시 완료될 수 없기 때문에 이러한 시간 차이로 인해 피크 전압 측정이 크게 줄어들어 정확도가 충분하지 않습니다.

테스트의 그래픽 시작 단계도 불연속적입니다. 따라서 반값 시간 측정에도 영향을 미칩니다.

5 프로브 테스터 차트의 반값 시간을 변경합니다.

4. 측정 시 테스트 환경 공기와 섬유의 상대 습도, 실과 직물 자체의 수분 회복율은 정적 값에 큰 영향을 미치므로 제어해야 합니다. 이는 테스트 환경의 온도와 습도가 코로나 방전의 강도에 영향을 미치는 반면, 섬유의 전도성은 수분을 흡수하고 회복한 후 섬유의 정전기 특성에 영향을 미치기 때문입니다. 친수성 섬유와 그 제품에 주의를 기울여야 합니다.

샘플

상대 습도

33

64

70

면

1700

790

250

인조면

900

390< / p>

120

대마

1500

240

120

실크

1100

700

500

마오

4300

3000

2900

폴리에스테르

2900

2600

2100

나일론

3700

3400

3000

참고: 테스트 온도는 19°C이고 방전 전압은 8000V입니다.

온도 및 습도 문제 테스트 중. 합성 소수성 섬유에 미치는 영향은 더 작습니다. 위의 실험은 환경의 상대습도가 높을 때 대전된 물질 주변의 이온화가 더 쉽고, 전하가 외부 세계로 더 빨리 방출된다는 것을 보여줍니다. 동시에 상대온도와 습도가 높아 섬유의 흡습율이 증가하여 섬유 자체의 비저항이 저하됩니다. 양모는 50R.H 이하, 면은 30R.H 이하로 유해한 정전기 영향이 발생할 수 있습니다. 동일한 상대습도 조건에서 일반적으로 온도가 낮아지면 정전기 값이 약간 증가합니다. 이는 온도가 낮아짐에 따라 분자의 열 난류가 약해지기 때문입니다. 현재 연구는 주로 실온에 관한 것입니다. 정상적인 온도 조건에서 이러한 약화가 테스트 값에 미치는 영향은 습도의 영향보다 훨씬 덜 분명하므로 주요 요소를 고려할 필요가 없습니다.

참고: 바이두는 알고 있다