CN103091585A - 电极移动速度效应检测仪及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电极移动速度效应检测仪及其制作方法，包括密闭箱，在密闭箱箱内的一侧箱壁上设置有放电靶，在电机支架上设置有电动机，在放电靶和电动机之间设置有静电放电发生器，静电放电发生器设置在密闭箱内导轨支架上的导轨上，静电放电发生器通过曲轴连动杆与电动机的输出轴相连接，通过电动机驱动曲轴连动杆带动静电放电发生器以不同速度向放电靶运动，这样即可避免静电放电发生器的放电头与放电靶出现强烈撞击而造成损坏的情况发生；本发明彻底解决了如何避免高速运动带电体与受电体可能强烈碰撞造成设备损坏的国际性难题，具有结构简单，安全可靠的优点，而且设计巧妙、显著提高了电磁兼容领域的小间隙静电放电研究的层次水平。

Description

电极移动速度效应检测仪及其制作方法

技术领域

本发明的一种电极移动速度效应检测仪及其制作方法，属于机电一体化技术领域。

背景技术

目前，国际国内关于静电放电的电极移动速度影响放电参数研究装置的情况是：无论国际国内的研究者，一直没有解决带电体高速向靶运动，与避免带电体上放电头强烈撞击放电靶可能造成损坏的这一难题。国内外有代表性的研究如下：国际上，瑞士研究人员采用带电体直接做成圆周运动的旋转臂，让旋转臂旋转的一端通过圆周运动接近放电靶，等效成直线运动，来考察带电体与受电体相对直线运动对放电参数的影响。在国内，石家庄军械学院的电磁防护效应国家重点实验室研究者，将放电枪(带电体)做成是可以在垂直面上做自由落体旋转运动的刚体，当刚体(放电枪)末端(放电头)旋转运动到与地面垂直位置时，放电头与水平面(放电靶所在位置)位置最靠近时发生放电过程。该装置的设计与瑞士学者的设计思想基本相同，仍然是将圆周运动等效为直线运动，区别在于：石家庄军械学院的装置获取带电体向受电体速度采用的方法，是放电头在垂直于地面(最接近放电靶)位置的速度值，用重力势能转化为动能的机械能守恒定律来计算。

可见，国内国际所进行的静电放电带电体(放电发生器)与受电体(放电靶，又称为检流器)之间有快速运动所设计制作的测试系统，与两者真实的直线运动不相符合，只是采用带电体的曲线运动等效为直线相对运动的研究，其研究结果的精确度和可信度仍然值得商榷的，所以现有的技术存在明显不足。

发明内容

本发明的目的是：提供一种用于研究电极移动速度影响放电参数的结构简单、实用、低成本的实验测试系统及其制作方法，具有适用性强，操作简便，避免静电放电发生器的放电头与放电靶出现相互强烈撞击造成损坏的特点，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：一种电极移动速度效应检测仪的制作方法，包括采用可调节箱内气体压强的密闭箱作为电极移动速度效应检测仪的箱体，在密闭箱箱内的一侧箱壁上设置有放电靶，在密闭箱内设置有电机支架，在电机支架上设置有电动机，在放电靶和电动机之间设置有静电放电发生器，静电放电发生器设置在密闭箱内导轨支架上的导轨上并可在轨道上移动，静电放电发生器通过曲轴连动杆与电动机的输出轴相连接，通过电动机驱动曲轴连动杆带动静电放电发生器以不同速度向放电靶运动，并使静电放电发生器的放电头在与放电靶接触瞬间即折返，这样即可避免静电放电发生器的放电头与放电靶出现强烈撞击而造成损坏的情况发生。

密闭箱的内腔为抽真空内腔，密闭箱内腔的真空度调节范围为1atp ～1/20atp (即1个大气压到1/20 个大气压)。

静电放电发生器向放电靶的运动速度为 0～1.0m/s。

一种电极移动速度效应检测仪，包括可调节箱内气体压强的密闭箱，在密闭箱的箱壁上固定有放电靶，在密闭箱底部安装有导轨支架，在导轨支架上设置有导轨，在导轨上设置有可以在导轨上向前后运动的静电放电发生器固定底座，在静电放电发生器固定底座上设置有静电放电发生器，静电放电发生器与曲轴连动杆的一端相连接，曲轴连动杆的另一端与设置在密闭箱内的电动机的输出轴相连接，电动机与可控制电动机的电机驱动调速器相连接；静电放电发生器设置在电动机与放电靶之间。

在密闭箱内设置有摄像头和温度湿度显示器。

在密闭箱箱底部设置有可滑动的滚轮。

在密闭箱上安装有检测箱体内压强的负压表。

在密闭箱上设置有能与真空泵相连接的连接管。

在密闭箱箱体上部固定有调节电动机运动速度的控制板和将所摄录像转换成无线信号发射的无线路由器。

在密闭箱内设置有可放置电动机的电机支架。

由于采用了上述技术方案，在测量带电体与受电体间作直线运动速度和空气压强变化对放电结果性质影响的实验测试中，利用电动机驱动曲轴连动杆，使静电放电发生器在轨道上做直线的运动。当静电放电发生器触碰到放电靶的一瞬间，静电放电发生器立即做折返运动，返回初始位置，从根本书完全避免了出现带电体与受电体强烈碰撞造成设备损坏的情况。本发明与现有技术相比，本发明彻底解决了如何避免高速运动带电体与受电体可能强烈碰撞造成设备损坏的国际性难题，具有结构简单，安全可靠的优点，而且设计巧妙、设备成本低、使用简单、可靠性高、实现了多个影响因素(气体压强、带电体运动速度、温度、湿度、气体种类变化)可以控制调节，可以进一步深入研究这些参数对放电结果性质影响，显著提高了电磁兼容领域的小间隙静电放电研究的层次水平。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为当静电放电发生器较低速度(0.087m/s)运动时的放电电流；

图4为当静电放电发生器较高速度(0.2146m/s)运动时的放电电流；

附图标记说明：1-密闭箱体，2-曲轴连动杆，3-放电靶，4-导轨支架，5-导轨，6-静电放电发生器，7-电动机，8-摄像头，9-温度湿度显示器，10-滚轮，11-负压表，12-连接管，13-电机驱动调速器，14-控制器，15-无线路由器，16-静电放电发生器固定底座，17-电机支架。

 具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的限制。

本发明的实施例：一种电极移动速度效应检测仪的制作方法，包括采用可调节箱内气体压强的密闭箱作为电极移动速度效应检测仪的箱体，在密闭箱箱内的一侧箱壁上设置有放电靶，在密闭箱内设置有电机支架，在电机支架上设置有电动机，在放电靶和电动机之间设置有静电放电发生器，静电放电发生器设置在密闭箱内导轨支架上的导轨上并可在轨道上移动，静电放电发生器通过曲轴连动杆与电动机的输出轴相连接，通过电动机驱动曲轴连动杆带动静电放电发生器以不同速度向放电靶运动，并使静电放电发生器的放电头在与放电靶接触瞬间即折返，这样即可避免静电放电发生器的放电头与放电靶出现强烈撞击而造成损坏的情况发生。

密闭箱的内腔为抽真空内腔，密闭箱内腔的真空度调节范围为1atp ～1/20atp (即1个大气压到1/20 个大气压)。

静电放电发生器向放电靶的运动速度为 0～1.0m/s。

一种电极移动速度效应检测仪，包括可调节箱内气体压强的密闭箱1，在密闭箱1的箱壁上固定有放电靶3，在密闭箱1底部安装有导轨支架4，在导轨支架4上设置有导轨5，在导轨5上设置有可以在导轨5上向前后运动的静电放电发生器固定底座16，在静电放电发生器固定底座16上设置有静电放电发生器6，静电放电发生器6与曲轴连动杆2的一端相连接，曲轴连动杆2的另一端与设置在密闭箱1内的电动机7的输出轴相连接；电动机7与可控制电动机7的电机驱动调速器13相连接，电动机7与可控制电动机7的电机驱动调速器13相连接；静电放电发生器6设置在电动机7与放电靶3之间。

在密闭箱1内设置有摄像头8和温度湿度显示器9，通过摄像头8监视密闭箱1内部情况，温度湿度显示器9可监控密闭箱1内的温度湿度，在密闭箱1箱体上部外侧固定有调节电机运动速度的控制板14和将所摄录像转换成无线信号发射的无线路由器15。

在密闭箱1箱底部设置有可滑动的滚轮10。

在密闭箱1安装有负压表11。

在密闭箱1上设置有能与真空泵相连接的连接管12。

在密闭箱1内设置有可放置电动机7的电机支架17。

密闭箱1的箱体正面用有机玻璃，其他5面均为铝板，这样的设置便于观察箱体的内部工作情况。

本发明中，电机驱动调速器13的输出端与电动机7的输入端相连接，提升电机驱动能力和控制运转速度。

该发明的功能特点: 

密闭箱1内气体压强可以调节控制，通过真空泵将密闭箱体内气体抽走，密闭箱的内腔为抽真空内腔，密闭箱内腔的真空度调节范围为1atp ～1/20atp (即1个大气压到1/20 个大气压)。；

静电放电发生器(即带电体, 通常称为放电枪)向放电靶(即受电体，又叫检流器)的速度可调，通过调节电动机控制系统与曲轴连动杆，静电放电发生器向放电靶的直线运动速度在0  ～1.0 m/s 之间可调；

该系统采用将圆周运动转变成直线运动的曲轴连杆机构精巧设计，通过电机转矩和速度调节器，控制直线运动行程和运动速度，既保证了带电体(放电枪)高速向靶运动，又能在放电枪的放电头在高速接触放电靶瞬间即折返，避免了放电头与放电靶出现相互强烈撞击造成损坏的情况。这一精巧设计，从根本上解决了国际静电放电研究领域的难题。

本发明(1) 从根本上解决了在静电放电电极移动速度影响放电参数研究中，制造实验测试系统所遇到的国际难题，即高速运动带电体与避免带电体与受电体强烈碰撞可能造成设备损坏的矛盾，静电放电发生器无论以多高速度向前运动，与固定在对面箱壁上的放电靶只能轻轻接触。

(2)本项发明实现了多个影响因素(影响的因素包括：电极运动速度、气体压强、气体种类、温度、湿度)可以控制调节，从而可以深入研究这些参数对放电结果性质影响，显著提高了小间隙静电放电研究的层次水平。

以下是5种在测量时可以改变的数值：

（1）电极运动速度可控，0～1.0m/s ；

（2）气体压强可控,  1个大气压～1/20 大气压；

 (3) 温度可以控制；

 (4) 湿度可以控制；

(5) 气体种类可以改变。

实施例1：如图3所示，当静电放电发生器较低速度(0.087m/s)运动时的放电电流，此时静电放电发生器的电压为1.0KV，密闭箱1内的负压为0.008兆帕时，电动机调速器频率为3000Hz，温度10℃ 湿度65%气体种类为空气。

实施例2：如图4所示，当静电放电发生器较高速度(0.2146m/s)运动时的放电电流，此时静电放电发生器的电压为1.0KV，密闭箱1内的负压为0.008兆帕时，电动机调速器频率为7000Hz，温度10℃湿度65%气体种类为空气。

Claims (10)

1.一种电极移动速度效应检测仪的制作方法，包括采用可调节箱内气体压强的密闭箱作为电极移动速度效应检测仪的箱体，其特征在于：在密闭箱箱内的一侧箱壁上设置有放电靶，在密闭箱内设置有电机支架，在电机支架上设置有电动机，在放电靶和电动机之间设置有静电放电发生器，静电放电发生器设置在密闭箱内导轨支架上的导轨上并可在轨道上移动，静电放电发生器通过曲轴连动杆与电动机的输出轴相连接，通过电动机驱动曲轴连动杆带动静电放电发生器以不同速度向放电靶运动，并使静电放电发生器的放电头在与放电靶接触瞬间即折返，这样即可避免静电放电发生器的放电头与放电靶出现强烈撞击而造成损坏的情况发生。

2.根据权利要求1所述的电极移动速度效应检测仪的制作方法，其特征在于：密闭箱的内腔为抽真空内腔，密闭箱内腔的真空度调节范围为1atp ～1/20atp (即1个大气压到1/20 个大气压)。

3.根据权利要求1所述的电极移动速度效应检测仪的制作方法，其特征在于：静电放电发生器向放电靶的运动速度为 0～1.0m/s。

4.一种电极移动速度效应检测仪，包括可调节箱内气体压强的密闭箱（1），其特征在于：在密闭箱（1）的箱壁上固定有放电靶（3），在密闭箱（1）底部安装有导轨支架（4），在导轨支架（4）上设置有导轨（5），在导轨（5）上设置有可以在导轨（5）上向前后运动的静电放电发生器固定底座（16），在静电放电发生器固定底座（16）上设置有静电放电发生器（6），静电放电发生器（6）与曲轴连动杆（2）的一端相连接，曲轴连动杆（2）的另一端与设置在密闭箱（1）内的电动机（7）的输出轴相连接，电动机（7）与可控制电动机（7）的电机驱动调速器（13）相连接；静电放电发生器（6）设置在电动机（7）与放电靶（3）之间。

5.根据权利要求4所述的电极移动速度效应检测仪，其特征在于：在密闭箱（1）内设置有摄像头（8）和温度湿度显示器（9）。

6.根据权利要求4所述的电极移动速度效应检测仪，其特征在于：在密闭箱（1）箱底部设置有可滑动的滚轮（10）。

7.根据权利要求4所述的电极移动速度效应检测仪，其特征在于：在密闭箱（1）安装有检测箱体内压强的负压表（11）。

8.根据权利要求4所述的电极移动速度效应检测仪，其特征在于：在密闭箱（1）上设置有能与真空泵相连接的连接管（12）。

9.根据权利要求4所述的电极移动速度效应检测仪，其特征在于：在密闭箱（1）箱体上部固定有调节电动机（7）运动速度的控制板（14）和将所摄录像转换成无线信号发射的无线路由器（15）。

10.根据权利要求4所述的电极移动速度效应检测仪，其特征在于： 在密闭箱（1）内设置有可放置电动机（7）的电机支架（17）。

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