CN110146752A - 一种驻极体机械天线充电效果评定方法 - Google Patents

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宋晓
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王琛
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Abstract

本发明涉及低频通信技术领域和等离子技术领域，提供一种对基于驻极体的机械天线充电进行评定的方法。该评定系统包括充电效果测量模块和剩余电量测量模块两部分，分别用于测量评定驻极体在充电时已经充电完成的使用过程中的电荷量。充电效果测量模块采用多探头与移动探头相结合的方法，通过对驻极体进行扫描获取电荷密度的图形化分布，以此为反馈控制充电装置，以实现每次充电得到的驻极体都能达到一致的指标。剩余电量测量模块采取固定接收天线位置，固定机械天线运行模式的方法，通过信号强度计算驻极体的剩余电荷量，在电荷量较低时体提醒使用者为驻极体补充电荷。

Description

一种驻极体机械天线充电效果评定方法
技术领域
本发明涉及电等离子体技术领域和低频通信领域，具体涉及一种利用表面电位测量及机械天线接收天线评定驻极体式机械天线充电效果及电荷量剩余的方法。
背景技术
驻极体是一种可以长期储存偶极电荷或空间电荷(真实电荷)的介电材料。基于驻极体的机械天线是一种以机械运动方式驱动驻极体运动从而产生无线电信号的设备。相比于永磁体的铁磁材料，驻极体材料的种类多样，许多材料如PTFE，FEP等高分子材料密度小质量轻，因此基于驻极体材料的机械天线也具有轻量化的特点。然而在制备驻极体时，如何保证每次充电得到的驻极体具有相同的的电荷密度及分布，是驻极体式机械天线批量生产必然要面对的问题。同时，驻极体所储存的电荷密度无法长期维持在制作完成时的较高水平，而是会随着时间的推移而不断衰减至较低水平，因此基于驻极体的机械天线产生的信号强度也会减弱，这无疑是不利于通信的，为解决这一问题，需要定期对驻极体进行充电，然而如何在不拆解机械天线的情况下及时得知驻极体的电荷剩余情况，也是驻极体式机械天线在长期使用中必然面对的难题。以上两个问题可以统称为驻极体式机械天线的充电评定问题。
发明内容
本发明针对于驻极体式机械天线的充电评定问题，设计了两个模块，以针对性的解决驻极体式机械天线的充电评定问题的两个方面。
本发明的充电效果测量模块通过在充电过程中测量驻极体的表面电荷密度作为反馈控制充电装置，调整充电装置在不同部位的放电时间及电极电压，以此达到控制充电效果的目的。本发明通过测量驻极体的表面电位来表征其表面电荷密度，采用多探头和移动探头相结合的方法，能较快速的扫描测量驻极体的表面电荷分布，对表面电荷异常部位进行补充充电，以保障驻极体的充电效果具有一致性。
本发明的剩余电量测量模块通过固定机械天线接收天线的位置，同时使机械天线保持某一特性的运动方式，例如旋转式机械天线保持固定的转向与转速，振动式机械天线保持固定的振幅与频率等，测量信号强度的方式在不打开机械天线的情况下测量驻极的体剩余电量。由于机械天线产生的信号通常频率很低，因此可以采用静电场和静磁场的分析方法。在固定了距离，运动速度及运动方向等因素后，根据毕奥萨伐尔定律进行简单推导，可以得知磁场的强度只与电荷量有关，这就是本发明所述方法的基本原理。在此基础上给出阈值，即可实现驻极体电荷量低于阈值时的预警功能。本发明的优点在于，不需要增加额外装置即可实现驻极体剩余电荷的测量，因此成本极低，同时有利于减轻驻极体机械天线的重量。
附图说明
图1一种充电效果测量模块结构示意图
图2一剩余电量测量模块示意图
具体实施方式
下面将结合本申请说明书中的附图，对本申请的实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本申请。
本发明提供一种对基于驻极体的机械天线充电进行评定的方法。所述的充电效果测量模块，用于测量充电时的驻极体电荷密度分布并用于调节控制充电装置的反馈。所述图1中示意图描述了一种旋转式的充电效果测量模块，所述模块由表面电位传感器探头1、传感器支架2、旋转轴3、驻极体放置平台4组成。若干个表面电位传感器探头固定在传感器支架上，支架连接旋转轴，在旋转轴的带动下旋转并扫描放置于平台上的驻极体，以表面电位的高低表征电荷密度的大小，可以形成驻极体表面电荷密度的二维图像。将此图像传递给控制程序，控制程序以此为基础控制充电装置，对电荷密度较低点进行强化充电。
所述图2中示意图描述了一种应用于多瓣圆桶形驻极体机械天线的剩余电量测量模块。该机械天线的驻极体呈圆桶形，且相对的两瓣具有同种电荷，本发明所述的隔离电极不局限于圆桶形驻极体机械天线，亦不局限于相对两瓣具有同种电荷的情况。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
在本例中，通过控制机械天线以每秒100转的转速顺时针旋转，在距离圆筒表面1m处固定一接收天线，此天线通过测量磁场变化来获得信号，通过接收天线测量的磁感应强度峰值的大小，即可判断出此时驻极体剩余电荷量的多少。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种驻极体机械天线充电效果评定方法，其特征在于，所属驻极体式机械天线的充电评定系统，包括充电效果测量模块和剩余电量测量模块；
所述的充电效果测量模块包括表面电位测量装置和控制程序，表面电位测量装置通过测量充电中驻极体的表面电位来测量其电荷密度，控制程序根据表面电位测量装置的测量结果控制充电装置；
所述的剩余电量测量模块包括机械天线的接收天线，机械天线接收天线的固定装置和相应的测量方法；机械天线接收天线的固定装置固定接收天线的位置，在此基础上运用测量方法测量机械天线中驻极体的剩余电量。
2.根据权利要求1所述的充电评定系统，其特征在于，所述的驻极体通过电晕放电法进行充电。
3.根据权利要求1所述的充电评定系统，其特征在于，所述的机械天线为基于驻极体的机械天线。
4.根据权利要求1所述的充电评定系统，其特征在于，所述的表面电位测量装置可以测量驻极体各部位的表面电位，得出图形化的测量结果。
5.根据权利要求1所述的充电评定系统，其特征在于，所述的控制程序控制规律包括电压随时间的变化，最大充电时间的设定，错误类型的返回等。
6.根据权利要求1所述的充电评定系统，其特征在于，所述的机械天线接收天线可以测量机械天线发出电磁波的电分量或磁分量的强度。
7.根据权利要求1所述的充电评定系统，其特征在于，所述的机械天线接收天线的固定装置能够固定接收天线，保持接收天线与发射天线的相对位置不变。
8.根据权利要求1所述的充电评定系统，其特征在于，所述的测量方法为固定接收天线位置不变，使发射天线进行一固定模式的运动，测量此条件下的信号强度，计算得出驻极体电荷量，在电荷量小于某一值时给出警报。
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