JPH0777550A - 静電アースグランド電位の測定装置及び測定方法 - Google Patents
静電アースグランド電位の測定装置及び測定方法Info
- Publication number
- JPH0777550A JPH0777550A JP6168373A JP16837394A JPH0777550A JP H0777550 A JPH0777550 A JP H0777550A JP 6168373 A JP6168373 A JP 6168373A JP 16837394 A JP16837394 A JP 16837394A JP H0777550 A JPH0777550 A JP H0777550A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrodes
- hollow
- potential
- sample
- dielectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 claims 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims 1
- 238000004313 potentiometry Methods 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims 1
- 238000005421 electrostatic potential Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 29
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 208000019695 Migraine disease Diseases 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010064127 Solar lentigo Diseases 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 230000023555 blood coagulation Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- UREBDLICKHMUKA-CXSFZGCWSA-N dexamethasone Chemical compound C1CC2=CC(=O)C=C[C@]2(C)[C@]2(F)[C@@H]1[C@@H]1C[C@@H](C)[C@@](C(=O)CO)(O)[C@@]1(C)C[C@@H]2O UREBDLICKHMUKA-CXSFZGCWSA-N 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 206010027599 migraine Diseases 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000926 neurological effect Effects 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- RVZRBWKZFJCCIB-UHFFFAOYSA-N perfluorotributylamine Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)N(C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F RVZRBWKZFJCCIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000498 pewter Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010957 pewter Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/16—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using capacitive devices
- G01R15/165—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using capacitive devices measuring electrostatic potential, e.g. with electrostatic voltmeters or electrometers, when the design of the sensor is essential
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
- G01R29/24—Arrangements for measuring quantities of charge
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
なスケールでその他の静電気電位を測定することを目的
とする。 【構成】 モーターアセンブリ(A)は、一組の中空電
極(12、14)の縦方向に並んだ中央の穴(16、1
8)を通してサンプル(34)を周期的に縦方向に動か
す。一方の電極(14)は、電極及びサンプルを電気的
に保護するファラデーシールド(10)と接続されてい
る。他方の電極(12)は、ファラデーシールドから電
気的に絶縁されている。好ましくは、ファラデーシール
ド構造は、さらに周囲の大気の有害な効果から中空電極
を封するための密閉シールとして働く。電気器具(C)
が2つの中空電極の間に接続されており、サンプルが2
つの電極の中空の穴の間を前後に周期的に動くにつれ
て、誘起電荷移行または電位差を測定する。
Description
特に、真の電位または絶対電位の決定、及び絶対的なス
ケールでその他の静電気電位を測定するための電圧測定
技術に関する。本発明が、電位、及び標準または絶対電
位リファレンスに関して電位の変化を監視することに応
用できることが理解される。グランドアース電位、ある
いは航空機、液体または粒子を入れる容器、化学反応
槽、病院の患者など他の物体の電位が測定されてもよ
い。
るために2つの異なる静電電位を必要とした。単一の電
圧源を測定するときに、共通のリファレンス地点として
地球を用いることは、技術者及び科学者にとっては一般
に便利なことであり、かつ、事実上の慣習であると考え
られてきた。アースグランドには任意に0電位が割り当
てられる。電圧測定のための便利な共通のリファレンス
は、地面に埋め込まれた金属棒、金属の水道管への接
続、共通地下電線ワイヤなどによって得られる。
用いて電位を測定することの結果として、このことに固
有に生じる不正確さがある。地球の電位は時間と場所に
よって変化する。地球の電流は、陸上及び水上を地球に
沿って流れている。地球の電流は、嵐、時間によって変
化する電磁誘導、ならびに他の自然及び人工の原因によ
って生じる。従って、アースグランド電位は地球の表面
上の位置及び時間によって変化する。
しばしば太陽黒点と関係して、周期的に地球に押し寄
せ、地球をその流れに沈めてまう。帯電粒子の変化する
流れに地球がさらされても、地球の絶対電位が変化する
と予測できる。
なっている。そして周囲の大気は、地球に対して高度に
依存する電位差を有している。すなわち、地球の大気を
挟んだ電位差は約400,000ボルトである。電位差
は、地球に隣接して最も急速に変化しやすく、1メート
ルあたりにつきほぼ75から250ボルトで変化する。
来事が、この電位差に変化を生じさせる。
乗物の金属フレームに一般には接地されている。しか
し、現在の航空機は、下方にある地球の電位よりも、周
囲の大気の電位により関連した電位を想定している。航
空機間の電位差は、空中給油のような操作の際によく明
らかになる。空中給油では、2機の航空機が物理的な、
すなわち電気的に接触する。
な電圧または電位差がある。稲妻及び雷雨の研究による
と、ある雲は、他の雲や地面よりも何億ボルトも電圧が
異なっていると考えられる。
てることによって、地球が0でない電位を持つことがあ
っても、電位の変化が無視される可能性がある。電線の
上の鳥のように、アースグランドを基準とする測定は、
地球の電位の大きな変化を完全に意識していない。標準
のリファレンスを用いて、時間、及び/または、場所に
よる地球の電位の変化を測定することができる。リファ
レンス電位を用いると、地球の電位の変化は、簡単に測
定できるもの、すなわち水の凝固点を「0」とする摂氏
のスケールの温度と類似的に測定されるだろう。将来、
おそらくこの電気的標準は、ケルビン温度スケールの絶
対0の意味で、絶対0電位になるであろう。
らく関連し得る、様々な「満月(フルムーン)」型の現
象がある。これらの効果には、ボイラーの体積の増加、
コロイド状システムの重合速度、及び月の28日の周期
で変化する傾向にあるその他のものが含まれる。太陽風
も28日周期で変化し、月の周期に似通っている。手術
中の出血、偏頭痛の始まり、神経的異常などのその他の
現象も、同様の周期的パターンに従う。また、地球の電
位の変化を観測することにより、電子機器の再調節及び
特性の変化の問題、爆発の可能性のある材料の自然爆
発、及び打ち上げ時の宇宙船と、航空機と、潜水艦との
電子装置の故障等も多少とも軽減できるかもしれない。
地球の電位の変化のその他の影響は、血液の凝固時間、
大気の陰イオン恩恵、穀物及び市場の周期、細菌の繁殖
率等を含み得る。
ーロンの地表の電荷が地球の磁界を発生することを計算
した。本発明を用いて観測された0.9%の塩化ナトリ
ウム水溶液の電荷密度に水圏中の水の総量の推定である
1.664×1024グラムを掛けると、6.3×1013
クーロンの静電荷が得られる。これは、水圏が地球の磁
界を生成するために十分な静電荷を含み得ることを示唆
している。
の以前の米国特許第4、839、581号は、電位を測
定するための装置及び技術を記載している。この前記の
特許に記載されている装置はよい結果を出しているもの
の、電位の測定が何ヶ月そして何年という長い期間に繰
り返し、または断続的に行われる場合、特に長期間では
特性が変化する欠点を有していた。前記先行技術のもう
1つの欠点は、それらの出力する読みだし値が、温度に
依存することである。本出願は、組み込み温度調節を提
供する誘電温度係数の正しい測定を可能にする装置及び
技術を記載している。
utrality of matter仮説」は、過去において、一般にフ
ァラデーの「アイスバケット」実験に基づいた装置で試
験されてきた。ファラデーのアイスバケット実験では、
絶縁されたピューター(錫の合金)のアイスぺールが、
感度のよい金箔の電位計に、ワイヤによって接続されて
いた。丸い真鍮の玉が釣り下げられ、乾いた絹糸で絶縁
されていた。アイスバケット及び電位計は完全に放電さ
れ、そして、アイスバケットから少し距離をあけて保持
された時点で真鍮の玉は帯電させられた。そして真鍮の
玉はアイスバケットの中に入れられた。真鍮の玉が正電
荷を有している場合、電位計は明確に開いた。真鍮の玉
が取り去られると、電位計は完全に閉じた。真鍮の玉が
アイスバケットに入るにつれて、真鍮の玉がアイスぺー
ルの先端から約3インチ下がるまで電位計の開きは、増
加し続けた。その後、電位計の開きは非常に安定したま
ま保たれ、アイスぺール内にさらに押し下げられても変
化しなかった。このことは、この地点以降、真鍮の玉の
誘導作用が完全にアイスぺールの内側で働き、外部の物
体にはまったく直接に働かないことを示すものと解釈さ
れた。真鍮の玉がアイスバケットの底に接すると、その
電荷のすべてがアイスぺールに伝わり、そして真鍮の玉
とアイスぺールとの間には、もはや誘導作用は完全にな
くなってしまう。真鍮の玉を回収して調べたところ、完
全に放電していたことがわかった。
ラデーカップを使用した。KeithleyInstrumentsの「低
レベル測定」は、静電気防止特性について材料を評価す
るための試験用取付具を記載している。この試験用取付
具では、一組の伝導性カップの、一方が他方の内側に、
絶縁体によって分離されて取り付けられている。「Mo
del 617電位計」が、カップを介して接続され、
クーロンモードにセットされる。そしてICがチューブ
内に備えられ、チューブの縦方向にスライドし、ファラ
デーカップに落ち込む。蓄積された電荷の量は、電位計
によって記録される。この試験は、通常、同じICと異
なる材料の同じ長さのチューブとを用いてくり返し行わ
れる。このようにして、異なる材料が、静電気防止性に
ついて評価される。
めの、新たな、そして改良された装置及び測定技術を意
図している。
は、アースグランドが0電位である仮定して、アースグ
ランドをリファレンス(基準)として電位を測定してい
た。この結果、アースグランドの変化を測定すること、
物体または場所が、それらの比電位を1つの器具で簡単
に測定できないほどに離れているとき、2つ以上の物体
または位置の電位を比較することが困難であった。
出願人の以前の米国特許第4、839、581号は、電
位を測定するための装置及び技術を記載している。前記
米国特許に記載されている装置はよい結果を出している
ものの、電位の測定が何ヶ月そして何年という長い期間
に繰り返し、または断続的に行われる場合、特に長期間
では測定結果が安定しないという問題点があった。さら
に、前記米国特許に記載されている装置を用いて測定さ
れた誘電体サンプルの電荷密度が、温度依存するという
問題点があった。
ると、静電荷を測定するための装置が提供される。一端
が開いている一対のファラデーカップまたは一対の中空
電極が、ファラデーケージの中に互いに隣接して取り付
けられる。誘電体サンプルが、2つのファラデーカップ
の内部領域の間を動くように取り付けられる。誘電体サ
ンプルを2つのファラデーカップの間を前後に周期的に
動かすための手段が供給される。静電気測定手段が2つ
のファラデーカップ間に接続され、サンプルの繰り返さ
れる周期的運動の間、それらの間の誘起電荷移行または
比電位を測定する。
ップを一定の温度に保つための手段が提供される。
デーカップは、大気から密閉される。
ロセスは、複数の異なる誘電体サンプルを用いて、それ
ぞれについて数多くのサイクルが繰り返される。
デーケージによってシールドさられ、近づいてはいるが
接触はしていない物理的に近接した一組の電極の間を誘
電体サンプルが周期的に前後に動かされる。2つの電極
の間の誘起電荷移行は多くの循環過程で測定される。
れた電荷移行は記録され、測定された電荷移行の変化が
評価される。
シールドされた第1及び第2の中空電極を備えている。
電位を測定したい誘電体サンプルを前記2つの中空電極
の中に挿入し、誘電体サンプルを前記2つの中空電極の
間を周期的に往復運動させる。このことにより、前記2
つの中空電極の間には、以下に示すような電荷の移動が
生じる。
する場合、誘電体サンプルにより第1の中空電極に電荷
が誘導される。このとき、第2の中空電極は、誘電体サ
ンプルの影響を受けないので電荷は誘導されない。ま
た、第2の中空電極内に誘電体サンプルが存在する場
合、第2の中空電極に電荷が誘導されるが、第1の中空
電極には、電荷は誘導されない。
中空電極の間をに往復運動させることにより、前記2つ
の電極の間に発生した電位差が電位計により測定され
る。
及びモーター制御アセンブリAは、Keithley Model 617
電位計のような静電気測定手段Cを備えたファラデー
ケージアセンブリBの中で、サンプルを周期的に動かす
手段として機能する。
デーケージアセンブリBは、周囲の大気中の電場及び電
場勾配からの遮断を行うファラデーケージ10を備えて
いる。一方の端の開いた一対のファラデーカップまたは
一対の中空電極12及び14がファラデーシールド内に
対称に取り付けられている。この好ましい実施態様にお
いて、ファラデーカップまたは中空電極は、シリンダ状
の内部穴16及び18を円形に囲んでいる。ファラデー
カップは、一列に並んだシリンダ状の穴16及び18に
よって支えられている。ファラデーカップ12のうち、
少なくとも1つは絶縁体20上に支えられている。
14のシリンダ状の穴の間を往復運動するように取り付
けられている。この好ましい実施態様についてさらに具
体的に述べると、サンプル30は、誘電体材料34を含
むプラスティックまたは他の電気的に絶縁である容器3
2を有している。この好ましい実施態様において、誘電
体材料は、3M Corporationによって製造されているFL
UORINRTTM過フッ素化溶液の1種、FC−77で
ある。FC−77 FLUORINRTTM材料は化学的
に不活性で安定であるため都合がよい。FC−77 F
LUORINRTTM材料は、サンプルボトル内のグラン
ド電極の表面を保護し、分極または汚染を防ぐ。FC−
77 FLUORINRTTM材料の熱伝導性及び電気伝
導性は、グランド電圧及び温度が変化して、妥当な時間
内に電荷密度の平衡が達成されるのに十分である。その
他の適した材料には、塩の水溶液、メタノール、グリセ
ロール、水などが含まれる。グリセロールは容易に水を
吸収するため、混合物中の水とグリセロールとの比率
は、40から80の間の磁化率の液体を作り出すように
調節され得る。
器を密閉する。誘電体材料34とファラデーケージ10
との間の電気的連絡を確実にするために、シャープポイ
ンティッド(非常に鋭いもの)38が、蓋36からサン
プル材料34へ延びることが好ましい。伝導性のスライ
ドロッド40は、先端の伝導性キャップまたはプラグ4
4のガイド表面42に沿ってスライドして動くように取
り付けられている。材料34からファラデーケージへの
伝導パスを決めるために電極、スライドロッド及びプラ
グを使うのではなく、スライドロッド中の中空の穴の中
にワイヤを延ばすことができる。止め具46及び蓋36
は支柱ロッドのスライド運動を限定する。それゆえサン
プルは絶縁された電極12に物理的に接触せずに中空電
極中を往復する。
またはボビン50を有している。ひも52は、ボビン5
0から滑車54を通って延び、そしてスライドロッド4
0に接続されている。止め具が限界位置に到達してか
ら、モーターアセンブリが反転するまでの間の余裕をモ
ータアセンブリに与えるために、スプリング56には弾
性を与える。コントローラは、サンプルが中空電極12
及び14の内壁の間を周期的に前後に動くように、モー
ターを逆転モードで連続的に操作することが好ましい。
いる。好ましい実施態様についてより具体的に述べる
と、同軸コネクタ60は、電気コンダクタ62によって
絶縁された中空電極12に接続された中央の接続部を有
している。同軸電気ソケットの外部コンダクタは、ファ
ラデーケージ10及び中空電極14に接続されている。
この好ましい実施態様についてより具体的に述べると、
中空電極14は、ねじやまが切られている先端要素また
はファラデーケージのプラグ42にコネクタ64によっ
て接続されている。プラグ42は、外部ファラデーケー
ジシリンダー10に接続され、そして外部ファラデーシ
リンダー10はファラデーケージアセンブリの第2の電
気的に伝導な端器具66に接続されている。同軸器具6
0は下方の器具66に接続して、外部同軸ソケットとフ
ァラデーケージ、つまり電極14との間の電気的連絡を
行っている。
ると、ファラデーケージ10は完全な円筒形であり、そ
の中に、エンドプラグ44及び66が液体を封じ密閉す
るためにねじ込まれている。このようにして、ファラデ
ーケージも密閉される。密閉シールは、ファラデーケー
ジ内の大気の湿度が変化することを防ぎ、虫や汚染物質
がファラデーケージまたは中空電極などに入り込むこと
を防ぐ。器具70は、ファラデーケージ内の大気を選択
的に制御するために備えられている。チェックバルブ器
具70は、既知のガスでファラデーケージを満たすため
に、既知の乾燥したガス源に接続されていてもよい。
ージャケット72を備えてもよい。ウォータージャケッ
トは、水または他の液体を循環させるためにポンプと相
互接続できるポートを有している。この水またはこの液
体はウォータージャケット内で、制御された温度に保た
れる。このようにして、この器具は予め選択された一定
の温度に保たれる。ウォータージャケットを使用するこ
とにより、ファラデーケージの温度を予め選択した温度
に保つことができる。
でなく、電極とファラデーシールドとの間の空気または
他のガスの抵抗も測定される。測定された電荷が全てサ
ンプルのものであり、オフセット電圧あるいは容量効果
によるものではないことを保証する。
く「活性化された」または機能するようにされたサンプ
ル材料34の総電荷が、漸近的に安定状態値に近づくこ
とが観察される。0に減衰する代わりに、各サンプルは
特有な非0電荷値で安定になる。この安定は、この平衡
電荷レベルを達成するために、何時間、何日、または何
ヵ月かかるかには無関係に生じる。もしサンプルがファ
ラデーケージアセンブリから取り除かれ、より高い負ま
たは正電荷レベルに充電されると、それらは繰り返し振
動しながら、同じ特有な電荷値に戻る。
な電荷値が、サンプル材料34の誘電磁化率(εr−
1)または(k−1)に直線的に関連していることが観
察される。Maxwellが述べているように、電荷の濃度は
電位の濃度と同等である。誘電体の見かけの特有な電荷
密度は、周囲にあり接地されている金属ファラデーシー
ルドと平衡しているので、前記シールドは、従来の方法
によってアースグランドに割り当てられている0以外の
電位値を有すると仮定できるであろう。安定した総電荷
は、確立されていない仕組またはそのほかによって捕ま
えられるか、または動かないようにしなければならず、
さもなくば、ポアソンの等式に従うクーロン力に基づい
て消散してしまうだろう。
徴づけられる。
とは区別される絶対リファレンスグランド電位を示す。
Qdは総誘電電荷であり、地球の表面の静電電位の結果
として検出される。ε0は、リファレンスまたは真空誘
電率である。εrは、誘電体サンプルの比誘電率であ
る。非0アースグランド電位Φ0は、分子の静電電位エ
ネルギーを増すことによって、電荷保存の法則に反する
ことなく分子を分極する。Φ0の関数として吸収される
静電エネルギーUdは、以下の式で定義される電荷結合
エネルギーに等しい。
き、Ud=0である。この状態では、Φ0は0と定義され
る。上記で計算された数字を用いると、データは地球の
表面の絶対電位は約マイナス500,000ボルトであ
ることを示す。この装置を用いて測定された誘電体サン
プルは、電荷密度が温度依存であることを示している。
電荷は、温度により予測されるサンプルの誘電率に従っ
て変化する。FC−77 FLUORINERTTM材料
の電荷密度は、約25°Cでは、摂氏1度上昇するごと
に約3%減少する。温度が初期値に戻ると、電荷密度も
初期値に戻る。水の場合は温度が摂氏1度下がるごとに
約0.5%の電荷の増加を示す。
が、前記の詳細な記述を読んでそれを理解した人々に
は、改変及び変更が思い浮かぶことは明らかである。本
発明では、添付の請求項及びそれと同等のものの範囲内
にある限りの、その様なすべての改変及び変更を含むと
解釈されることが意図されている。
るので、アースグランドの変化を測定することができ、
絶対的またはリファレンス標準にたいして電位を測定す
ることができ、物体または場所が、それらの比電位を1
つの器具で簡単に測定できないほどに離れているとき、
2つ以上の物体または位置の電位を比較することがで
き、地球の電位と、そのような電位に影響される現象、
プロセス、及び出来事などとの間に相関関係をつけるこ
とができる。さらに、第1及び第2の中空の電極及び可
動サンプルが外気にさらされないように密閉されている
ため、電位の測定が何ヶ月そして何年という長い期間に
繰り返し、または断続的に行われる場合でも、正確な電
位が測定できる。
とにより、誘電温度係数の正しい測定できる。
ジに電気的に接続されていることにより、より正確な電
位が測定できる。
き、誘電性の流体がファラデーケージと電気的に接続す
ることにより、より正確な電位が測定できる。
い実施態様の詳細な記載を読んで理解すれば、当業者に
は明らかになるだろう。
である。
ている側面断面図である。
c)対時間(時間)の典型的なグラフである。
位対誘電係数、特に磁化率、での総誘電電荷の典型的な
グラフである。
Claims (12)
- 【請求項1】 ファラデーケージ内に取り付けられた第
1及び第2の電極を備えている電位測定のための装置で
あって、 中空になっており、一方の端に隣接した開口を有し、該
ファラデーケージに取り付けられ、該ファラデーケージ
からは電気的に絶縁されている該第1の電極と、 中空になっており、該ファラデーケージに取り付けら
れ、該第1の中空電極の該開口と一直線に並んだ開口を
有している該第2の電極と、 該第1及び第2の中空電極の内部の間を動くために該フ
ァラデーケージ内に可動に取り付けられた誘電体サンプ
ルと、 該2つの電極の内部の間で該サンプルを周期的に動かす
ための手段と、 によって特徴づけられる装置。 - 【請求項2】 (i)比電位、及び(ii)前記第1及
び第2の電極間の誘起電荷の流れ、のどちらか一方を測
定するために該第1及び第2の電極に接続された電気的
測定手段によってさらに特徴づけられる請求項1に記載
の装置。 - 【請求項3】 前記第2の中空電極が前記ファラデーケ
ージに電気的に接続されていることによりさらに特徴づ
けられる請求項1または2に記載の装置。 - 【請求項4】 前記第1及び第2の中空の電極及び前記
可動サンプルを周囲の空気から密閉するための手段によ
ってさらに特徴づけられる請求項1、2または3に記載
の装置。 - 【請求項5】 前記誘電体サンプルが、中空の絶縁容器
と、前記誘電容器内に封じられた誘電性の流体とを含む
ことによってさらに特徴づけられる請求項1、2、3ま
たは4に記載の装置。 - 【請求項6】 前記誘電性の流体を前記ファラデーケー
ジと電気的に接続するための手段によってさらに特徴づ
けられる請求項5に記載の装置。 - 【請求項7】 前記第1及び第2の中空電極、及び前記
誘電体サンプルを一定の温度に保つための温度制御手段
によってさらに特徴づけられる請求項1、2、3、4、
5または6に記載の装置。 - 【請求項8】 ファラデーシールドによってシールドさ
れ、かつ該ファラデーシールド内に取り付けられている
第1及び第2の中空電極の間の電位を測定する方法で、
該方法が、 (a)誘電体サンプルを該中空電極の内部の間で周期的
に前後に移動する工程と、 (b)各周期において、(i)電荷移行、及び(ii)
該2つの電極の間の比電位、のうちの一方を測定する工
程と、 によって特徴づけられる方法。 - 【請求項9】 前記移動工程(a)及び前記測定工程
(b)が、前記測定される電位が定常状態電位に達する
まで周期的に繰り返される請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 前記移動工程(a)の間、前記誘電体
サンプルが前記電極に対して間隔を開けられた関係に維
持されることによってさらに特徴づけられる請求項8ま
たは9に記載の方法。 - 【請求項11】 前記サンプルが、不活性なフッ素化材
料、アルコール、蒸留水、水溶液、プラスティック、
木、ゴム、及びセラミックのうちの少なくとも1つを含
むことによって特徴づけられる請求項8、9または10
に記載の方法。 - 【請求項12】 前記誘電体サンプルが、誘電性の入れ
物内に封じられている粉及び液体のうちの一方を含む請
求項8、9または11に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/095,395 US5450005A (en) | 1993-07-21 | 1993-07-21 | Net charge measurement of dielectrics in ground potential equilibrium, as a function of time and temperature |
US08/095,395 | 1993-07-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0777550A true JPH0777550A (ja) | 1995-03-20 |
JP3481682B2 JP3481682B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=22251787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16837394A Expired - Lifetime JP3481682B2 (ja) | 1993-07-21 | 1994-07-20 | 静電アースグランド電位の測定装置及び測定方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5450005A (ja) |
EP (1) | EP0635724B1 (ja) |
JP (1) | JP3481682B2 (ja) |
DE (1) | DE69428311T2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6548610B2 (en) * | 2000-10-06 | 2003-04-15 | Univation Technologies, Llc | Method and apparatus for reducing static charges during polymerization of olefin polymers |
US6905654B2 (en) | 2000-10-06 | 2005-06-14 | Univation Technologies, Llc | Method and apparatus for reducing static charges during polymerization of olefin polymers |
US6686743B2 (en) * | 2000-10-24 | 2004-02-03 | Univation Technologies, Llc | Apparatus for measuring the static charge of flowable solids |
US20050232995A1 (en) | 2002-07-29 | 2005-10-20 | Yam Nyomi V | Methods and dosage forms for controlled delivery of paliperidone and risperidone |
JP5030760B2 (ja) * | 2007-12-19 | 2012-09-19 | 株式会社巴川製紙所 | トナーの帯電量測定装置およびトナーの帯電量分布測定方法 |
US11061047B2 (en) * | 2019-03-28 | 2021-07-13 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Systems and methods for determining measurement characteristics of an object with a time displacement sensor |
CN112763823B (zh) * | 2020-12-24 | 2023-11-03 | 中航贵州飞机有限责任公司 | 飞机地、开信号测试装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2820947A (en) * | 1955-04-29 | 1958-01-21 | Gunn Ross | Electric field meter |
US2931221A (en) * | 1955-06-24 | 1960-04-05 | Stanley J Rusk | Altitude and altitude rate of change meter |
US3189802A (en) * | 1960-11-29 | 1965-06-15 | William A Zisman | Vibrating capacitor with a coated reference electrode |
US3292059A (en) * | 1964-07-09 | 1966-12-13 | Boeing Co | Force transducer |
US3344344A (en) * | 1964-10-01 | 1967-09-26 | Jr Nathaniel B Wales | Electric charge responsive device |
US3579054A (en) * | 1969-06-20 | 1971-05-18 | David S Moulton | Gravimeter utilizing mass of ions |
US4101825A (en) * | 1977-01-21 | 1978-07-18 | Truax Robert L | Electric field sensor |
US4270090A (en) * | 1978-04-24 | 1981-05-26 | Williams Bruce T | D.C. Electrostatic voltage follower having ion-coupled probe |
US4839581A (en) * | 1986-11-13 | 1989-06-13 | Peterson Jr Thomas F | Absolute electrical potential measuring apparatus and method |
US4820990A (en) * | 1987-10-09 | 1989-04-11 | Zeta Management Ltd. | Electrode-less detector |
GB8920259D0 (en) * | 1989-09-07 | 1989-10-18 | British Broadcasting Corp | Hybrid predictive coders and decoders for digital video signals |
US5134475A (en) * | 1990-12-11 | 1992-07-28 | At&T Bell Laboratories | Adaptive leak hdtv encoder |
-
1993
- 1993-07-21 US US08/095,395 patent/US5450005A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-07-20 JP JP16837394A patent/JP3481682B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1994-07-21 EP EP94305415A patent/EP0635724B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-07-21 DE DE69428311T patent/DE69428311T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69428311T2 (de) | 2002-07-04 |
EP0635724A2 (en) | 1995-01-25 |
EP0635724B1 (en) | 2001-09-19 |
DE69428311D1 (de) | 2001-10-25 |
EP0635724A3 (en) | 1996-12-11 |
US5450005A (en) | 1995-09-12 |
JP3481682B2 (ja) | 2003-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108445310B (zh) | 一种聚合物表面电荷与陷阱能级特性测量装置及方法 | |
JP3481682B2 (ja) | 静電アースグランド電位の測定装置及び測定方法 | |
US3376501A (en) | Cell for determining the conductivity of liquids entrained in porous media | |
Janata et al. | Peer reviewed: A fresh look at some old principles: The kelvin probe and the nernst equation | |
US2450459A (en) | Electrode system | |
DK2277033T3 (en) | MEASURING DEVICE FOR MEASURING THE ELECTRICAL PROPERTIES OF SOLID OR FLOATING GEOLOGICAL SAMPLES | |
Chou et al. | SnO2 separative structure extended gate H+-ion sensitive field effect transistor by the sol–gel technology and the readout circuit developed by source follower | |
WO2019084408A1 (en) | PULSE-CONTROLLED CAPACITIVE DETECTION FOR FIELD EFFECT TRANSISTORS | |
US4873489A (en) | Method and apparatus for measurement of charge entrained in fluids | |
Haemmerli et al. | Ion-selective electrode for intracellular potassium measurements | |
Liu et al. | Energy eigenvector analysis of surface discharges for evaluating the performance of polymer insulator in presence of water droplets | |
Spokas et al. | Investigation of cables for ionization chambers | |
US3508148A (en) | In-place soil water conductivity tester | |
RU133937U1 (ru) | Устройство для исследования электрофизических свойств растительных тканей | |
Kado | [22] Membrane area and electrical capacitance | |
Kamra | Contributions of cloud and precipitation particles to the electrical conductivity and the relaxation time of the air in thunderstorms | |
Mauseth | Charge accumulation in rod-plane air gap with covered rod | |
CN2284948Y (zh) | 热导式液位测量控制器 | |
Mitchell et al. | Cryostat for measuring the electrical properties of high resistance semiconductors at low temperatures | |
US5405584A (en) | Device for detecting adsorbed molecules | |
Golnabi et al. | Simultaneous measurements of the resistance and capacitance using a cylindrical sensor system | |
SU1122953A1 (ru) | Устройство дл определени теплофизических параметров веществ | |
BRPI0901498A2 (pt) | sensor de medição, processo para análise de um lìquido apolar, processo para produção de um sensor de medição | |
SU1392482A1 (ru) | Способ измерени электропроводности газовой среды | |
Ivanov et al. | Mathematical Modeling of Charge Transfer Processes in Polymeric Ionites During the Water Vapor Sorption |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030909 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081010 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081010 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091010 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091010 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101010 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131010 Year of fee payment: 10 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |