SU769769A1

SU769769A1 - Unipolar neutralizer control system

Info

Publication number: SU769769A1
Application number: SU782677071A
Authority: SU
Inventors: Рауф Загидович Бахтизин; Борис Константинович Сушко
Original assignee: Башкирский Государственный Университет Им.40 Лет Октября
Priority date: 1978-10-23
Filing date: 1978-10-23
Publication date: 1980-10-07

Description

1one

Изобретение относитс к области техники защиты от вредных про влений статического электричества и может быть использовано в процессе производства полупроводниковых приборов, а также дл 5 уменьшени пожаро- и взрывоопасности технологических процессов, сопровождающихс влени ми статической электризации , например при производстве пластмасс и резины.10The invention relates to the field of protection against harmful manifestations of static electricity and can be used in the production of semiconductor devices, as well as to reduce the fire and explosion hazards of technological processes, accompanied by the appearance of static electrification, for example in the production of plastics and rubber.

Известны нейтрализаторы зар дов статического электричества, которые, использу воздух, компенсируют зар д наэлектризованного материала за счет притока ионов противоположного знака .Static electricity charge neutralizers are known which, using air, compensate for the charge of an electrified material due to the influx of ions of opposite sign.

Наибольшей эффективностью обладают высоковольтные нейтрализаторы коронного разр да посто нного напр жени . Недостатком их вл етс тенденци к перезар жению нейтрализуемого материала зар - 20 жениыми ионами. Этот недостаток исключаетс вводом системы управлени , контролирующей величину и знак поверхностного зар да диэлектрика и подключающей к коронирующему электроду в зависимости от 95 величины и знака зар да высокое напр жение нужной пол рности.High-voltage converters of the corona discharge of constant voltage have the highest efficiency. Their disadvantage is the tendency for the neutralization material to be recharged by charge - 20 ionic ions. This disadvantage is eliminated by introducing a control system that controls the magnitude and sign of the surface charge of the dielectric and connects a high voltage of the desired polarity to the corona-forming electrode, depending on the magnitude and the sign of the charge.

Наиболее близкой к предложенной вл етс система управлени унипол рным нейтрализатором зар дов статического элект- 30Closest to the proposed one is a control system of a unipolar neutralizer of static electricity charges.

ричества с высоковольтными коронирующими электродами и источником питани , содержаща датчик потенциала обрабатываемого материала, схему преобразовани сигнала датчика и релейную схему управлени работой источника питани 2.Quality with high-voltage corona electrodes and a power source containing a potential sensor of the material being processed, a sensor signal conversion circuit, and a relay control circuit of the power source 2.

Эта система не обеспечивает высокой эффективности нейтрализац 1и из-за того, что она плохо работает при низких плотност х поверхностного зар да. Последнее обусловлено тем, что при малых плотност х начинает сказыватьс смещение нул и дрейф усилител посто нного тока, привод щие к ложным срабатывани м нейтрализатора .This system does not provide high efficiency neutralization 1 and because it does not work well at low surface charge densities. The latter is due to the fact that, at low densities, the zero shift and drift of the DC amplifier, resulting in false triggers of the neutralizer, begin to have an effect.

Целью изобретени вл етс повыщение эффективности нейтрализации при малых плотност х поверхностного зар да на обрабатываемом материале.The aim of the invention is to increase the neutralization efficiency at low surface charge densities on the material being processed.

Эта цель достигаетс тем, что система снабжена механическим модул тором пол обрабатываемого материала, выполненным в виде заземленного диска с прорез ми, установленного со стороны обрабатываемого материала с возможностью вращени таким образом, что при вращении кажда ирорезь может быть установлена против датчика, приводом указанного диска и усилителем переменного тока, причем выход датчика соединен со входом упом нутогоThis goal is achieved by the fact that the system is equipped with a mechanical modulator of the floor of the material being processed, made in the form of a grounded disc with slots mounted on the side of the material being processed so that it can be rotated opposite the sensor, the drive of the specified disc and an AC amplifier, the sensor output being connected to the input of the said

усилител , а выход усилител - со входом схемы преобразоваии сигнала датчика.amplifier, and the amplifier output - with the input of the signal conversion circuit of the sensor.

На чертеже представлеиа схема системы.The drawing is a diagram of the system.

Оиа содержит заземлениый диск 1 с выиолненными в виде секторов прорез ми 2, насажеиный иа ось сиихронного электродвигател 3. Датчик 4 иотеициала, выиолиенный 3 виде плоской металлической иластииы , расположен вблизи нейтрализуемой поверхностью диэлектрика 5 параллельно последней. В качеетве датчика опорного сигнала используетс фототранзистор 6, подключениый совместно с лампой накаливани 7 к стабилизированному источнику посто нного наир жени 8. Вход усилител 9 перемеиного тока выполнен высокоомным и подключен к датчику 4, а выход - пизкоомным и подключен к сигнальному входу синхронного детектора 10. К коллектору фототранзистора иодключен нагрузочный резистор И и формирователь 12 импульса, выход которого иодключен к управл ющему входу синхронного детектора. К выходу последнего подключены параллельно включенные накопительна емкость 13 и пол ризованное реле 14, контакты которого управл ют включением и переключением высоковольтного источника 15 питани посто нного напр жени . Высоковольтные выходы источника питани подключеиы к игольчатым коронирующим трубам - электродам 16.Oia contains a grounded disk 1 with slots 2 made in the form of sectors, and the planar axis of the synchronous electric motor 3. The sensor 4 of the theory, taken 3 as a flat metal surface, is located near the neutralized surface of the dielectric 5 parallel to the latter. The sensor of the reference signal uses a phototransistor 6 connected in conjunction with the incandescent lamp 7 to a stabilized DC source 8. The input of the amplifier 9 of alternating current is high-resistance and connected to the sensor 4, and the output is pick-up and connected to the signal input of the synchronous detector 10. A load resistor And and a pulse shaper 12 are connected to the phototransistor collector, the output of which is connected to the control input of the synchronous detector. The output capacitance 13 and a polarized relay 14 are connected to the output of the latter, the contacts of which control the switching on and switching of the high-voltage source 15 of the direct voltage supply. High-voltage outputs of the power supply unit connected to the needle corona tubes - electrodes 16.

Система работает следующим образом.The system works as follows.

При равномерном вращении диска 1 с прорез ми 2 происходит периодическое прерываппе (обтюраци ) силовых линий электростатического пол диэлектрика 5 у поверхности ириемного электрода 4. За счет этого во внешней цепи приемного электрода 4 по вл ютс периодические импульсы, форма которых дл прорезей 2 в виде секторов и при равномерном распределении зар дов на поверхности диэлектрика 5 будет пр моугольной. Изменени выходного сигнала датчика несут информацию о изменении поверхностного зар да диэлектрика 5. Сигнал датчика потенциала усиливаетс усилителем 9 и ностуиает па сигнальный вход синхронного детектора 10. Фототранзистор 6 и лампа 7 располагаютс относительно диска 1 и приемного электрода 4 так, что свет лампы 7 освещает фототранзистор 6 одновременно с открытием датчика 4 дл действи пол диэлектрика 5. Опорный сигнал, снимаемый с резистора И, иостуиает на формирователь имнульса, в качестве которого используетс одновибратор . Далее опорпый сигиал поступает иа управл ющий вход детектора 10. Это приводит к тому, что сигиал с сигнального входа синхронного детектора 10 иоступает иа его выход и зар жает накопительную емкость 13, величина которой выбираетс из услови того, что она должна зар жатьс до максимального значени за врем следовани синхроимпульса, т. е. за то врем когда синхронный датчик пропускает сигиал . Сопротивление реле 14 выбирают исход из того, что по минимуму оно ограничено заданной чувствительностью и точностью срабатывани , а по максимуму - заданным быстродействием. Устройство чувствительно к знаку зар да диэлектрика 5 за счет того, что при изменении знака зар да диэлектрика 5 пол рность индуцированного тока во внещней цепи датчика потенциала 4 мен етс на обратную, что приводит к изменению знака напр жени па накопительной емкости 13 и к иереключепию релейной схемы. Исполнительные контакты релейной схемы иодают высокое посто нное напр жение от высоковольтного источника 15 на один из игольчатых коронирующих электродов 16. На концах игл подключеиного электрода начинаетс интецсивна унипол риа нейтрализаци воздуха . Ионы со знаком, противоиоложным знаку поверхностного зар да на диэлектрике 5 прит гиваютс к диэлектрику и нейтрализуют поверхностный зар д. С изменением зиака зар да включаетс второй разр дный электрод, что приводит к образованию ионов противоположного зиака. Порог поверхностной плотности зар да, с которого нейтрализатор автоматически включаетс в работу, задаетс регулировкой усилител . Нейтрализатор эффективно работает до плотности кул/см.With a uniform rotation of the disc 1 with the slits 2, a periodic interruption (obturation) of the power lines of the electrostatic field of the dielectric 5 occurs at the surface of the receiving electrode 4. Due to this, periodic pulses appear in the external circuit of the receiving electrode 4, the shape of which for the slits 2 in the form of sectors and with a uniform distribution of charges on the surface of the dielectric 5 will be rectangular. Changes in the output signal of the sensor carry information about the change in the surface charge of the dielectric 5. The potential sensor signal is amplified by amplifier 9 and noises the signal input of the synchronous detector 10. The phototransistor 6 and the lamp 7 are positioned relative to the disk 1 and the receiving electrode 4 so that the light of the lamp 7 illuminates the phototransistor 6 simultaneously with the opening of the sensor 4 for the action of the dielectric field 5. The reference signal taken from the resistor I is located on the impulse generator, for which the one-shot is used. Next, the support signal enters the control input of the detector 10. This leads to the fact that the signal from the signal input of the synchronous detector 10 enters its output and charges the storage capacitor 13, the value of which is chosen from the condition that it must be charged to the maximum value during the time of the synchronization pulse, i.e. during the time when the synchronous sensor passes the sigal. The resistance of the relay 14 is chosen based on the fact that at the minimum it is limited by the specified sensitivity and accuracy of operation, and by the maximum - by the specified speed. The device is sensitive to the sign of the charge of the dielectric 5 due to the fact that when the sign of the charge of the dielectric 5 changes, the polarity of the induced current in the external circuit of the potential sensor 4 is reversed, which leads to a change in the sign of the voltage on the storage capacitor 13 and the switching relay scheme. The executive contacts of the relay circuit iodine a high constant voltage from a high-voltage source 15 to one of the needle discharge electrodes 16. At the ends of the needles of the connecting electrode, an integral unipolar neutralization of air begins. Ions with a sign opposite to the sign of the surface charge on the dielectric 5 are attracted to the dielectric and neutralize the surface charge. With a change in charge charge, a second discharge electrode is activated, which leads to the formation of ions of the opposite sign. The threshold surface charge density from which the neutralizer automatically comes into operation is set by adjusting the amplifier. The neutralizer effectively works to a density of cool / cm.

Использование метода модул ции медленно измен ющегос потенциала электростатического пол зар жениого диэлектрика позвол ет выбрать спектр сигнала в более предпочтительном частотном интервале . Частота, на которой работает синхронный детектор, пр мо пропорциональна чиелу оборотов электродвигател и числу прорезей па заземленном диске. Частота может быть выбрана достаточно высокой, а максим м спектральной плотности полезного сигнала располагаетс за пределами области щума вида 1/f, т. е. в этом случае обеспечиваетс значительно более высокое отнощение сигнал/щум, чем можно получить от усилител посто нного тока. Модул ционный метод не имеет в качестве ограничений щум и дрейф характерные дл усилителей посто нного тока. Это позвол ет значительно повысить эффективность нейтрализации при малых плотност х поверхноетиого зар да.The use of the modulation method of a slowly varying potential of an electrostatic field of a charging dielectric allows one to select a signal spectrum in a more preferred frequency interval. The frequency at which the synchronous detector operates is directly proportional to the number of revolutions of the electric motor and the number of slots on a grounded disk. The frequency can be chosen sufficiently high, and the maximum spectral density of the useful signal is located outside the area of the 1 / f-type sound field, i.e., in this case, a significantly higher signal-to-noise ratio is obtained than can be obtained from the DC amplifier. The modulation method does not have the noise and drift characteristic of DC amplifiers. This makes it possible to significantly increase the neutralization efficiency at low densities of the surface charge.

Claims

1. Tefter, P.L., Devices for Neutralizing the Charges of Static Electricity on Equipment for Processing Plastics and Rubber, M., 1973, p. 17-27.

2. USSR author's certificate number 194199, cl. H 05F 3/00, 1963 (prototype).

Set.;