[发明专利]一种静电传感实验系统及颗粒摩擦带电量的测量方法

权利要求书

1.一种静电传感实验系统，其特征在于，包括荷电颗粒生成装置和荷电颗粒静电电压测量装置；所述荷电颗粒生成装置包括由绝缘材料制成的摩擦接触筒及接触筒盖；所述荷电颗粒静电电压测量装置包括法拉第筒，以及与法拉第筒内筒电连接并与法拉第筒外筒绝缘的感应电压测量单元，所述法拉第筒在其垂直方向开有一同轴通孔。

2.如权利要求1所述静电传感实验系统，其特征在于，所述荷电颗粒静电电压测量装置还包括一绝缘漏斗；所述绝缘漏斗的小开口端的尺寸与所述同轴通孔的尺寸相对应，可通过所述通孔固定于法拉第筒外筒上。

3.如权利要求1所述静电传感实验系统，其特征在于，所述感应电压测量单元通过一安装于法拉第筒外筒侧壁的BNC接头，与法拉第筒内筒电连接并与法拉第筒外筒绝缘。

4.如权利要求1-3任一项所述静电传感实验系统，其特征在于，该系统还包括荷电颗粒注入实验装置；所述荷电颗粒注入实验装置包括：注入漏斗、带有可调节流阀的实验导管、密闭容器、静电传感器、真空泵、支架；所述注入漏斗通过所述支架固定于所述密闭容器上方，其小开口端与所述实验导管的上端密闭连接；所述密闭容器通过其上部的两个通孔分别与所述真空泵及所述实验导管的下端密封连接；所述静电传感器安装于所述实验导管的中部。

5.如权利要求4所述静电传感实验系统，其特征在于，所述摩擦接触筒、接触筒盖均由聚四氟乙烯制成。

6.一种颗粒摩擦带电量的测量方法，其特征在于，采用权利要求1所述静电传感实验系统，具体包括以下步骤：

步骤1、取特定材料、特定形状、特定粒径的单个或多个颗粒，放入所述摩擦接触筒并盖上接触筒盖；晃动摩擦接触筒一段特定的时间；

步骤2、将颗粒从摩擦接触筒中取出并等待一段特定时间，然后使颗粒通过所述法拉第筒上的同轴通孔自由下落；通过所述感应电压测量单元测量出感应电压值视为理论电压值，并根据感应电压计算得到颗粒所携带的静电电荷量；

步骤3、分别改变所述颗粒的材料、形状、粒径、摩擦筒晃动时间以及颗粒从摩擦接触筒中取出的等待时间，重复执行步骤1、步骤2，即得到不同材料、不同形状、不同粒径的单个或多个颗粒在不同摩擦筒晃动时间、不同等待时间下的摩擦所产生的静电电荷量。

7.一种荷电颗粒在液体介质中的感应电压测量方法，其特征在于，采用权利要求4所述静电传感实验系统，具体按照以下步骤：

步骤1、沿注入漏斗边缘向所述密闭容器内持续注入液体介质，使漏斗中液面保持在某一固定位置，将可调节流阀开启到最大，并打开真空泵，通过调整可调节流阀的开度，调节液体介质流动速度；

步骤2、取特定材料、特定形状、特定粒径的单个或多个颗粒，放入所述摩擦接触筒并盖上接触筒盖；晃动摩擦接触筒一段特定的时间；

步骤3、预先将所述法拉第筒置于注入漏斗上方，将颗粒从摩擦接触筒中取出并等待一段特定时间，然后使颗粒通过所述法拉第筒上的同轴通孔自由下落至注入漏斗；通过所述感应电压测量单元测量颗粒的感应电压值视为理论电压值，并通过所述静电传感器进行感应电压信号测量；

步骤4、分别改变所述颗粒的材料、形状、粒径，以及液体介质，并重复执行上述步骤，即可得到不同材料、不同形状、不同粒径的荷电颗粒的理论电压值，以及在不同液体介质中静电传感器的测量电压值。

8.一种无荷电颗粒在液体介质中的感应电压测量方法，其特征在于，采用权利要求4所述静电传感实验系统，具体按照以下步骤：

步骤1、将特定材料、特定形状、特定粒径的单个或多个颗粒放到注入漏斗，通过所述静电传感器进行感应电压信号测量，颗粒的理论电压值为零；

步骤2、分别改变所述颗粒的材料、形状、粒径，以及液体介质，并重复执行上述步骤，即可得到不同材料、不同形状、不同粒径的无荷电的颗粒在不同液体介质中经过静电传感器所测量感应电压值。

9.一种静电传感器的标定方法，所述静电传感器用于循环润滑条件下的油液磨粒在线监测，其特征在于，首先利用权利要求7所述荷电颗粒在液体介质中的感应电压测量方法，获取不同材料、不同形状、不同粒径的颗粒的理论电压值，颗粒在不同液体介质中静电传感器的测量的感应电压值；然后通过对理论电压值和静电传感器的测量电压值进行比较，实现静电传感器的标定。