[发明专利]颗粒带电实验装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种颗粒带电实验装置及测试方法，所述实验装置包括位于上侧的介质颗粒滑落漏斗，滑落板的上端位于所述漏斗内，所述滑落板的下端位于所述漏斗外，所述滑落板的下侧边缘位于法拉第筒的上端开口之上，经所述漏斗排出的介质颗粒经过与所述滑落板上的介质颗粒摩擦后带电，然后从所述滑落板的下侧边缘排入到所述法拉第筒内，在所述滑落板的下侧边缘与所述法拉第筒的上端之间形成带电介质颗粒幕，所述带电介质颗粒幕的左侧设置有发射天线，所述带电介质颗粒幕的右侧设置有接收天线，信号源与所述发射天线的信号输入端连接。通过所述装置能够完成介质颗粒带电对电磁波传播影响的实验，且所述装置结构简单，容易实现。

技术领域

本发明涉及静电测量装置及方法技术领域，尤其涉及一种颗粒带电实验装置及测量方法。

背景技术

雨雪、雾霾、沙尘暴等天气现象出现频繁，是影响电磁波传播的主要天气现象。尤其雾霾和沙尘暴近年来出现的越来越频繁，其中的颗粒介质都带有一定的电荷量。实际沙尘暴中沙粒在高速运动中互相摩擦碰撞，可以带有很高的电量，但是有许多不可控因素导致在沙尘暴现场测量时不能排除其他因素引起的带不同电荷的沙粒对电磁波传播的影响，比如沙粒浓度不可控、带电量不可控而且测不准，而且现有文献描述的带电颗粒介质对电磁波传播影响研究理论计算值与实验值不一致，所以能设计在室内模拟颗粒介质带电对电磁波传播的影响实验非常重要。迫于颗粒带电不易实现，目前研究颗粒带电的文献大部分都是通过仿真模拟计算，进行实验研究的很少，从带电机理出发，摩擦起电、颗粒碰撞起电等使颗粒介质带电的方式在实验室实现起来都有一定困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种可实现介质颗粒带电对电磁波传播影响的实验装置。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种颗粒带电实验装置，其特征在于：包括位于上侧的介质颗粒滑落漏斗，滑落板的上端位于所述漏斗内，并固定在所述漏斗的内壁上，所述滑落板上粘贴有介质颗粒，所述滑落板的下端位于所述漏斗外，且位于所述漏斗外的滑落板倾斜设置，所述滑落板的下侧边缘位于法拉第筒的上端开口之上，经所述漏斗排出的介质颗粒经过与所述滑落板上的介质颗粒摩擦后带电，然后从所述滑落板的下侧边缘排入到所述法拉第筒内，在所述滑落板的下侧边缘与所述法拉第筒的上端之间形成带电介质颗粒幕，所述法拉第筒通过导线连接有静电计；所述带电介质颗粒幕的左侧设置有发射天线，所述带电介质颗粒幕的右侧设置有接收天线，信号源与所述发射天线的信号输入端连接，信号源用于为所述发射天线提供输入信号；接收天线的信号输出端与频谱仪的信号输入端连接，频谱仪用于测量接收到的电磁信号的功率。

优选的，位于所述漏斗外侧的所述滑落板的长度为105mm，倾斜角度为50°。

进一步的技术方案在于：所述装置还包括屏蔽网架，所述介质滑落漏斗、滑落板、发射天线、接收天线、信号源、频谱仪、法拉第筒以及静电计位于所述屏蔽网架内。

进一步的技术方案在于：所述实验装置还包括称重装置，所述称重装置用于称量法拉第筒内介质颗粒的质量。

进一步的技术方案在于：所述漏斗包括竖直筒部分和收口部分，所述收口部分的下端滑落口的宽度可调，用于根据介质颗粒的大小调节所述下端滑落口的宽度，使所述介质颗粒能够顺利的从所述收口部分的下端滑落口中排出。

本发明实施例还公开了一种使用所述颗粒带电实验装置进行测试的方法，其特征在于包括如下步骤：

1）制作具有不同粒径介质颗粒的滑落板：

2）组装所述实验装置，将滑落板放置在所述介质颗粒滑落漏斗内部上并由滑落口伸出，伸出部分为滑落长度，法拉第筒放置在支撑架上，承接所述滑落漏斗滑落的介质颗粒，分别打开信号源、频谱仪和静电计，使其工作一段时间，待仪器稳定后调整信号源，使其产生一定频率和功率的信号，并通过静电计测量落入法拉第筒内介质颗粒的带电量，并将法拉第筒内的介质颗粒称重计算法拉第筒内的介质颗粒的荷质比；