專利名稱：一種絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電量測量領域，尤其涉及一種絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置。
背景技術：
在電量測量領域中，現有的電量測量裝置大致可以分為普通電量測量裝置和靜電 電量測量裝置。對于靜電電量測量裝置而言，現有的靜電電量測量裝置只能測量帶靜電固 體所帶的電量、帶靜電粉末所帶的電量，或帶靜電非導體與接地金屬體接近時發生火花放 電的電量；但對于絕緣性液體在流動過程中因與管壁等摩擦所帶的靜電，目前還沒有有效 的測量裝置能夠測量。
發明內容本實用新型的目的是提供一種絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置，以測量絕緣 性液體在流動過程中與管壁等摩擦所產生靜電的電量，并且可以緩和絕緣性液體所帶的靜 電電荷，同時還可以測量不同金屬體的緩和能力。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的一種絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置，用于緩和及測量待測管路11中絕緣 性液體的帶電電荷，包括第一金屬網12、第一電荷傳輸導線13、第二金屬網14、第二電荷 傳輸導線15和電荷處理模塊；所述第一金屬網12和第二金屬網14沿垂直于待測管路11 軸向間隔設置于所述待測管路11的內部，并分別通過所述第一電荷傳輸導線13和第二電 荷傳輸導線15與設置于所述待測管路11的外部的電荷處理模塊相連。所述的第一金屬網12和第二金屬網14與待測管路11的管壁間設有絕緣支撐件 16。所述絕緣支撐件16的材料為有機玻璃。所述第一金屬網12和第二金屬網14的材料均為不銹鋼SUS304、鋁或銅。所述第一金屬網12和第二金屬網14的線徑均在0. 1mm至0. 5mm之間。所述第一金屬網12和第二金屬網14的線徑均為0. lmm、0. 14mm、0. 29mm或 0. 47mm。所述第一金屬網12和第二金屬網14的開口率均在0.4至0.8之間。所述第一金屬網12和第二金屬網14的開口率均為0.46、0.49、0.62或0.73。所述第一金屬網12和第二金屬網14間距為0. 1謹至3. 0謹。所述電荷處理模塊包括第一電荷轉化單元21、第一電壓放大單元22、第二電荷轉 化單元24、第二電壓放大單元25和模數轉換單元23 ；所述的第一電荷轉化單元21將所述 第一電荷傳輸導線13所傳輸的電荷轉化為電壓信號，所述的第一電壓放大單元22將所述 第一電荷轉化單元21轉化的電壓信號進行放大增幅處理；所述的第二電荷轉化單元24將 所述第二電荷傳輸導線15所傳輸的電荷轉化為電壓信號，所述的第二電壓放大單元25將所述第二電荷轉化單元24轉化的電壓信號進行放大增幅處理；所述模數轉換單元23分別 將所述第一電壓放大單元22和第二電壓放大單元25放大增幅后的電壓信號轉化為數字信 號，以完成絕緣性流體帶電緩和及測量操作。由上述本實用新型提供的技術方案可以看出，本實用新型實施例提供的絕緣性液 體流動帶電緩和及測量裝置克服了現有技術中無法測量絕緣性液體流動帶電量的問題，完 成了對流動過程中與金屬網摩擦的絕緣性液體所帶電量的測量操作；并且緩和了管道中絕 緣性液體所帶的靜電電荷；同時還測量了不同金屬體緩和能力，以便于研究金屬體緩和能 力與金屬體的材料、線徑和密度以及所述絕緣性液體的流速的關系。
為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要 使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施 例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖 獲得其他附圖。圖1為本發明實施例提供的絕緣性流體帶電緩和及測量裝置的結構示意圖一；圖2為本發明實施例提供的絕緣性流體帶電緩和及測量裝置的結構示意圖二 ；圖3為本發明實施例提供的絕緣性流體帶電緩和及測量裝置的結構示意圖三。
具體實施方式
下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實 施例。基于本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲 得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。下面將結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細描述。如圖1和圖2所示，本發明實施例提供的絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置，用 于緩和及測量待測管路11中的絕緣性液體因與金屬體摩擦所產生的靜電電量，具具體實 現結構如下該絕緣性液體流動帶電量的緩和及測量裝置可以包括第一金屬網12、第一電荷 傳輸導線13、第二金屬網14、第二電荷傳輸導線15和電荷處理模塊；所述第一金屬網12和 第二金屬網14沿垂直于待測管路11軸向間隔設置于上述待測管路11的內部，并分別通過 所述第一電荷傳輸導線13和第二電荷傳輸導線15與設置于上述待測管路11的外部的電 荷處理模塊相連；其中，相應的第一金屬網12和第二電荷傳輸導線15與相應待測管路11的管壁間 設有絕緣支撐件16，相應的絕緣支撐件16的材料可以為有機玻璃；其中，相應第一金屬網12和第二金屬網14的材料可以為不銹鋼SUS304、鋁或銅； 相應第一金屬網12和第二金屬網14的線徑均可以在0. 1mm至0. 5mm之間，最好均為0. 1mm、 0. 14mm、0. 29mm或0. 47mm;相應第一金屬網12和第二金屬網14的開口率均可以在0.4至 0. 8 之間；最好均為 0. 46,0. 49,0. 62 或 0. 73 ；其中，相應的第一金屬網12和第二金屬網14之間設有0. 1mm至3. 0mm的間距，且沿垂直于待測管路11軸向間隔設置于所述待測管路11的內部。具體地，相應的電荷處理模塊包括第一電荷轉化單元21、第一電壓放大單元22、 第二電荷轉化單元24、第二電壓放大單元25和模數轉換單元23 ；相應的第一電荷轉化單 元21將相應第一電荷傳輸導線13所傳輸的電荷轉化為電壓信號，相應的第一電壓放大單 元22將相應第一電荷轉化單元21轉化的電壓信號進行放大增幅處理；所述的第二電荷轉 化單元24將所述第二電荷傳輸導線15所傳輸的電荷轉化為電壓信號，所述的第二電壓放 大單元25將所述第二電荷轉化單元24轉化的電壓信號進行放大增幅處理；相應模數轉換 單元23將相應第一電壓放大單元22和第二電壓放大單元25放大增幅后的電壓信號轉化 為數字信號，以完成絕緣性流體帶電量的緩和及測量。需要說明的是，該裝置的原理如下當不同的絕緣性液體以不同的流速流過不同材料、線徑、開口率和接觸面積的金 屬網時，都會因與金屬網摩擦而產生靜電；所述金屬網的線徑、材質和開口率不同或所述絕 緣性液體的種類和流速不同所產生電荷的數量就會不同，相應絕緣性液體所攜帶的電荷種 類也會不同。下面以與某金屬網摩擦后攜帶負電的某種絕緣性液體進行說明(攜帶正電情 況與之相似，不再描述)，上述因摩擦產生的負電荷隨絕緣性液體繼續流動，而上述因摩擦 產生的等量正電荷通過與金屬網連接的導線引出，從而可以獲得所述正電荷的電量；由于 摩擦產生的正負電荷量相等，所以正電荷的電量就是絕緣性液體在流動過程中的帶電量; 也就是說，該裝置可以測得不同金屬網與絕緣性液體摩擦所產生的帶電量。當絕緣性液體流過金屬網時，所述絕緣性液體中會因流動摩擦而帶電；在工況相 同的情況下，通過分別單獨測試第一金屬網12和第二金屬網14，以及同時測試第一金屬網 12和第二金屬網14，可以測出第二金屬網14對帶電絕緣性液體的緩和能力；通過改變第一 金屬網12和第二金屬網14之間的距離，或改變金屬網的線徑、開口率和材質，可以測試出 不同金屬網的緩和能力，從而可以研究出金屬網的線徑、開口率、材質和網距以及絕緣性液 體的流速與金屬網的緩和能力的關系。具體地，若要測試該裝置的緩和能力，需進行如下兩次測量第一次測量在工況相同的情況下，分別測量絕緣性液體流經第一金屬網12和第 二金屬網14時，兩個金屬網各自的帶電量；第二次測量在與第一次測量相同的工況條件下，測量絕緣性液體先流過第一金 屬網12再流過第二金屬網14時，兩個金屬網各自的帶電量；因第二次測量中流經第一金屬網12時的絕緣性液體與第一次測量時沒有變化， 所以第二次測量與第一次測量的第一金屬網12的帶電量基本相同；而第二次測量中流經 第二金屬網14時的絕緣性液體已帶有流經第一金屬網12時產生的電荷，所以流經第二金 屬網14所產生的電荷會中和絕緣性液體已帶有的電荷，從而可得知該裝置的緩和能力。因金屬網的線徑、材質和開口率不同或絕緣性液體的種類和流速不同所測得的絕 緣性液體帶電量也不同，所以最好選用以下幾組參數進行設置(見下表) 為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面通過實例，結合相應附 圖，對本實用新型實施例作進一步詳細描述。實施例一如圖1、圖2和圖3所示，一種絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置，用于測量待測 管路11中的絕緣性液體因與金屬體摩擦所產生靜電的電量；若該待測管路11處于豎直狀 態，其內部絕緣性液體由上向下流動并由管口流出，那么該裝置的具體實現結構如下該絕緣性液體流動帶電量的緩和及測量裝置包括第一金屬網12、第一電荷傳輸導 線13、第二金屬網14、第二電荷傳輸導線15、電荷處理模塊和絕緣支撐件14 ；其中，相應絕 緣支撐件14的材料為有機玻璃；相應第一金屬網12和第二金屬網14均為線徑0. 1mm、開 口率0. 46mm、直徑為50mm的圓形不銹鋼SUS304網；相應第一金屬網12固定于放置在待測 管路11內的由有機玻璃制成的環形絕緣支撐件14上端；相應的第二金屬網14設置于第一 金屬網12下面2. 8mm的位置。具體地，當絕緣性液體由上至下流過第一金屬網12或第二金屬網14時，會因與第 一金屬網12或第二金屬網14的摩擦而產生了靜電；因摩擦而產生的負電荷隨絕緣性液體 繼續流動，而因摩擦產生的等量的正電荷通過與第一金屬網12或第二金屬網14所連接的 第一電荷傳輸導線13或第二電荷傳輸導線15傳輸至待測管路11外部的電荷處理模塊；進一步地，相應的電荷處理模塊包括第一電荷轉化單元21、第一電壓放大單元
22、第二電荷轉化單元24、第二電壓放大單元25和模數轉換單元23 ；相應的第一電荷轉化
單元21為10MQ的電阻，當發生的電荷通過相應第一電荷傳輸導線13引出時，該電阻兩端
的電壓發生變化，即獲得了該電荷所產生的電壓信號；相應的第一電壓放大單元22為一組
電子元件所組成的非反轉放大增益，它對上述電壓信號進行了大約100倍的放大增幅；相
應的第二電荷轉化單元24為10MQ的電阻，當發生的電荷通過相應第二電荷傳輸導線15
引出時，該電阻兩端的電壓發生變化，即獲得了該電荷所產生的電壓信號；相應的第二電壓
放大單元25為一組電子元件所組成的非反轉放大增益，它對上述電壓信號進行了大約100
倍的放大增幅；相應模數轉換單元23將相應第一電壓放大單元22和相應第二電壓放大單元23放大增幅后的電壓信號轉化為數字信號，以傳輸給計算機進行檢測、存儲等處理；該 裝置每隔1ms進行一次采樣，電流的分辨率為5pA。需要說明的是，上述絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置所測得的電量，除了可 以按照上述的將電量信息傳輸給計算機進行各種處理外，還可以通過現有的各種顯示展示 給用戶，或通過現有的傳輸數據線保存在現有的各種存儲介子中，以便于用戶的研究使用。本實用新型實施例的實現使人們不僅可以測量絕緣性液體在流動過程中與金屬 體摩擦所產生靜電的電量，而且可以緩和絕緣性液體中的電荷，并測量金屬體的緩和能力。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到 的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該 以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求一種絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置，用于緩和及測量待測管路(11)中絕緣性液體的帶電電荷，特征在于，包括第一金屬網(12)、第一電荷傳輸導線(13)、第二金屬網(14)、第二電荷傳輸導線(15)和電荷處理模塊；所述第一金屬網(12)和第二金屬網(14)沿垂直于待測管路(11)軸向間隔設置于所述待測管路(11)的內部，并分別通過所述第一電荷傳輸導線(13)和第二電荷傳輸導線(15)與設置于所述待測管路(11)的外部的電荷處理模塊相連。
2.根據權利要求1所述的絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置，其特征在于，所述的 第一金屬網(12)和第二金屬網(14)與待測管路(11)的管壁間設有絕緣支撐件(16)。
3.根據權利要求2所述的絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置，其特征在于，所述絕 緣支撐件(16)的材料為有機玻璃。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置，其特征 在于，所述第一金屬網(12)和第二金屬網(14)的材料均為不銹鋼SUS304、鋁或銅。
5.根據權利要求1至3中任一項所述的絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置，其特征 在于，所述第一金屬網(12)和第二金屬網(14)的線徑均在0. 1mm至0.5mm之間。
6.根據權利要求5所述的絕緣性液體流動帶電量的緩和及測量裝置，其特征在于，所 述第一金屬網(12)和第二金屬網(14)的線徑均為0. lmm、0. 14mm、0. 29mm或0. 47mm。
7.根據權利要求1至3中任一項所述的絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置，其特征 在于，所述第一金屬網(12)和第二金屬網(14)的開口率均在0.4至0.8之間。
8.根據權利要求7所述的絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置，其特征在于，所述第 一金屬網(12)和第二金屬網(14)的開口率均為0. 46、0. 49、0. 62或0. 73。
9.根據權利要求1至3中任一項所述的絕緣性液體流動帶電測量裝置，其特征在于，所 述第一金屬網(12)和第二金屬網(14)間距為0. 1mm至3. 0mm。
10.根據權利要求1至3中任一項所述的絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置，其特 征在于，所述電荷處理模塊包括第一電荷轉化單元(21)、第一電壓放大單元(22)、第二電 荷轉化單元(24)、第二電壓放大單元(25)和模數轉換單元(23)；所述的第一電荷轉化單 元(21)將所述第一電荷傳輸導線(13)所傳輸的電荷轉化為電壓信號，所述的第一電壓放 大單元(22)將所述第一電荷轉化單元(21)轉化的電壓信號進行放大增幅處理；所述的第 二電荷轉化單元(24)將所述第二電荷傳輸導線(15)所傳輸的電荷轉化為電壓信號，所述 的第二電壓放大單元(25)將所述第二電荷轉化單元(24)轉化的電壓信號進行放大增幅處 理；所述模數轉換單元(23)分別將所述第一電壓放大單元(22)和第二電壓放大單元(25) 放大增幅后的電壓信號轉化為數字信號，以完成絕緣性流體帶電緩和及測量操作。
專利摘要本實用新型公開了一種絕緣性液體流動帶電緩和及測量裝置，用于緩和及測量待測管路11中絕緣性液體的帶電電荷，其結構包括第一金屬網12、第一電荷傳輸導線13、第二金屬網14、第二電荷傳輸導線15和電荷處理模塊；所述第一金屬網12和第二金屬網14沿垂直于待測管路11軸向設置于待測管路11的內部，并分別通過第一電荷傳輸導線13和第二電荷傳輸導線15與設置于待測管路11的外部的電荷處理模塊相連。本實用新型實施例的實現使人們可以測量絕緣性液體與管壁等摩擦所產生的靜電電量；并且能夠緩和管道中絕緣性液體所帶的靜電電荷；同時還可測量不同金屬體緩和能力，以便研究金屬體緩和能力與金屬體的材料、線徑和密度以及所述絕緣性液體的流速的關系。
文檔編號G01N27/00GK201607494SQ201020122908
公開日2010年10月13日 申請日期2010年2月11日 優先權日2010年2月11日
發明者祝守新 申請人:湖州師范學院