熔喷驻极体非织造布的荷电量测量装置及电荷密度测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种熔喷驻极体非织造布的荷电量测量装置及电荷密度测量方法，属于材料电学性能测试领域，荷电量测量装置包括样品池和测试电路接口；所述的样品池包括金属外壳和设置在金属外壳内部的金属内壳，金属外壳和金属内壳之间通过绝缘件隔开，使得金属外壳和金属内壳之间形成空气介质层；所述的测试电路接口内设有一根测试线，测试线的一端与金属外壳连接，测试线的另一端与金属内壳连接，使用时将带电样品放入金属内壳，在测试电路接口接入静电计即可直接测得带电样品的电荷量，进而计算获得电荷密度。本发明专利技术简化了测量步骤，理论计算分析简单，准确度受人为因数影响较小。准确度受人为因数影响较小。准确度受人为因数影响较小。

【技术实现步骤摘要】
熔喷驻极体非织造布的荷电量测量装置及电荷密度测量方法


[0001]本专利技术属于材料电学性能测试领域，尤其涉及一种熔喷驻极体非织造布的荷电量测量装置及电荷密度测量方法。

技术介绍

[0002]驻极体是指具有长期储存电荷能力的介电材料，以熔喷聚丙烯驻极体非织造布为代表的驻极体空气净化材料与技术的应用到目前为止被认为是空气净化最好的途径和方法。熔喷聚丙烯非织造布通过电晕注极或水注极等技术，可使电荷长久地留注在其表面或体内。这些电荷所产生的静电场，好比在材料纤维间隙之间形成了无数个无源集尘电极，当气流中的带电微粒通过这些间隙时，就在电场力的作用下被捕获；气流中的中性微粒因感应或极化而成为带电的偶极子，从而也可有效地被捕获。驻极体空气净化材料除了可通过一般的惯性沉积、重力沉积、布郎扩散等机械作用对气体中流动粉尘进行拦截外，还可通过静电吸附作用实现空气净化的目的。由于电场力是长程力，滤材空隙可以比普通纤维材料大得多，因而可大大地提高透气性，降低过滤阻力；另外细菌和病毒通常依附于粉尘上，而静电场对常见的细菌和病毒有明显的抑制和杀灭作用。
[0003]正是由于驻极体空气净化材料所具有的高效率、低流阻、除尘灭菌多功能，使其成为了新一代高效空气净化设备的主体过滤介质，在微电子、航空航天、生物医药、制药、计算机、精密机械等高科技洁净环境的控制中展现出了广阔的应用前景。另外，熔喷聚丙烯非织造布也是我国个体防护口罩KN95和美国NIOSH标准系列口罩推荐使用的N95、R99和P100系列和欧盟认可的FFP系列呼吸防护面罩中的主要过滤介质。
[0004]然而，用于测量熔喷布荷电量的方法却很少，目前最为常用的测量方法是热刺激放电法测量，检测时采用如授权公告号为CN102680767 B的热刺激电流测试仪，测量时通过将样品线性升温，使材料中不同陷阱能级内的空间电荷脱阱，或使取向的偶极分子发生松弛，在外电路上产生电流，获得电流随温度的变化关系，通过对所获得的电流
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温度谱的分析、计算，可得到储存的电荷密度。这种方法实验技术繁杂，还需要进行理论计算分析，准确度受人为因数影响较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种熔喷驻极体非织造布荷的电量测量装置及电荷密度测量方法，以解决现有熔喷驻极体非织造布的荷电量测量实验技术繁杂，需要进行理论计算分析而导致计算准确度受人为因数影响较大等问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：
[0007]本专利技术涉及一种熔喷驻极体非织造布的荷电量测量装置，其包括样品池和测试电路接口；所述的样品池包括金属外壳和设置在金属外壳内部的金属内壳，金属外壳和金属内壳之间通过绝缘件隔开，使得金属外壳和金属内壳之间形成空气介质层；所述的测试电路接口内设有一根测试线，测试线的一端与金属外壳连接，测试线的另一端与金属内壳连
接。
[0008]优选地，所述的金属外壳包括金属外壳本体和金属外壳端盖，金属外壳本体和金属外壳端盖可拆卸连接；所述的金属内壳包括金属内壳本体和金属内壳端盖，所述的金属内壳本体和金属内壳端盖可拆卸连接；所述的金属外壳本体和金属内壳本体通过绝缘件固定，使得金属外壳本体和金属内壳本体形成一个整体。
[0009]优选地，所述的金属外壳端盖和金属内壳端盖也通过绝缘件固定，使得金属外壳端盖和金属内壳端盖形成一个整体。
[0010]所述的金属外壳本体和金属内壳本体形成一个整体，金属外壳端盖和金属内壳端盖形成一个整体，取放带电样品时，只需要打开一次端盖即可，操作方便。
[0011]优选地，所述的金属外壳的底部设有至少两个支撑脚。
[0012]本专利技术还涉及一种基于上述熔喷驻极体非织造布的荷电量测量装置的电荷密度测量方法，其包括以下步骤：
[0013](1)在测试电路接口处接入静电计；
[0014](2)将带电样品放入金属内壳的内部，使得带电样品与金属内壳接触；
[0015](3)金属内壳感应出与带电样品相反的电荷，金属外壳感应出与金属内壳相反的电荷，进而在金属外壳和金属内壳之间产生电势差U；
[0016](4)静电计基于金属外壳和金属内壳之间的电势差U测得电荷量Q，测得的电荷量Q即为金属内壳内部的带电样品的电荷量；
[0017](5)通过带电样品的电荷量计算带电样品的电荷密度。
[0018]优选地，所述的步骤(4)中，静电计基于金属外壳和金属内壳之间的电势差U测得电荷量Q的测量公式为：
[0019][0020]公式中，C为静电计电容，ε为金属内壳和金属外壳之间的相对介电常数，S为带电样品的面积，d为金属内壳和金属外壳之间的距离。
[0021]优选地，所述的步骤(5)中，计算带电样品的电荷密度σ的具体方式为：用测量所得的带电样品的电荷量Q除以带电样品的总面积S或总体积V，电荷密度σ的计算公式为：
[0022]σ＝Q/S
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(2)
[0023]或
[0024]σ＝Q/V
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(3)。
[0025]采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0026]1、本专利技术涉及的熔喷驻极体非织造布的荷电量测量装置，包括金属外壳和设置在金属外壳内部的金属内壳，金属外壳和金属内壳之间通过绝缘件隔开，使得金属外壳和金属内壳之间形成空气介质层，测量熔喷驻极体非织造布荷电量时，将带电样品放入金属内壳的内部，金属内壳感应出与带电样品相反的电荷，金属外壳感应出与金属内壳相反的电荷，进而在金属外壳和金属内壳之间产生电势差U，该结构相当于一个电容器，只需要接上静电计即可获得荷电量的准确值，简化了测量步骤，为后续计算带电样品的电荷密度打下基础。
[0027]2、本专利技术涉及的熔喷驻极体非织造布的电荷密度测量方法通过荷电量测量装置
获得带电样品的电荷量，计算带电样品的电荷密度是只需要用测量所得的带电样品的电荷量Q除以带电样品的总面积或总体积即可，理论计算分析简单，准确度受人为因数影响较小。
附图说明
[0028]图1是熔喷驻极体非织造布的荷电量测量装置的结构示意图；
[0029]图2是熔喷驻极体非织造布的荷电量测量装置的端盖开启状态图；
[0030]图3是金属外壳本体的结构示意图；
[0031]图4是金属内壳本体的结构示意图；
[0032]图5是放有带电样品的荷电量测量装置接入静电计的等效电路图；
[0033]图6是采用本专利技术涉及的荷电量测量装置测量不同面积的同注极方法得到的熔喷布的荷电量的测量结果图。
[0034]图示说明：1
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金属外壳，11
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金属外壳本体，12
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金属外壳端盖，2
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金属内壳，21
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金属内壳本体，22
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金属内壳端盖，3
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绝缘件，4
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空气介质层，5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种熔喷驻极体非织造布的荷电量测量装置，其特征在于：其包括样品池和测试电路接口；所述的样品池包括金属外壳和设置在金属外壳内部的金属内壳，金属外壳和金属内壳之间通过绝缘件隔开，使得金属外壳和金属内壳之间形成空气介质层；所述的测试电路接口内设有一根测试线，测试线的一端与金属外壳连接，测试线的另一端与金属内壳连接。2.根据权利要求1所述的熔喷驻极体非织造布的荷电量测量装置，其特征在于：所述的金属外壳包括金属外壳本体和金属外壳端盖，金属外壳本体和金属外壳端盖可拆卸连接；所述的金属内壳包括金属内壳本体和金属内壳端盖，所述的金属内壳本体和金属内壳端盖可拆卸连接；所述的金属外壳本体和金属内壳本体通过绝缘件固定，使得金属外壳本体和金属内壳本体形成一个整体。3.根据权利要求2所述的熔喷驻极体非织造布的荷电量测量装置，其特征在于：所述的金属外壳端盖和金属内壳端盖也通过绝缘件固定，使得金属外壳端盖和金属内壳端盖形成一个整体。4.根据权利要求1所述的熔喷驻极体非织造布的荷电量测量装置，其特征在于：所述的金属外壳的底部设有至少两个支撑脚。5.一种基于权利要求1所述的熔喷驻极体非织造布的荷电量测量装置的电荷密度测量方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，赖文辉，陈钢进，张剑锋，高晓丽，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：