高速静电起电率测试装置及测试方法

1.本发明涉及高速静电起电率测试领域，尤其是涉及一种高速静电起电率测试装置及测试方法。


背景技术：

2.静电是飞行体高速运动过程中固有的一种物理现象。当飞行体在空中高速运动时，其表面会与尘埃、冰晶体、雨滴以及其它物质粒子发生碰撞，飞行体与粒子的连续碰撞会引起电荷从粒子中分离出来转移到飞行体表面上有电荷就会激发静电场，当飞行体上静电荷积累到一定程度后，会在表面曲率大的部位通过各种静电放电形式释放电荷。现有技术中飞行体高速运动及飞行环境难以实时监测。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种高速静电起电率测试装置及测试方法，旨在解决高速静电起电率测试。
4.本发明提供一种高速静电起电率测试装置，包括，空气颗粒物发射装置、固定装置和静电起电率测试装置；
5.空气颗粒物发射装置，用于输出一定速度的空气颗粒物；
6.固定装置，用于固定被测介质板，所述被测介质板与输出一定速度的空气颗粒物进行碰撞产生静电；
7.静电起电率测试装置，用于测量被测介质板的起电率。
8.本发明还提供一种高速静电起电率测试方法，包括：
9.s1、通过空气颗粒物发射装置输出一定速度的空气颗粒物；
10.s2、通过固定装置固定被测介质板；
11.s3、通过被测介质板与输出一定速度的空气颗粒物进行碰撞产生静电；
12.s4、通过静电起电率测试装置测量被测介质板的起电率。
13.采用本发明实施例，可以实现模拟各种高速飞行体沉积静电影响因素，下物体的静电起电规律，得出对静电起电率的影响。
14.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本发明实施例的高速静电起电率测试装置的示意图；
17.图2是本发明实施例的高速静电起电率测试装置的具体示意图；
18.图3是本发明实施例的高速静电起电率测试装置的设计示意图；
19.图4是本发明实施例的高速静电起电率测试方法的流程图。
具体实施方式
20.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.装置实施例
22.根据本发明实施例，提供了一种高速静电起电率测试装置，图1是本发明实施例的高速静电起电率测试装置的示意图，如图1所示，具体包括：
23.针对飞行体高速运动及飞行环境难以实时监测的特点，为了能在地面实验条件下模拟各种高速飞行体沉积静电影响因素(空间颗粒与飞行体的接触面积、空间颗粒与飞行体的碰撞角度、颗粒物的尺寸分布和碰撞次数等因素)下物体的静电起电规律，得出对静电起电率的影响，设计了本实验装置及测试方法。本装置通过构建高速飞行体试验环境进行模拟实验，获得飞行体在不同飞行状态和飞行环境下的静电起电规律，得到材料的静电起电规律，建立高速飞行体表面材料静电电位预测模型。
24.一种高速静电起电率测试装置，包括，空气颗粒物发射装置、固定装置和静电起电率测试装置；
25.空气颗粒物发射装置，用于输出一定速度的空气颗粒物；
26.空气颗粒物发射装置具体包括：空压机、储气罐和喷出装置，
27.空压机，用于给储气罐充气且设置充气压强；储气罐，用于将空压机送来的气体存储并形成高压气体，将高压气体送入喷出装置；所述喷出装置设置有颗粒物投放口，所述颗粒物投放口用于投放不同种类不同粒径的颗粒物，所述喷出装置用于喷出设定压强的空气颗粒物。喷出装置设有喷出管道。
28.高速气体模拟系统中的空压机可以改变输出气体压强，压强发生变化，可以改变高压气体在喷出装置出口处的气流速度；
29.喷出管道口设有喷头，所述喷头出口处设有法拉第筒，所述法拉第筒用于测量喷头出口处空气颗粒物带电量。
30.固定装置，用于固定被测介质板，所述被测介质板与输出一定速度的空气颗粒物进行碰撞产生静电；固定装置包括:绝缘试验平台，用于设置被测介质板与空气颗粒物碰撞的角度。
31.静电起电率测试装置，用于测量被测介质板的起电率。
32.静电起电率测试装置包括：动态电位测试仪，用于测量被测介质板的起电量并将起电量转换成示波器数据发送到示波器；示波器，与动态电位测试仪连接，用于接收动态电位测试仪发送的示波器数据后显示波形。
33.图2是本发明实施例的高速静电起电率测试装置的具体示意图，如图2所示，系统
构成：空气颗粒物，高速飞行体模拟装置，被测介质板，法拉第筒，典型介质板材料，动态电位测试仪，示波器，可调角度绝缘试验平台。
34.图3是本发明实施例的高速静电起电率测试装置的设计示意图，如图3所示：
35.由高速喷出装置经过加压气体将空气颗粒物以一定高速喷出，打在不同角度的被测介质板上，由相对速度可知，该过程等效于被测介质板高速运动中与空气颗粒物的碰撞摩擦。法拉第筒用于测量喷头出口处空气颗粒物带电量，被测介质板连接静电动态电位测试仪，动态电位测试仪连接示波器，测出实时静电起电波形，测出被测介质板的实时带电量，与法拉第筒测出的空气颗粒物带电量进行相互验证，保证了测试方法的准确性。通过更换不同种类不同粒径的颗粒物，实现了不同空间颗粒大小不同接触面积下高速静电起电率的测试；高速喷出装置的气压可调，实现了被测介质板不同速度下的静电起电率测量；可调角度绝缘试验平台通过设置不同碰撞角度，实现了不同角度下高速飞行体的静电起电率测试；通过更换典型介质材料，实现了不同材料与空间颗粒高速碰撞的静电起电率的测试。通过实验测得波形及数据的归纳总结，推导出各影响因素与高速飞行体静电起电率的关系，从而获得高速飞行体表面材料静电电位预测模型。
36.该实验系统及测试方法实现了地面模拟高速飞行体表面材料与空气颗粒物碰撞摩擦过程，实现了不同材料、不同速度、不同颗粒物、不同角度下预估高速飞行体与空间颗粒物碰撞摩擦的静电起电率。
37.方法实施例
38.根据本发明实施例，提供了一种高速静电起电率测试方法，图4是本发明实施例的高速静电起电率测试方法的流程图，如图4所示，具体包括：
39.s1、通过空气颗粒物发射装置输出一定速度的空气颗粒物；
40.s1具体包括：
41.通过空压机给储气罐充设定压强的气体；通过储气罐将空压机送来的气体存储并形成高压气体，将高压气体送入喷出装置；通过颗粒物投放口投放不同种类不同粒径的颗粒物到喷出装置，通过喷出装置喷出设定压强的空气颗粒物；
42.s2、通过固定装置固定被测介质板；
43.s2具体包括：通过绝缘试验平台设置被测介质板与空气颗粒物碰撞的角度。
44.s3、通过被测介质板与输出一定速度的空气颗粒物进行碰撞产生静电；
45.s3进一步包括：
46.通过喷出装置出口设置的法拉第筒计算出口处空气颗粒物带电量排除碰撞前空气颗粒物带电量对碰撞后起电量的影响。
47.s3具体包括：
48.通过动态电位测试仪测量被测介质板的起电量并将起电量转换成示波器数据发送到示波器；
49.通过示波器接收动态电位测试仪发送的示波器数据后显示波形。
50.s4、通过静电起电率测试装置测量被测介质板的起电率。
51.s4进一步包括：
52.s41、通过调节喷出装置的压强改变喷出颗粒物速度；
53.s42、通过改变绝缘实验平台改变被测介质板的角度；
54.s43、通过颗粒物投放口投放不同种类不同粒径的颗粒物；
55.s44、通过改变介质板，实现空气颗粒物与不同被测介质板碰撞；
56.s45、通过法拉第筒测量空气颗粒物发射装置输出空气颗粒物的初始电量；
57.s46、通过静电起电率测试装置结合空气颗粒物的初始电量测量被测介质板的起电率；
58.s47、重复s41到s46步骤，得出静电起电率的模型。
59.本发明实施例是与上述方法实施例对应的系统实施例，各个模块的具体操作可以参照方法实施例的描述进行理解，在此不再赘述。
60.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替本发明各实施例技术方案，并不使相应技术方案的本质脱离本方案的范围。