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专利摘要

本公开涉及一种固‑液摩擦起电电荷测量装置，包括运动控制模块、法拉第筒、电荷测量模块和液体容器，法拉第筒包括内筒和外筒；液体容器，用于盛放待测液体；运动控制模块，用于控制待测固体进入待测液体中进行摩擦运动，并将待测固体从待测液体中拉出并移入法拉第筒中，以及将待测固体从法拉第筒中移出；电荷测量模块，用于测量法拉第筒的内筒和外筒之间的电势差的差值，并根据差值计算出待测固体与待测液体摩擦起电后所转移的电荷量。本公开所提供的固‑液摩擦起电电荷测量装置，能够准确、有效地进行固体和液体摩擦起电后所转移的电荷量的测量。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202010082598.9
申请日期:
2020-02-07
专利申请人:
清华大学
分类号:
G01R29/24 ; G09B23/18
发明/设计人:
邵天敏，陈芹
权利要求: 1.一种固-液摩擦起电电荷测量装置，其特征在于，用于测量待测固体与待测液体摩擦起电后所转移的电荷量，包括：运动控制模块、法拉第筒、电荷测量模块和液体容器，所述法拉第筒包括内筒和外筒，所述液体容器，位于所述法拉第筒的下方，用于盛放所述待测液体；所述运动控制模块，用于在确定开始电荷量检测时，控制所述待测固体进入所述待测液体中进行摩擦运动，并在所述摩擦运动完成后将所述待测固体从所述待测液体中拉出并移入所述法拉第筒中，以及在满足移出条件时将所述待测固体从所述法拉第筒中移出，其中，确定开始电荷量检测的确定方式、所述摩擦运动的运动方式和速度、所述摩擦运动完成的判断依据以及所述移出条件是预先设置的；所述电荷测量模块，用于测量所述待测固体移入和/或移出所述法拉第筒的过程中所述法拉第筒的内筒和外筒之间的电势差的差值，根据所述差值计算出所述待测固体与所述待测液体摩擦起电后所转移的电荷量，其中，所述电势差的差值包括：所述待测固体移入所述法拉第筒之前所述法拉第筒的电势差初始值与所述待测固体处于所述法拉第筒中所述法拉第筒的电势差峰值之间的差值，所述装置，还包括：漏电率确定模块，用于获取所述法拉第筒的内外筒参数，根据所述内外筒参数、待测固体参数和确定的对应关系得到所述法拉第筒的漏电率，所述对应关系用于指示所述内外筒参数、待测固体参数和漏电率之间的对应关系，所述法拉第筒的内外筒参数包括所述法拉第筒的内筒的直径、所述法拉第筒的高径比、所述法拉第筒的内筒和外筒之间的间距、所述法拉第筒材料；所述待测固体参数包括所述待测固体的尺寸和/或所述待测固体的材料信息，所述电荷测量模块，还用于根据所述漏电率对确定出的电荷量进行修正。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述运动控制模块包括：驱动子模块、运动传递机构，所述驱动子模块与所述运动传递机构连接，用于驱动所述运动传递机构；所述运动传递机构上设置有夹持组件，所述夹持组件用于夹持所述待测固体，所述运动传递机构在所述驱动子模块的驱动下进行运动，以带动所述夹持组件和所述待测固体的运动，其中，所述夹持组件的材料包括绝缘材料。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述法拉第筒的内筒、外筒均为通孔结构，所述法拉第筒的材料包括金属材料。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：温度检测模块，用于对所述待测液体中的预设区域进行温度检测，得到区域温度，所述预设区域包括所述待测液体中与所述待测固体进行摩擦的待测液体所在的区域；温度控制模块，用于根据预设的目标温度和所述区域温度对所述待测液体的温度进行调节，以使所述预设区域中待测液体的温度与所述目标温度之间的差值小于或等于温差阈值。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：电磁屏蔽模块，用于屏蔽外界电磁场对所述装置的干扰。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电磁屏蔽模块包括整体屏蔽部件，所述整体屏蔽部件用于屏蔽外界电磁场对所述装置本体的干扰，所述整体屏蔽部件的材料包括金属材料。7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述电磁屏蔽模块包括导线屏蔽部件，所述导线屏蔽部件用于屏蔽外界电磁场通过与所述装置连接的外部导线对所述装置的干扰。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述漏电率确定模块，还用于根据所述内外筒参数、待测固体参数确定所述法拉第筒两端的两端电通量和所述法拉第筒的总电通量，根据所述两端电通量和所述总电通量的比值确定所述法拉第筒的漏电率，确定所述漏电率和所述内外筒参数及待测固体参数的对应关系。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：固定部件，用于将内筒和外筒可拆卸地固定连接在一起。