靜電如何利用
靜電的利用;靜電除塵、靜電噴涂、靜電植絨、靜電復(fù)印、凈化空氣等
靜電除塵:可以消除煙氣中的煤塵。
靜電復(fù)印:可以迅速、方便的把圖書、資料、文件復(fù)印下來.
高壓靜電還能對(duì)白酒生產(chǎn)、酸醋和醬油的陳化有促進(jìn)作用。陳化后的白酒、酸醋和醬油的品味會(huì)更純正。部分白酒、酸醋和醬油用高壓靜電。
防靜電產(chǎn)品:
專業(yè)生產(chǎn)防靜電產(chǎn)品和電子輔助產(chǎn)品,系列有:離子風(fēng)機(jī)、離子風(fēng)槍、離子風(fēng)棒、離子風(fēng)嘴、離子風(fēng)蛇、靜電除塵機(jī)、板面除塵機(jī)等,
廣泛應(yīng)用于:精密電子產(chǎn)品生產(chǎn);電子組裝線,微電子生產(chǎn),光電;醫(yī)藥制造組裝線、印刷、包裝;細(xì)小產(chǎn)品成型,塑料薄膜的剪切,圓圈和覆膜,以及模具產(chǎn)品的脫模等。
對(duì)皮膚
長期處于開著的電視、電腦和微波爐等環(huán)境下,就常??赡苡忻鬃兇?,皮膚干燥、紅斑、皮膚瘙癢等癥狀。而天天操作電腦的辦公室白領(lǐng)臉部紅斑、色素沉著等面部疾病的發(fā)病概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于不用電腦者,這是由于電腦屏幕所產(chǎn)生的靜電吸引了大量懸浮的灰塵,使面部受到刺激引起的。對(duì)于皮膚敏感的人更是如此。
對(duì)心臟
在臨床上,當(dāng)某些人病危時(shí),可能使用一種電擊的方式挽救病人生命,因?yàn)閷?duì)心臟電擊能除顫??梢娨欢康碾娏髂芷鸬骄热说淖饔茫钦5娜瞬⒉恍枰娏?。若是人體所帶的靜電在數(shù)千伏甚至萬伏,它會(huì)嚴(yán)重干擾以至改變?nèi)梭w內(nèi)所固有的電位差,特別是影響到心臟的正常工作,有可能引起心率異常和心臟早搏。冬季有1/3的心血管疾病與靜電有關(guān),查不出病因的心臟病人、神經(jīng)衰弱的人十之八九是因?yàn)殚L期受靜電干擾所至。
對(duì)大腦
醫(yī)學(xué)專家解釋:干燥產(chǎn)生的靜電對(duì)大腦的確會(huì)有影響,它會(huì)引起神經(jīng)細(xì)胞膜電流傳導(dǎo)異常,影響人的中樞神經(jīng),使人感到疲勞、煩躁、失眠、頭痛。
人類身體帶電是一種常見的事情,從現(xiàn)代科學(xué)的角度看來,人類身體帶電也不是什么壞事情。以往,人們是望電生畏,“電”在人們的心目中是那么的可怕恐懼。尤其是看到雷鳴電閃時(shí)就嚇的心驚膽顫、抱頭鼠竄,恐怕是被雷電擊中。這也難怪,對(duì)于沒有接觸過“電”這個(gè)詞兒的人,尤其是那么的可怕。然而,人的這種恐懼心理是有一定科學(xué)道理的,強(qiáng)大的電荷一旦流通人的身體,輕者被燒傷,重者則一命嗚呼。其強(qiáng)大的正負(fù)電荷放電和瞬間的弧光閃耀以及強(qiáng)烈的閃電沖擊波,真是使人震耳欲聾。這強(qiáng)大的電荷放電,給自然界和人類帶來了多少重大的災(zāi)難,建筑物被擊毀,高大的樹木被一劈兩半。而在每年的夏季,又有多少人和動(dòng)物被閃電擊中而身亡,全世界各地區(qū)每年因帶電積雨云電荷放電,所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失卻高達(dá)數(shù)億美元。
咱們?cè)僬f說平常的“電”現(xiàn)象,在日常生活中,我們用梳子在理頭發(fā)的時(shí)候,常常會(huì)發(fā)現(xiàn)毛發(fā)在高壓靜電場(chǎng)力的作用下形成射線狀。我們?cè)诿刻煲雇砻撘路臅r(shí)候,也常常會(huì)發(fā)現(xiàn)一種閃光效應(yīng)和劈了啪啦的閃光聲響。有時(shí),我們?cè)谟|摸“貓或狗”的皮毛時(shí),你會(huì)受到微量的“電擊”。還有,你用梳子理一下你的頭發(fā),你就可以將碎紙屑吸引起來,這就是我們常說的“電”現(xiàn)象。有很多種物體在運(yùn)動(dòng)中,都可生成兩邊的端點(diǎn)帶有正負(fù)電荷的電場(chǎng)效應(yīng),當(dāng)電荷量聚集達(dá)到數(shù)萬伏的高壓時(shí),它就會(huì)向四周的其它物體產(chǎn)生電荷放電,這就是物體的摩擦起電狀態(tài)。
“閃電”就是由高電荷量的正負(fù)電場(chǎng)間絕緣物被擊穿的放電機(jī)理,當(dāng)強(qiáng)大的正負(fù)電荷粒子相互碰撞時(shí)瞬間產(chǎn)生湮滅,在正負(fù)電荷相互撞擊的一剎那就會(huì)形成光輻射和高溫氣體的膨脹效應(yīng),這種瞬間的氣體快速膨脹會(huì)與空氣產(chǎn)生共鳴而形成巨大的聲響,這就是自然界雷鳴閃電形成的過程原因。
關(guān)于靜電對(duì)人體皮膚疾病的影響一定存在什么玄機(jī),在這里我們共同剖析它的內(nèi)在機(jī)能。人體是由大化學(xué)分子式構(gòu)成的細(xì)胞組合,細(xì)胞是由空間物質(zhì)粒子組成的,物質(zhì)粒子的運(yùn)動(dòng)形成了大千世界的電場(chǎng)力能,帶有不同電荷的粒子制造了空間物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)機(jī)制。人體的電現(xiàn)象是大自然的杰作,到處都呈現(xiàn)出電場(chǎng)和磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)換作用。人體病態(tài),呈現(xiàn)的是細(xì)胞膜電位的變化,健康的人體,呈現(xiàn)了人體細(xì)胞的電位平衡。外加電場(chǎng)的刺激作用,提升了在病態(tài)下細(xì)胞分子間點(diǎn)電位的平衡,從而使人體處于在健康的狀態(tài)下運(yùn)作。
人類平時(shí)所穿的衣服,分為不同的纖維制品著裝,而自然界植物細(xì)胞和動(dòng)物的皮毛纖維組織以及化學(xué)纖維之間的帶電量是有所不同的。另外,化學(xué)纖維和動(dòng)物的毛發(fā)靜電荷量值最大,一般來講,我們?nèi)祟愃┮路牟牧侠w維種類繁多,主要以動(dòng)物的皮毛和化學(xué)纖維為主。這也是人體帶電的主要成因,不同纖維組織的物質(zhì)成分其攜帶的電荷量也有所不同,關(guān)于衣服攜帶電荷的成因主要是由物質(zhì)材料之間的摩擦運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。當(dāng)人體衣服攜帶有高電位時(shí),它就會(huì)形成人體皮膚與服裝之間數(shù)千伏的靜電電位差或者更高,在這種電場(chǎng)力的作用下,人體的皮膚細(xì)胞表層始終處于在高電壓場(chǎng)力的影響之下。然而在這種高電位場(chǎng)的力學(xué)作用中,可導(dǎo)致病態(tài)細(xì)胞的正常機(jī)能恢復(fù),這只是一種科學(xué)的推理,也是有根據(jù)的,人體的帶電現(xiàn)象已早有發(fā)現(xiàn)。隨著化纖和毛料制品的衣服著裝越來越普遍,而人體所攜帶的靜電電位也將會(huì)隨其升高。
通過調(diào)查,人體表層所攜帶的靜電電荷量越大,患皮膚病的機(jī)會(huì)就越小。在我國民間有這么一句傳言:“一電一激靈,保證你沒有病?!边@句話的含義是:“如果人體抽不冷的被電擊一下,你就會(huì)去掉很多的病態(tài)。”然而,這句話也是很有科學(xué)道理的,如人體在遭受高電位瞬間的刺激作用時(shí),可形成瞬間的精神緊張狀態(tài),使人體在瞬間形成整體的抽動(dòng)。因?yàn)槿梭w神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的信息傳遞,是由于細(xì)胞分子間電位的電子流傳導(dǎo)產(chǎn)生的,所以可提高健康與病態(tài)細(xì)胞的電位平衡作用,使病態(tài)細(xì)胞得到及時(shí)的恢復(fù)。
為什么會(huì)這樣說嗎?在民間,對(duì)于人體所遭受到的弱電擊問題,以及電擊對(duì)人體病態(tài)細(xì)胞是否可產(chǎn)生什么機(jī)理作用,恐怕還沒有人來研究之。然而,這也是一種巧合的發(fā)現(xiàn),有一位同志,他身體的局部皮膚細(xì)胞帶有一種病態(tài),也是季節(jié)性的,每到秋季、冬季和春季,局部就會(huì)發(fā)生類似于黃水瘡的皮膚病,一片片的。一旦到了夏季,這種皮膚病自然而然的也就好了,而在其它的季節(jié),他的頭部前額和后背的局部,就會(huì)出現(xiàn)成片的黃水瘡。這種狀態(tài)延續(xù)了幾十年都是這個(gè)樣子,而這些病區(qū)時(shí)不時(shí)的發(fā)癢,而且還有一層很薄的結(jié)痂,當(dāng)用手去撓時(shí),結(jié)痂層就會(huì)被撓掉,隨后就會(huì)流出粘糊糊的分泌物。按著醫(yī)學(xué)的觀點(diǎn)來說,這是一種季節(jié)性的皮膚病,因?yàn)榍?、冬、春三季氣候干燥,汗液分泌又少,衛(wèi)生狀況又不太好,所以很容易發(fā)生皮膚性疾病。
以往,這位同事很少穿貼身的化纖衣物,由于服裝行業(yè)新品種的不斷研發(fā),一種適合冬季穿的保暖內(nèi)衣出產(chǎn)了。這種內(nèi)衣是夏季男人平時(shí)所穿的白色單層襯衫,之后,廠家又在這種內(nèi)衣的基礎(chǔ)上,又添加了一層由化纖材料制作的毛茸茸襯里。由于現(xiàn)代服裝,大部分都是化纖衣料,很容易在服裝之間產(chǎn)生摩擦生電現(xiàn)象,每當(dāng)你脫去衣服睡覺時(shí),都會(huì)感覺到有一種高壓靜電場(chǎng)對(duì)皮膚的刺激作用。此時(shí),身上被電的麻麻的,還會(huì)在衣服和人體間產(chǎn)生火花放電現(xiàn)象。平時(shí),他也沒在意,偶然間,他發(fā)現(xiàn)了以往身上的皮膚病沒有了,他一時(shí)的感覺到奇怪。后來才發(fā)現(xiàn)他是由于穿了這種帶有絨毛襯里的內(nèi)衣起了作用。
這一發(fā)現(xiàn),非同小可,靜電本身不是什么好事,但對(duì)于人體的皮膚病來說還是有一定醫(yī)療作用的。平常,人體所穿的衣服被帶電,是一件很糟糕的事情,人們會(huì)在水中添加靜電消除液,來去除衣服上面的靜電反應(yīng)。但是,如果人體沒有不正常的皮膚病,你就將衣物上面的靜電去除,以防止靜電給人體造成的諸多不便。如果你的皮膚不太好,還是建議你暫時(shí)的不要去除衣物上面的靜電,或者增添些用毛料和化纖等材料制成的容易產(chǎn)生靜電的衣服。
在自然界中,人體很難處于在高壓靜電場(chǎng)中,而發(fā)電廠所輸送的是高壓交流電,不會(huì)形成靜電場(chǎng)力。高壓交流電也會(huì)產(chǎn)生電荷的放電現(xiàn)象,但與高壓靜電荷的放電來比較,還是存在著不同的形態(tài)。高壓交流電的放點(diǎn)電弧是連續(xù)不間斷線狀的絕緣物擊穿狀態(tài),而靜電荷放電是瞬間的絕緣物擊穿,電弧線間斷不連續(xù),并伴隨著巨大的空氣共振聲波傳送,這也就是我們平常所聽到的雷聲。
為什么交流高壓放電會(huì)存在連續(xù)的電弧絕緣物擊穿狀態(tài)呢?因?yàn)樵诮涣鞲唠娢粓?chǎng)下,空間介質(zhì)會(huì)形成對(duì)電荷的交變轉(zhuǎn)換形式,也稱其為電容量,所以電容對(duì)于交流電來說,是電的傳導(dǎo)器件。交流電場(chǎng)兩個(gè)端點(diǎn)的電壓極性會(huì)隨時(shí)間在做不斷的變換,當(dāng)空間絕緣物的耐壓值達(dá)到其擊穿電壓時(shí),空間絕緣物質(zhì)就會(huì)被電荷擊穿導(dǎo)通并在交流高壓電場(chǎng)下形成的絕緣物擊穿時(shí)連續(xù)的電弧導(dǎo)電狀態(tài),此時(shí)在電路中,會(huì)形成強(qiáng)大連續(xù)的短路電流。而高壓靜電場(chǎng)放電,則是瞬間間斷性的大電荷量積累對(duì)介質(zhì)的擊穿放電,也就是人們所聽到的“啪啪”放電聲音。雷電,就是這種強(qiáng)電荷高電場(chǎng)的放電成因,也就是電荷的積累過程釋放在積累在釋放。氯綸棉毛衫褲帶的靜電據(jù)說對(duì)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎有一定療效。但合成纖維因靜電作用吸附的大量灰塵被吸入呼吸道后, 可能會(huì)使支氣管哮喘病人夜間突發(fā)哮喘。有些發(fā)生期前收縮早搏的人, 并未發(fā)現(xiàn)患有心臟病, 也無吸煙、嗜酒或服藥等引起心律失常的原因, 但發(fā)現(xiàn)他們中很多病人是習(xí)慣穿化纖類衣服。這些人由于對(duì)化纖變態(tài)反應(yīng), 體內(nèi)釋出組胺類物質(zhì), 而引起心律失常。
如果那一天,我們?nèi)祟愔圃斐隽艘粋€(gè)能夠適合不同人群的空間高壓靜電場(chǎng)區(qū),讓人們盡情的享受到高壓靜電場(chǎng)給人們帶來的生命延續(xù)和疾病的治療。到那時(shí),靜電就會(huì)造福于人類,人們不再懼怕高壓靜電場(chǎng)所產(chǎn)生的弧光閃耀。
靜電現(xiàn)象
在公元前六世紀(jì),人類就發(fā)現(xiàn)琥珀摩擦后,能夠吸引輕小物體的“靜電現(xiàn)象”。這是自由電荷在物體之間轉(zhuǎn)移后,所呈現(xiàn)的電性。此外絲綢或毛料摩擦?xí)r,產(chǎn)生的小火花,是電荷中和的效果。“雷電”則是大自然中,因?yàn)樵茖永鄯e的正負(fù)電荷劇烈中和,所產(chǎn)生的電光、雷聲、熱量。
靜電現(xiàn)象包括許多大自然例子,像塑膠袋與手之間的吸引、似乎是自發(fā)性的谷倉爆炸、在制造過程中電子元件的損毀、影印機(jī)的運(yùn)作原理等等。當(dāng)一個(gè)物體的表面接觸到其它表面時(shí),電荷集結(jié)于這物體表面成為靜電。雖然電荷交換是因?yàn)閮蓚€(gè)表面的接觸和分開而產(chǎn)生的,只有當(dāng)其中一個(gè)表面的電阻很高時(shí),電流變的很小,電荷交換的效應(yīng)才會(huì)被注意到。因?yàn)椋姾蓵?huì)被入陷于那表面,在那里度過很長一段時(shí)間,足夠讓這效應(yīng)被觀察到的一段時(shí)間。
靜電現(xiàn)象是由點(diǎn)電荷彼此相互作用的靜電力產(chǎn)生的。庫倫定律專門描述靜電力的物理性質(zhì)。在氫原子內(nèi),電子與質(zhì)子彼此相互作用的靜電力超大于萬有引力,靜電力的數(shù)量級(jí)大約是萬有引力的數(shù)量級(jí)的40 倍。
靜電的產(chǎn)生在工業(yè)生產(chǎn)中是不可避免的,其造成的危害主要可歸結(jié)為以下兩種機(jī)理:
其一:靜電放電(ESD)造成的危害:
(1)引起電子設(shè)備的故障或誤動(dòng)作,造成電磁干擾。
(2) 擊穿集成電路和精密的電子元件,或者促使元件老化,降低生產(chǎn)成品率。
(3)高壓靜電放電造成電擊,危及人身安全。
(4) 在多易燃易爆品或粉塵、油霧的生產(chǎn)場(chǎng)所極易引起爆炸和火災(zāi)。
其二,靜電引力(ESA)造成的危害:
(1) 電子工業(yè):吸附灰塵,造成集成電路和半導(dǎo)體元件的污染,大大降低成品率。
(2)膠片和塑料工業(yè):使膠片或薄膜收卷不齊;膠片、CD塑盤沾染灰塵,影響品質(zhì)。
(3) 造紙印刷工業(yè):紙張收卷不齊,套印不準(zhǔn),吸污嚴(yán)重,甚至紙張黏結(jié),影響生產(chǎn)。
(4)紡織工業(yè):造成根絲飄動(dòng)、纏花斷頭、紗線糾結(jié)等危害。
靜電的危害有目共睹,現(xiàn)在越來越多的廠家已經(jīng)開始實(shí)施各種程度的防靜電措施和工程。但是,要認(rèn)識(shí)到,完善有效的防靜電工程要依照不同企業(yè)和不同作業(yè)對(duì)象的實(shí)際情況,制定相應(yīng)的對(duì)策。防靜電措施應(yīng)是系統(tǒng)的、全面的,否則,可能會(huì)事倍功半,甚至造成破壞性的反作用。
危害
靜電的危害很多,它的第一種危害來源于帶電體的互相作用。在飛機(jī)機(jī)體與空氣、水氣、灰塵等微粒摩擦?xí)r會(huì)使飛機(jī)帶電,如果不采取措施,將會(huì)嚴(yán)重干擾飛機(jī)無線電設(shè)備的正常工作,使飛機(jī)變成聾子和瞎子;在印刷廠里,紙頁之間的靜電會(huì)使紙頁粘合在一起,難以分開,給印刷帶來麻煩;在制藥廠里。由于靜電吸引塵埃,會(huì)使藥品達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的純度;在放電視時(shí)熒屏表面的靜電容易吸附灰塵和油污,形成一層塵埃的薄膜,使圖像的清晰程度和亮度降低;就在混紡衣服上常見而又不易拍掉的灰塵,也是靜電搗的鬼。靜電的第二大危害,是有可能因靜電火花點(diǎn)燃某些易燃物體而發(fā)生爆炸。漆黑的夜晚,人們脫尼龍、毛料衣服時(shí),會(huì)發(fā)出火花和“叭叭”的響聲,這對(duì)人體基本無害。但在手術(shù)臺(tái)上,電火花會(huì)引起麻醉劑的爆炸,傷害醫(yī)生和病人;在煤礦,則會(huì)引起瓦斯爆炸,會(huì)導(dǎo)致工人死傷,礦井報(bào)廢??傊?,靜電危害起因于用電力和靜電火花,靜電危害中最嚴(yán)重的靜電放電引起可燃物的起火和爆炸。人們常說,防患于未然,防止產(chǎn)生靜電的措施一般都是降低流速和流量,改造起電強(qiáng)烈的工藝環(huán)節(jié),采用起電較少的設(shè)備材料等。最簡單又最可靠的辦法是用導(dǎo)線把設(shè)備接地,這樣可以把電荷引人大地,避免靜電積累。細(xì)心的乘客大概會(huì)發(fā)現(xiàn);在飛機(jī)的兩側(cè)翼尖及飛機(jī)的尾部都裝有放電刷,飛機(jī)著陸時(shí),為了防止乘客下飛時(shí)被電擊,飛機(jī)起落架上大都使用特制的接地輪胎或接地線;以泄放掉飛機(jī)在空中所產(chǎn)生的靜電荷。我們還經(jīng)??吹接凸捃嚨奈膊客弦粭l鐵鏈,這就是車的接地線。適當(dāng)增加工作環(huán)境的濕度,讓電荷隨時(shí)放出,也可以有效地消除靜電。潮濕的天氣里不容易做好靜電試驗(yàn),就是這個(gè)道理。科研人員研究的抗靜電劑,則能很好地消除絕緣體內(nèi)部的靜電。然而,任何事物都有兩面性。對(duì)于靜電這一隱蔽的搗蛋鬼。只要摸透了它的脾氣,揚(yáng)長避短,也能讓它為人類服務(wù)。比如,靜電印花、靜電噴涂、靜電植絨、靜電除塵和港電分選技術(shù)等,已在工業(yè)生產(chǎn)和生活中得到廣泛應(yīng)用。靜電也開始在淡化海水,噴灑農(nóng)藥、人工降雨、低溫冷凍等許多方面大顯身手,甚至在字宙飛船上也安裝有靜電加料器等靜電裝置。
靜電的累積不可避免。靜電嚴(yán)重時(shí)會(huì)灼傷人的皮膚,各種電器電磁波和有害射線超量時(shí)會(huì)干擾人的內(nèi)分泌系統(tǒng)。隨著人民生話水平的提高,以及環(huán)保防護(hù)意識(shí)的增強(qiáng),防靜電金屬布的應(yīng)用范圍也日益擴(kuò)大,防靜電金屬布的服裝如職業(yè)裝、工裝、防護(hù)服日見普及,防靜電金屬布也因此異軍突起,成為面料市場(chǎng)上的明星產(chǎn)品。最新市場(chǎng)動(dòng)態(tài)顯示,目前,許多發(fā)達(dá)國家的防靜電布已經(jīng)用于家紡用品領(lǐng)域,例如床上蓋的、鋪的、墊的都用上了防靜電金屬布。需求量十分龐大,定單不斷。但是,生產(chǎn)廠家要有三個(gè)條件。第一,產(chǎn)品要達(dá)到進(jìn)口商的指標(biāo)要求。第二,后處理要過關(guān)。第三,要在寬幅織機(jī)上織造。目前,日本、歐洲的定單居多。國內(nèi)北方市場(chǎng)也有了一定銷量。毫無疑問,防靜電金屬布的市場(chǎng)前景十分廣闊。
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1、為了防止靜電的發(fā)生,室內(nèi)要保持一定的濕度,室內(nèi)要勤拖地、勤灑些水,或用加濕器加濕。發(fā)現(xiàn)頭發(fā)無法梳理時(shí),將梳子浸入水中片刻,等靜電消除之后,便可以將頭發(fā)梳理服帖了。 2、為避免靜打,可用小金屬器...
防止靜電
人體活動(dòng)時(shí),皮膚與衣服之間以及衣服與衣服之間互相摩擦,便會(huì)產(chǎn)生靜電。隨著家用電器增多以及冬天人們多穿化纖衣服,家用電器所產(chǎn)生的靜電荷會(huì)被人體吸收并積存起來,加之居室內(nèi)墻壁和地板多屬絕緣體,空氣干燥,因此更容易受到靜電干擾。由于老年人的皮膚相對(duì)比年輕人干燥以及老年人心血管系統(tǒng)的老化、抗干擾能力減弱等因素,因此老年人更容易受靜電的影響。心血管系統(tǒng)本來就有各種病變的老年人,靜電更會(huì)使病情加重或誘發(fā)室性早搏等心律失常。過高的靜電還常常使人焦躁不安、頭痛、胸悶、呼吸困難、咳嗽。為了防止靜電的發(fā)生,室內(nèi)要保持一定的濕度,室內(nèi)要勤拖地、勤灑些水,或用加濕器加濕;要勤洗澡、勤換衣服,以消除人體表面積聚的靜電荷。發(fā)現(xiàn)頭發(fā)無法梳理時(shí),將梳子浸入水中片刻,等靜電消除之后,便可以將頭發(fā)梳理服帖了。脫衣服之后,用手輕輕摸一下墻壁,摸門把手或水龍頭之前也要用手摸一下墻,將體內(nèi)靜電“放”出去,這樣靜電就不會(huì)傷你了。對(duì)于老年人,應(yīng)選擇柔軟、光滑的棉紡織或絲織內(nèi)衣、內(nèi)褲,盡量不穿化纖類衣物,以使靜電的危害減少到最低限度。
1.出門前去洗個(gè)手,或者先把手放墻上抹一下去除靜電,還有盡量不穿化纖的衣服。
2.為避免靜電擊打,可用小金屬器件(如鑰匙)、棉抹布等先碰觸大門、門把、水龍頭、椅背、床欄等消除靜電,再用手觸及。
3.穿戴天然纖維織成的衣物(如:棉、絲、麻等)。
4.準(zhǔn)備下車的時(shí)候,用右手握住檔,然后用手指碰著下面鐵的部位,然后開車門,把左手放在車門有鐵的位置,但是左手別松,然后把右手放掉,下車,這時(shí)候你再用右手抓著門就不會(huì)被電到了接下去,用力一關(guān),搞定。
5.對(duì)付靜電,我們可以采取“防”和“放”兩手?!胺馈?,人們應(yīng)該盡量選用純棉制品作為衣物和家居飾物的面料,盡量避免使用化纖地毯和以塑料為表面材料的家具,以防止摩擦起電。盡可能遠(yuǎn)離諸如電視機(jī)、電冰箱之類的電器,以防止感應(yīng)起電?!胺拧?,就是要增加濕度,使局部的靜電容易釋放。當(dāng)你關(guān)上電視,離開電腦以后,應(yīng)該馬上洗手洗臉,讓皮膚表面上的靜電荷在水中釋放掉。在冬天,要盡量選用高保濕的化妝品。常用加濕器。有人喜歡在室內(nèi)飼養(yǎng)觀賞魚和水仙花也是調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的一種好方法。另外,推薦一個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)用的加濕方法:在暖氣下放置一盆水,用一條舊毛巾(或吸水好的布),一頭放在水里,一頭搭在暖氣上,這樣一晝夜可以向屋里蒸發(fā)大約三升水。如果每個(gè)暖氣都這樣做,整個(gè)房間就會(huì)感到濕潤宜人。您不妨試試。
6.勤洗澡、勤換衣服,能有效消除人體表面積聚的靜電。下面是兩個(gè)小竅門,有助于防止這種電擊。
(1)在房屋內(nèi),地毯與鞋底摩擦后可能產(chǎn)生靜電,在屋外也可能由于刮風(fēng)導(dǎo)致身上帶電。這時(shí)進(jìn)出要碰鐵門時(shí)小心,手可能挨電打。反復(fù)遇到這樣的情況后,可采取如下辦法避免電擊:在碰鐵門時(shí),不要直接用手直接接觸鐵門,而是用手先大面積抓緊一串你口袋里的鑰匙(通常這并不會(huì)遭電擊),然后,用一個(gè)鑰匙的尖端去接觸鐵門,這樣,身上的電就會(huì)被放掉,而且不會(huì)遭電擊。原理:手上放電的疼痛是由于高壓放電,由于放電時(shí)手與鐵門突然接觸時(shí)是極小面積的接觸,因而產(chǎn)生瞬間高壓。如果拿出來口袋里的鑰匙,先大面積握住鑰匙(一串鑰匙本身不能傳走多少電荷因而這時(shí)也不會(huì)有電擊),再用一把鑰匙的尖端去接觸大的導(dǎo)體,這時(shí),放電的接觸點(diǎn)就不是手皮膚上的某個(gè)點(diǎn),而是鑰匙尖端,因此手不會(huì)感到疼痛(也許鑰匙會(huì)!-如果它有疼感的話)。2
(2)下出租車時(shí)也常發(fā)生電擊現(xiàn)象。主要由于下車時(shí)身體與座位摩擦產(chǎn)生靜電積累,而下車后關(guān)門時(shí),手突然碰鐵門就會(huì)遭電擊。這種情況常發(fā)生時(shí),最好注意:下車時(shí),即在身體與座位摩擦?xí)r,就提前手扶金屬的車門框,可以在摩擦產(chǎn)生靜電時(shí),隨時(shí)把身上的靜電排掉,而不至于下車后突然手碰鐵門時(shí)放電。
靜電產(chǎn)生原因
任何物質(zhì)都是由原子組合而成,而原子的基本結(jié)構(gòu)為質(zhì)子、中子及電子??茖W(xué)家們將質(zhì)子定義為正電,中子不帶電,電子帶負(fù)電。在正常狀況下,一個(gè)原子的質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)量相同,正負(fù)電平衡,所以對(duì)外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。但是由于外界作用如摩擦或以各種能量如動(dòng)能、位能、熱能、化學(xué)能等的形式作用會(huì)使原子的正負(fù)電不平衡。在日常生活中所說的摩擦實(shí)質(zhì)上就是一種不斷接觸與分離的過程。有些情況下不摩擦也能產(chǎn)生靜電,如感應(yīng)靜電起電,熱電和壓電起電、亥姆霍茲層、噴射起電等。任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體接觸后再分離,即可產(chǎn)生靜電,而產(chǎn)生靜電的普遍方法,就是摩擦生電。材料的絕緣性越好,越容易產(chǎn)生靜電。因?yàn)榭諝庖彩怯稍咏M合而成,所以可以這么說,在人們生活的任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都有可能產(chǎn)生靜電。要完全消除靜電幾乎不可能,但可以采取一些措施控制靜電使其不產(chǎn)生危害。
通過摩擦引起電荷的重新分布而形成的,也有由于電荷的相互吸引引起電荷的重新分布形成,具體說就是因?yàn)槲镔|(zhì)都由原子組成,原子中有帶負(fù)電的電子和帶正電荷的原子核。一般情況下原子核的正電荷與電子的負(fù)電賀相等,正負(fù)平衡,所以不顯電性。 但是如果電子受外力而脫離軌道,造成不平衡電子分布,比如實(shí)質(zhì)上摩擦起電就是一種造成正負(fù)電荷不平衡的過程。當(dāng)兩個(gè)不同的物體相互接觸并且相互摩擦?xí)r,一個(gè)物體的電子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,就因?yàn)槿鄙匐娮佣鴰д?,而另一個(gè)物體得到一些剩余電子的物體而帶負(fù)電,物體帶上了靜電。
靜電?概念
靜電并不是靜止的電,是宏觀上暫時(shí)停留在某處的電。人在地毯或沙發(fā)上立起時(shí),人體電壓也可高1萬多伏,而橡膠和塑料薄膜行業(yè)的靜電更是可高達(dá)10多萬伏。
物質(zhì)都是由分子構(gòu)成,分子是由原子構(gòu)成,原子由帶正電荷的原子核和帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成。在正常狀況下,一個(gè)原子的正負(fù)電荷數(shù)量相同,正負(fù)平衡,所以對(duì)外表現(xiàn)出不帶電的現(xiàn)象。但是電子受原子核吸引,環(huán)繞于原子核周圍做高速運(yùn)動(dòng),一經(jīng)外力即脫離軌道,離開原來的原子A而侵入其他的原子B,A原子因減少電子數(shù)而帶有正電現(xiàn)象,稱為陽離子;B原子因增加電子數(shù)而呈帶負(fù)電現(xiàn)象,稱為陰離子。造成不平衡電子分布的原因即是電子受外力而脫離軌道,這個(gè)外力包含各種能量(如動(dòng)能、位能、熱能、化學(xué)能等)在日常生活中,任何兩個(gè)不同材質(zhì)的物體接觸后再分離,即可產(chǎn)生靜電。當(dāng)兩個(gè)不同的物體相互接觸時(shí)就會(huì)使得一個(gè)物體失去一些電荷如電子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體使其帶正電,而另一個(gè)物體得到一些剩余電子的物體而帶負(fù)電。 若在分離的過程中電荷難以中和,電荷就會(huì)積累使物體帶上靜電。所以物體與其它物體接觸后分離就會(huì)帶上靜電。通常在從一個(gè)物體上剝離一張塑料薄膜時(shí)就是一種典型的“接觸分離”起電,在日常生活中脫衣服產(chǎn)生的靜電也是“接觸分離”起電。固體、液體甚至氣體都會(huì)因接觸分離而帶上靜電。這是因?yàn)闅怏w也是由分子、原子組成,當(dāng)空氣流動(dòng)時(shí)分子、原子也會(huì)發(fā)生“接觸分離”而起電。我們都知道摩擦起電而很少聽說接觸起電。實(shí)質(zhì)上摩擦起電是一種接觸又分離的造成正負(fù)電荷不平衡的過程。摩擦是一個(gè)不斷接觸與分離的過程。因此摩擦起電實(shí)質(zhì)上是接觸分離起電。在日常生活,各類物體都可能由于移動(dòng)或摩擦而產(chǎn)生靜電。另一種常見的起電是感應(yīng)起電。當(dāng)帶電物體接近不帶電物體時(shí)會(huì)在不帶電的導(dǎo)體的兩端分別感應(yīng)出負(fù)電和正電。
在施工質(zhì)量中,有的施工隊(duì)根本不懂得防靜電知識(shí),接地線亂接甚至有的不接地等等。以上問題若不及時(shí)整頓,使防靜電流于形式,這就使現(xiàn)代微電子的應(yīng)用造成非常大的損失,起著阻礙作用。因此防靜電行業(yè)協(xié)會(huì)和有關(guān)政府部門在近期將采取一系列措施,使防靜電行業(yè)能夠健康發(fā)展。首先是通過媒體宣傳,使本行業(yè)及用戶的管理者,充分認(rèn)識(shí)防靜電的重要性和靜電產(chǎn)生的原因,使用戶由被動(dòng)到主動(dòng)采用防靜電技術(shù)。其次,對(duì)接觸微電子技術(shù)的人員及廣大從事防靜電業(yè)務(wù)人員真正認(rèn)識(shí)防靜電的意義。第三,通過ISO9000的質(zhì)量控制系統(tǒng)加強(qiáng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督執(zhí)行,推行質(zhì)量認(rèn)證制度,不具備合格的產(chǎn)品認(rèn)證書不準(zhǔn)在市場(chǎng)上銷售,對(duì)一些不規(guī)范的企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品要進(jìn)行取諦。第四,要加強(qiáng)對(duì)防靜電環(huán)境的測(cè)量,使其規(guī)范化、制度化。干燥的氣候,化纖、塑料的廣泛應(yīng)用。
靜電感應(yīng)是一種導(dǎo)體因受外電場(chǎng)的影響而在表面不同的部分出現(xiàn)正負(fù)電荷的現(xiàn)象。一般在其附近帶電體的電場(chǎng)作用下,導(dǎo)體中的自由電子進(jìn)行重新分布,直至導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)的強(qiáng)度減小到零為止。結(jié)果靠近帶電體的一端出現(xiàn)與它異號(hào)的電荷,另一端出現(xiàn)與它同號(hào)的電荷。當(dāng)發(fā)生靜電感應(yīng)時(shí),由靜電感應(yīng)所得的感應(yīng)電荷,必為同時(shí)產(chǎn)生,且正、負(fù)電量相等。當(dāng)帶電體被移開時(shí),導(dǎo)體上的電荷將恢復(fù)原來不帶電的狀態(tài)。
靜電工程學(xué)系指從十九世紀(jì)初到現(xiàn)在形成的以靜電學(xué)為基礎(chǔ)而研究靜電危害及其防護(hù)和靜電應(yīng)用技術(shù)的專門科學(xué)。其主要研究內(nèi)容有靜電應(yīng)用技術(shù)如靜電除塵、靜電復(fù)印、靜電生物效應(yīng)等以及靜電防護(hù)技術(shù)如電子工業(yè)、石油工業(yè)、兵器工業(yè)、紡織工業(yè)、橡膠工業(yè)以及航天與軍事領(lǐng)域等防靜電危害問題。
。國際電工委員會(huì)的IEC 61000-4-2
Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4: Testing and measurement
techniques - Section 2: Electrostatic discharge immunity test. Basic
EMC Publication
(電磁兼容性(EMC)- 第4部分:試驗(yàn)和
測(cè)量
技術(shù)- 第2節(jié):靜電放電抗擾度試驗(yàn)。
基本
EMC出版物)
.我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17626.2《電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)試技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)》
IEC 61000-4-2和GB/T 17626.2規(guī)定要求的最高試驗(yàn)電壓是接觸放電8kV,空氣放電15kV(
不包括開放等級(jí)的特殊電壓
靜電放電及過載
設(shè)備漏電,尤其是不會(huì)對(duì)人造成觸電傷害的微小漏電并不屬于靜電。雖然大多數(shù)情況下人們幾乎感覺不到,但由于其普遍性(任何電器設(shè)備多少總有些漏電)和高內(nèi)阻的特點(diǎn),產(chǎn)生最高近似于電源電壓(100~400V),時(shí)間很短的尖峰電脈沖,仍足以對(duì)靜電敏感器件造成電氣過載(EOS)損害,所以也是靜電防護(hù)體系中極為重要的一個(gè)方面。 靜電放電(ESD)及電氣過載(EOS)對(duì)電子元器件造成損害的主要機(jī)理有:熱二次擊穿;金屬鍍層熔融;介質(zhì)擊穿;氣弧放電;表面擊穿;體擊穿等。
到目前為止,人類能夠區(qū)分的電能大概分為三類;交流電、直流電和靜電。
靜電,在當(dāng)前技術(shù)條件下還無法得到有效的控制,沒有合適的材料將它隔離并傳輸,很難區(qū)分它的正負(fù)極所在位置,電壓電流的大小無法改變等,采取的手段大多是安裝屏蔽罩、或接地線將其釋放,達(dá)到對(duì)其它設(shè)備進(jìn)行防護(hù)的目的。
靜電可以在絕緣材料中活動(dòng)和儲(chǔ)存能量,在物理學(xué)的理論中沒有合理地解釋這種自然現(xiàn)象。
? ESD/EOS的特殊性:一是靜電的產(chǎn)生和積累要一定的條件和過程,所以未加保護(hù)也不見得件件產(chǎn)品都會(huì)受到ESD/EOS傷害,有一定的偶然性;二是由于多數(shù)情況下ESD/EOS能量都較小,所以受到ESD/EOS傷害的也并不表現(xiàn)為立即報(bào)廢,有些僅表現(xiàn)為漏電增加,工作不穩(wěn)定,甚至在出廠測(cè)試中一時(shí)表現(xiàn)不明顯,以后發(fā)現(xiàn)問題易歸咎為材料不良或設(shè)計(jì)不良而不自省,因此常使人們認(rèn)識(shí)不到ESD/EOS的危害,抱有僥幸心理。
靜電學(xué)主要研究靜電應(yīng)用技術(shù),如靜電除塵、靜電復(fù)印、靜電生物效應(yīng)等。更主要的是靜電防護(hù)技術(shù),如電子工業(yè)、石油工業(yè)、兵器工業(yè)、紡織工業(yè)、橡膠工業(yè)以及興航與軍事領(lǐng)域的靜電危害,尋求減少靜電造成的損失近年來隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展、微電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用及電磁環(huán)境越來越復(fù)雜,靜電放電的電磁場(chǎng)效應(yīng)如電磁干擾(EMI)及電磁兼容性(EMC)問題,已經(jīng)成為一個(gè)迫切需要解決的問題。一方面,一些電阻率很高的高分子材料如塑料,橡膠等的制品的廣泛應(yīng)用以及現(xiàn)代生產(chǎn)過程的高速化, 使得靜電能積累到很高的程度,另一方面,靜電敏感材料的生產(chǎn)和使用, 如輕質(zhì)油品, 火藥, 固態(tài)電子器件等, 工礦企業(yè)部門受靜電的危害也越來越突出,靜電危害造成了相當(dāng)嚴(yán)重的后果和損失。它可以在不經(jīng)意間將昂貴的電子器件擊穿,造成電子工業(yè)年損失達(dá)上百億美元。在興航工業(yè),靜電放電造成火箭和衛(wèi)星發(fā)射失敗,干擾興航飛行器的運(yùn)行。1967年7月29日,美國Forrestal航空母艦上發(fā)生嚴(yán)重事故,一架A4飛機(jī)上的導(dǎo)彈突然點(diǎn)火,造成了7200萬美元的損失,并損傷了134人,調(diào)查結(jié)果是導(dǎo)彈屏蔽接頭不合格,靜電引起了點(diǎn)火。1969年底在不到一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)荷蘭、挪威、英國三艘20萬噸超級(jí)油輪洗艙時(shí)產(chǎn)生的靜電引起相繼發(fā)生爆炸。
我國近年來在石化企業(yè)曾發(fā)生30多起因靜電造成了嚴(yán)重火災(zāi)爆炸事故。許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家都建立了靜電研究機(jī)構(gòu),我國從60年代末開始開展了一些靜電研究工作,80年代開始以來, 我國的靜電研究發(fā)展極為迅速。1981年成立了中國物理學(xué)會(huì)靜電專業(yè)委員會(huì)并召開了第一次全國靜電學(xué)術(shù)會(huì)議,全國性的和各地方的靜電學(xué)術(shù)會(huì)議不斷召開,靜電研究和應(yīng)用的范圍也越來越廣,科研隊(duì)伍不斷壯大。 ? ?
1.使用防靜電材料
金屬足導(dǎo)體,因?qū)w的漏放電流大,會(huì)損壞器件。另外由于絕緣材料容易產(chǎn)生摩擦起電,因此不能采用金屬和絕緣材料作防靜電材料。而是采用表面電阻1×105Ω.cm以下的所謂靜電導(dǎo)體,以及表面電阻1×105×108Ω.cm的靜電亞導(dǎo)體作為防靜電材料。
2.泄漏與接地
對(duì)可能產(chǎn)生或已經(jīng)產(chǎn)生靜電的部位進(jìn)行接地,提供靜電釋放通道。采用埋大地線的方法建立“獨(dú)立”地線。使地線與大地之間的電阻<10Q。
3.導(dǎo)體帶靜電的消除
導(dǎo)體上的靜電可以用接地的方法使靜電泄漏到大地。放電體上的電壓與釋放時(shí)間可用下式表示UT=U0L1/RC式中UT——T時(shí)刻的電壓(V)U0——起始電壓(V)R——等效電阻(Ω)C——導(dǎo)體等效電容(pf)一般要求在1s內(nèi)將靜電泄漏。即1s內(nèi)將電壓降至100V以下的安全區(qū)。這樣可以防止泄漏速度過快、泄漏電流過大對(duì)SSD造成損壞。若U0=500V,C=200pf,想在1s內(nèi)使UT達(dá)到100V則要求R=1.28×109Ω。因此靜電防護(hù)系統(tǒng)中通常用1MΩ的限流電阻,將泄放電流限制在5mA以下。這是為操作安全設(shè)計(jì)的。如果操作人員在靜電防護(hù)系統(tǒng)中,不小心觸及到220V工業(yè)電壓,也不會(huì)帶來危險(xiǎn)。
4.非導(dǎo)體帶靜電的消除
對(duì)于絕緣體上的靜電,由于電荷不能在絕緣體上流動(dòng),因此不能用接地的方法消除靜電??刹捎靡韵麓胧?/p>
(a)使用離子風(fēng)機(jī)——離子風(fēng)機(jī)產(chǎn)生正、負(fù)離子,可以中和靜電源的靜電??稍O(shè)置在空間和貼裝機(jī)貼片頭附近。
(b)使用靜電消除劑——靜電消除劑屬于表面活性劑??捎渺o電消除劑擦洗儀器和物體表面,能迅速消除物體表面的靜電。
(c)控制環(huán)境濕度——增加濕度可提高非導(dǎo)體材料的表面電導(dǎo)率,使物體表面不易積聚靜電。例如北方干燥環(huán)境可采取加濕通風(fēng)的措施。
(d)采用靜電屏蔽——對(duì)易產(chǎn)生靜電的設(shè)備可采用屏蔽罩(籠),并將屏蔽罩(籠)有效接地。
5.工藝控制法
為了在電子產(chǎn)品制造中盡量少的產(chǎn)生靜電,控制靜電荷積聚,對(duì)已經(jīng)存在的靜電積聚迅速消除掉,即時(shí)釋放,應(yīng)從廠房設(shè)計(jì)、設(shè)備安裝、操作、管理制度等方面采取有效措施。
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要明白防靜電地板如何防靜電,要從靜電的產(chǎn)生過程說起: 靜電的本質(zhì)就是物體表面存在剩余電荷, 使物體表現(xiàn)出帶電的狀態(tài), 當(dāng)這些電荷 累積到一定的數(shù)量, 或者物體與其他導(dǎo)體接近或者接觸時(shí), 剩余電荷通過導(dǎo)體發(fā) 生迅速泄放,這就是靜電放電。 防靜電地板在制作成型過程中加入了導(dǎo)電材料, 比如常見的有滲碳的, 這樣地板 就成了介于導(dǎo)體和絕緣體之間的半導(dǎo)體材料,也有的說法叫靜電泄放材料或 ESD 材料,根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,其表面電阻應(yīng)該在 10 的 5次方歐姆到 10的 12 次方歐姆之間。防靜電地板底部通過銅箔鋪成網(wǎng)格狀來達(dá)到互相連接的目的, 最后銅箔再通過導(dǎo)線和電極接入大地。 這樣防靜電地板接地后, 一旦表面由于摩 擦或其他原因產(chǎn)生了靜電電荷, 這些電荷可以隨時(shí)通過防靜電地板和地線導(dǎo)入大 地,從而避免了靜電電荷的累積, 也就避免了靜電放電的發(fā)生, 從而達(dá)到了防靜 電的效果。
靜電就是一種處于靜止?fàn)顟B(tài)的電荷。當(dāng)同一種電荷(正電荷或負(fù)電荷)聚集在物體表面就會(huì)形成靜電。
靜電危害 可能引起爆炸和火災(zāi)。 靜電的能量雖然不大,但因其電壓很高且易放電,出現(xiàn)靜電火花;例如:倉庫中存放的易燃易爆液體,它們揮發(fā)出的蒸氣與空氣混合達(dá)一定比例即爆炸極限時(shí),一旦遇靜電放電火花,可能會(huì)引發(fā)火災(zāi)和爆炸; 可能產(chǎn)生電擊。靜電產(chǎn)生的電擊雖然不會(huì)致人死亡,但是往往會(huì)導(dǎo)致二次事故; 可能影響生產(chǎn)。在生產(chǎn)中,靜電有可能會(huì)影響儀器設(shè)備的正常運(yùn)行或降低產(chǎn)品的質(zhì)量。此外,靜電還會(huì)引起電子自動(dòng)元件的誤操作。那讓我們來看看工作中的保羅,因?yàn)殪o電都受到了什么樣的傷害。
保羅被派去處理燃?xì)庑孤?。在他走向燃?xì)夤艿赖穆飞希眢w與衣物相互摩擦 積累了一定量的電荷。當(dāng)他接觸燃?xì)夤艿罆r(shí),有一定概率產(chǎn)生火花 引發(fā)事故。
消除靜電措施 設(shè)備接地 裝備相對(duì)應(yīng)的個(gè)人防護(hù)用品 PPE 用靜電消除器 靜電屏蔽 控制環(huán)境濕度讓我們回到視頻,看一下裝備了防靜電服和防靜電鞋的保羅,是怎樣避免傷害的。
保羅正往生產(chǎn)單位走,但這次他穿了抗靜電的工作服和鞋子。他路經(jīng)一個(gè)帶有電荷的包,電荷因電磁感應(yīng)吸附在他的衣服上,這些電荷即刻會(huì)接地,不會(huì)停留在保羅身上。
對(duì)物體靜電位(也就是物體的對(duì)地電壓)的測(cè)量是最基本和最常用的測(cè)量。這首先是因?yàn)殪o電位的高低反映了物體的帶電程度.是衡量靜電危害的重要方面。許多生產(chǎn)工藝都規(guī)定了不致引起靜電危害的靜電電位的臨界值,也就是說,利用靜電位可直接判斷其靜電安全性。有些情況下,靜電位雖不足以作為判斷靜電危害的標(biāo)準(zhǔn),但作為相對(duì)比較仍是有效的。其次,靜電位的測(cè)量不論是在實(shí)驗(yàn)室條件還是在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng),都比其他參數(shù)的測(cè)量容易實(shí)現(xiàn),所用儀表的構(gòu)造也比較簡單。
在靜電電位的測(cè)量中,有兩種類型的方法和儀表。一類稱接觸式測(cè)量。是將儀表與帶電體直接連接而測(cè)量的,相應(yīng)的儀表叫接觸式靜電電位計(jì),常用于對(duì)導(dǎo)體電位的測(cè)量。接觸式儀表在測(cè)量電容較小的帶電體時(shí)引入的測(cè)量誤差較大;在進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量時(shí),連接電纜的電容也會(huì)使測(cè)量精度降低;特別是該種儀表一般都需要工頻電源,因而不適于在易燃爆場(chǎng)所使用。
還有一類測(cè)量叫非接觸測(cè)量,所使用的儀表叫非接觸式儀表。這種儀表測(cè)量時(shí)不與帶電體(導(dǎo)體或絕緣體)連接,而是將探頭接近帶電體到規(guī)定的距離,由于靜電感應(yīng)的原理,探頭上感應(yīng)出一定的靜電位,然后由儀表讀數(shù)。在許多工業(yè)部門,都廣泛應(yīng)用非接觸式儀表。
接觸式靜電電位計(jì)
典型的接觸式儀表是QV系列靜電電壓表,結(jié)構(gòu)原理如下圖1所示。
圖1中A、B是兩個(gè)固定且相互絕緣的金屬盒,C是懸于金屬絲上可以轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬片。當(dāng)測(cè)量探頭接觸帶電體時(shí),電極以A、B之間就形成電場(chǎng),金屬片C由于靜電感應(yīng)而帶電,并在A、B間受到電場(chǎng)力作用而偏轉(zhuǎn),從而帶動(dòng)懸絲及其上面的小鏡一起偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)力矩與被測(cè)電壓的平方成正比。當(dāng)偏轉(zhuǎn)力矩與懸絲的反作用力矩相平衡時(shí),偏轉(zhuǎn)角度即表示被測(cè)電壓的高低,角度可由同定在懸絲上的小鏡通過光標(biāo)顯示出來。
接觸式儀表測(cè)量的等效電路如上右所示。其中,C0是帶電體的對(duì)地電容,C和R分別是儀表的輸入電容和輸入電阻。當(dāng)把儀表與帶電體進(jìn)行接觸測(cè)量時(shí),帶電體的對(duì)地電容增大為C0 C,因而接上儀表后在C上測(cè)量到的靜電壓U并不等于接上儀表前帶電體的實(shí)際靜電壓U0,二者之間的關(guān)系為
接觸式儀表主要用于導(dǎo)體靜電位的測(cè)量,如人體電位的測(cè)量;也常與法拉第筒配合測(cè)量絕緣體的帶電量。
非接觸式儀表
非接觸式儀表的測(cè)量原理是基于靜電感應(yīng)或空氣電離。前者是將探極置于帶電體附近,直接測(cè)量其表面電應(yīng)(實(shí)質(zhì)上是對(duì)帶電體表面電場(chǎng)的測(cè)量);后者是利用放射性同位素電離空氣,電阻分壓,測(cè)量帶電體的對(duì)地電位。相應(yīng)地,非接觸式儀表可分為靜電感應(yīng)型和電離型(又稱集電型)兩大類。在靜電感應(yīng)型中,又根據(jù)對(duì)探極感應(yīng)到的信號(hào)進(jìn)行放大和調(diào)制的方式分為直接感應(yīng)式、旋葉交流放大式和振動(dòng)電容交流放大式等幾種。以下介紹一種非接觸式靜電電位計(jì)——直接感應(yīng)式儀表。
這種儀表測(cè)量靜電位采用電容分壓原理,如圖所示。
圖2中A為待測(cè)物體,T為測(cè)量探頭(極板),R和C分別是儀表的輸入電阻和輸入電容,C1是極板的對(duì)地電容,C0是極板與待測(cè)物體間的電容;C0與C和C1構(gòu)成一電容分壓器。設(shè)U0是待測(cè)物對(duì)地的實(shí)際靜電位,U是極板上感應(yīng)到的靜電位,則由電容分壓原理、并考慮到極板上的部分感應(yīng)電荷經(jīng)由R向大地泄放的規(guī)律可得
①當(dāng)探頭位置一定時(shí),C0/(C0 C)可視作常量,因而可通過檢測(cè)極板的感應(yīng)電位U而求出待測(cè)物的實(shí)際靜電位U0。而且,當(dāng)改變極板到物體的距離時(shí),就相當(dāng)于改變了常數(shù)C0/(C0 C),即改變了量程。所以,在非接觸儀表中,一股都是通過改變極板(探頭)到待測(cè)物體的距離來實(shí)現(xiàn)量程的轉(zhuǎn)換。
②由于電容C上的感應(yīng)電荷通過儀表輸入電阻R泄漏,致使其上的靜電位U隨時(shí)間衰減而產(chǎn)生測(cè)量誤差;測(cè)量過程越長、誤差越大。為減小測(cè)量誤差,須使R和C充分大.以增大放電時(shí)間常數(shù)。但Cc過大時(shí)將使U減?。炊箿y(cè)量發(fā)生困難。為便于測(cè)量,一般是將測(cè)量的電位U作為信號(hào)加以直流放大后再進(jìn)行顯示。
③由于C0在測(cè)量時(shí)不能每次都保持固定不變,因而也是直接感應(yīng)法測(cè)量靜電位的主要誤差來源之一。為此,在測(cè)量時(shí)探頭與待測(cè)物體間的距離應(yīng)盡可能的保持穩(wěn)定。
直接感應(yīng)式儀表的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,體積和重量可以做得很小,便于攜帶,測(cè)量方便。缺點(diǎn)是穩(wěn)定性較差,且因采用直流差動(dòng)式放大電路,導(dǎo)致零點(diǎn)飄移嚴(yán)重,不適于作連續(xù)測(cè)量,精度也較差。目前,國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)中使用的直感式儀表有JD-B型電位計(jì)、V0-1型靜電檢測(cè)器、BYJ-3型靜電伏特計(jì)等。
利用上面介紹的接觸式或非接觸式儀表即可對(duì)物體的靜電位進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)被測(cè)對(duì)象和測(cè)量場(chǎng)合的不同,可分別采用直接測(cè)量和探極測(cè)量的方法。
對(duì)帶電的導(dǎo)體或人體可直接用接觸式儀表與之連接,測(cè)量其靜電位。對(duì)加工物料、設(shè)備工裝、人體的裸露部位,以及可以插入探頭且與探頭之間無帶電體或絕緣體的部位,均可用非接觸式儀表直接測(cè)量其靜電位。
在密封的容器、輸送液體或粉體的管道內(nèi),以及不便插入探頭、或無法避免探頭與待測(cè)部位間存在帶電體或絕緣體的場(chǎng)合,都不能用儀表直接測(cè)量。此時(shí),可將被絕緣的探極設(shè)法伸到待測(cè)部位,再用引線接到容器或管道外部的集電板上,然后用接觸式儀表或非接觸式儀喪測(cè)量集電扳的電位,從而間接測(cè)出待測(cè)部位的靜電位。這種方法就叫探極測(cè)量法。
在用探極法進(jìn)行測(cè)量時(shí),應(yīng)注意以下幾個(gè)問題。首先應(yīng)保證整個(gè)測(cè)量裝置有足夠高的絕緣性,要求裝置的放電時(shí)間常數(shù)τ>180s,即達(dá)到靜電絕緣的規(guī)定;與此同時(shí),裝置的對(duì)地電容應(yīng)盡量??;只有這樣,才能提高測(cè)量的準(zhǔn)確度,減小誤差。其次,所采用的探極應(yīng)盡量減小對(duì)待測(cè)電場(chǎng)的影響,不使待測(cè)電場(chǎng)發(fā)生明顯畸變,為此宜采用針狀、棒狀或球狀的金屬探極。此外,當(dāng)探極上有來自待測(cè)帶電體的傳導(dǎo)電流時(shí),所檢測(cè)到的電位要比實(shí)際電位低,例如,在帶電液體或堆積的帶電粉塵內(nèi)部放置探極時(shí),傳導(dǎo)電流就會(huì)從帶電體流向探極,傳導(dǎo)電流的大小取決于帶電體的電量、電導(dǎo)率、探極的尺寸、形狀等因素。
人體是最普遍存在的靜電危害源。對(duì)于靜電來說,人體是導(dǎo)體,所以可以對(duì)人體采取接地的措施。
(1).使用防靜電地面/ 防靜電鞋/ 襪(靜電從腳導(dǎo)到大地)
通過腳穿防靜電性地面、地墊、地毯,人員穿上防靜電鞋襪,形成組合接地。
(2).佩戴防靜電腕帶并接地(靜電從手導(dǎo)到大地)
通過手用以泄放人體的靜電。它由防靜電松緊帶、活動(dòng)按扣、彈簧軟線.保護(hù)電阻及插頭或夾頭組成。松緊帶的內(nèi)層用防靜電紗線編織,外層用普通紗線編織。