高速飞行物体运动过程中静电起电测试系统及测试方法与流程 专利技术说明

测量装置的制造及其应用技术1.本发明涉及静电测试技术领域，具体涉及一种高速飞行物体运动过程中静电起电测试系统及测试方法。背景技术：2.静电是飞行物体高速运动过程中产生的一种物理现象。当物体高速运动时，其表面会与空气及空气中悬浮颗粒物发生碰撞，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，当飞行物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。但是针对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.有鉴于此，本发明提出了一种高速飞行物体运动过程中静电起电测试系统及测试方法，能够实现高速飞行物体表面材料静电电位的预测。4.为实现上述目的，本发明的技术方案为：5.一种高速飞行物体运动过程中静电起电测试系统，包括产生高速飞行物体的高速弹射装置，及用于静电起电测试的法拉第筒、动态电位测试仪、数据处理设备，以及用于高速飞行物体回收的设备；高速弹射装置将待测物体以一定速度打出来，穿过路径控制轨道，通过与空气摩擦碰撞带上静电后经过法拉第筒，由静电起电测试设备，将高速飞行体的静电电量记录并保存数据和波形图，测量完毕，由高速飞行物体回收设备将高速飞行物体进行回收，实现高速飞行物体运动过程中静电起电的测试。6.其中，法拉第筒内层金属筒和外层金属筒构成，并由聚四氟乙烯进行隔离，内层金属筒通过金属屏蔽线与动态电位测试仪的输入端进行连接，外层金属筒通过金属屏蔽线与动态电位测试仪的接地端进行连接，用动态电位测试仪试法拉第筒电量变化，并通过数据处理设备进行数据处理。7.其中，高速飞行物体路径控制装置，除了保证飞行物体路径外，还用于将碰撞的颗粒物悬浮在此轨道空间内。8.本发明还提供了一种高速飞行物体运动过程中静电起电测试方法，采用本发明系统实现，包括如下步骤：9.第一步，连接试验仪器，将高速弹射装置和高速飞行物体回收装置放置在高速物体飞行路径两端,静电起电测试装置中的法拉弟筒放置在高速物体路径中部位置，保证高速飞行物体能够从法拉第筒内部穿过，法拉第筒与动态电位测试仪连接，动态电位测试仪与数据处理设备进行连接；10.第二步，分别打开高速弹射装置、高速物体路径保持装置、静电起电测试装置，将空气颗粒物装入高速飞行体模拟装置，由高速弹射装置将待测物体以一定速度打出来，穿过路径控制轨道，通过与空气摩擦碰撞带上静电，之后穿过法拉第筒；11.第三步，动态电位测试仪通过法拉第筒测量高速飞行体的静电电量，然后静电数据处理设备对高速飞行物体的静电电量数据和波形图进行记录和保存；12.第四步，通过高速飞行物体回收设备将高速飞行物体进行回收，确保高速飞行物体静电起电测试的安全性。13.其中，所述第二步中的路径控制装置保证高速飞行物体的飞行路径通过法拉第筒，并最终进入到高速飞行物体的回收设备中。14.其中，所述第三步中高速飞行物体通过与空气摩擦碰撞带上静电由法拉第筒感应飞行物体上的电量，然后由动态电位测试仪测试法拉第筒上电量的变化，从而得到物体在高速飞行过程中静电起电的电量，动态电位测试仪的测试结果通过数据处理设备进行处理后，从而得到高速飞行体的静电电量数据和波形图。15.有益效果：16.1、本发明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，通过构建高速飞行物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，实现了高速飞行物体表面材料静电电位的预测。17.2、本发明系统中法拉第筒由内层金属筒和外层金属筒构成，并由聚四氟乙烯进行隔离，内层金属筒通过金属屏蔽线与动态电位测试仪的输入端进行连接，外层金属筒通过金属屏蔽线与动态电位测试仪的接地端进行连接，用动态电位测试仪测试法拉第筒内的电量变化，并通过数据处理设备来进行数据处理。18.3、本发明系统中高速飞行物体路径控制装置，除了保证飞行物体路径外，还用于将碰撞的颗粒物悬浮在此轨道空间内。附图说明19.图1是本发明的高速飞行物体静电起电测试系统。20.其中：1-高速飞行物体弹射装置、2-轨道运行的高速飞行物体、3-高速飞行物体路径控制装置、4-法拉第筒、5-动态电位测试仪、6-数据处理设备、7-高速飞行物体回收设备。21.图2是本发明的物体高速飞行过程中静电起电测试系统原理图。具体实施方式22.下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。23.本发明提出了一种高速飞行物体运动过程中静电起电测试系统及测试方法，通过构建高速飞行物体试验环境进行模拟试验，实现了模拟高速飞行物体与空气颗粒物碰撞摩擦过程静电起电的准确测量。本发明的高速飞行物体运动过程中静电起电测试系统及方法，由产生高速飞行物体的高速弹射装置，及用于静电起电测试的法拉第筒、动态电位测试仪、数据处理设备，以及用于高速飞行物体回收的设备组成；高速弹射装置将待测物体以一定速度打出来，穿过路径控制轨道，通过与空气摩擦碰撞带上静电后经过法拉第筒，由静电起电测试设备，将高速飞行体的静电电量记录并保存数据和波形图，测量完毕，由高速飞行物体回收设备将高速飞行物体进行回收，从而实现了高速飞行物体运动过程中静电起电的测试。24.具体地，本发明高速飞行物体运动过程中静电起电测试系统如图1所示，包括为飞行物体提供初始动能的高速飞行物体弹射装置1，及用于保证飞行物体路径的高速飞行物体路径控制装置3，及用于静电起电测试的法拉第筒4、动态电位测试仪5、数据处理设备6，以及用于高速飞行物体回收的设备7。25.其中，法拉第筒4由内层金属筒和外层金属筒构成，并由聚四氟乙烯进行隔离，内层金属筒通过金属屏蔽线与动态电位测试仪的输入端进行连接，外层金属筒通过金属屏蔽线与动态电位测试仪的接地端进行连接，用动态电位测试仪5测试法拉第筒4的电量变化，并通过数据处理设备6来进行数据处理。26.其中，高速飞行物体路径控制装置3，除了保证飞行物体路径外，还用于将碰撞的颗粒物悬浮在此轨道空间内。27.本发明还提供了一种高速飞行物体运动过程中静电起电测试的测试方法，包括以下步骤：28.第一步，连接试验仪器，将高速弹射装置和高速飞行物体回收装置放置在高速物体飞行路径两端,静电起电测试装置中的法拉弟筒放置在高速物体路径中部位置，保证高速飞行物体能够从法拉第筒内部穿过，法拉第筒与动态电位测试仪连接，动态电位测试仪与数据处理设备进行连接；29.第二步，分别打开高速弹射装置、高速物体路径保持装置、静电起电测试装置，将空气颗粒物装入高速飞行体模拟装置，由高速弹射装置将待测物体以一定速度打出来，穿过路径控制轨道，通过与空气摩擦碰撞带上静电，之后穿过法拉第筒；30.第三步，动态电位测试仪通过法拉第筒测量高速飞行体的静电电量，然后静电数据处理设备对高速飞行物体的静电电量数据和波形图进行记录和保存；31.第四步，通过高速飞行物体回收设备将高速飞行物体进行回收，确保高速飞行物体静电起电测试的安全性。32.所述第二步中的路径控制装置保证高速飞行物体的飞行路径，能够顺利通过法拉第筒，并最终进入到高速飞行物体的回收设备中。33.所述第三步中高速飞行物体通过与空气摩擦碰撞带上静电由法拉第筒感应飞行物体上的电量，然后由动态电位测试仪测试法拉第筒上电量的变化，从而得到物体在高速飞行过程中静电起电的电量，动态电位测试仪的测试结果通过数据处理设备进行处理后，从而得到高速飞行体的静电电量数据和波形图，从而实现高速飞行物体运动过程中静电起电的有效测试。34.综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。









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