專利名稱：電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)方案涉及材料的電磁性能的測試裝置，具體地說是電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置。
背景技術(shù)：
電氣石是一種天然的、主要是含硼以及鋁、鈉、鎂、鐵和鋰等成分的環(huán)狀硅酸鹽礦 物材料。由于電氣石具有的永久自發(fā)極化屬性，使其在節(jié)能環(huán)保建材、保健紡織品和水處理等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，因而對電氣石自發(fā)極化性質(zhì)的測試具有重要的實(shí)用價(jià)值。現(xiàn)有技術(shù)中對于電氣石粉體材料自發(fā)極化性質(zhì)的測試方法可見到的國內(nèi)外報(bào)道，一是坤特實(shí)驗(yàn)方法，該方法是將硫磺粉與鉛丹(Pb3O4)粉按I : I重量比例混合均勻得到的坤特粉，通過一個(gè)塑料噴篩噴向溫度變化中的電氣石顆粒表面。由于硫磺粉和鉛丹粉在混合以及通過塑料噴篩的過程中發(fā)生摩擦產(chǎn)生靜電，因而使鉛丹粉帶正電荷，硫磺粉帶負(fù)電荷，由于電氣石粉體材料存在自發(fā)極化性能而使顆粒兩端帶有電性相反的等量電荷，因此當(dāng)坤特粉接觸到電氣石粉體顆粒表面時(shí)，因靜電吸引作用而使電氣石粉體顆粒的一端吸引帶負(fù)電荷的硫磺粉顯黃色，另一端則吸引帶正電荷的鉛丹粉而顯紅色，證明了電氣石自發(fā)極化性能的存在。二是，日本學(xué)者Kubo提出的電化學(xué)法，是將電氣石粉體放入用鹽酸配置的酸性溶液中，通過計(jì)算溶液電導(dǎo)率隨時(shí)間變化曲線的斜率對電氣石粉體的自發(fā)極化強(qiáng)度進(jìn)行表征。這種表征手段的理論依據(jù)是電氣石顆粒由于自發(fā)極化效應(yīng)而使溶液中能夠發(fā)生電極反應(yīng),使H+和Cr轉(zhuǎn)化成H2、Cl2,從而降低溶液的離子濃度。坤特實(shí)驗(yàn)法在噴篩噴灑過程中電氣石粉體材料的粒度、噴篩中坤特粉的密度和電氣石粉體材料顆粒極化方向都對測試結(jié)果產(chǎn)生影響，同時(shí)操作過程中也會受到人為因素的影響，因而影響測試結(jié)果準(zhǔn)確性；而電化學(xué)法也存在著電氣石粉體溶液中離子濃度的變化、電極反應(yīng)、顆粒表面的離子吸附和懸鍵斷裂引起的離子溶出等問題也會造成測試結(jié)果的不準(zhǔn)確。現(xiàn)有技術(shù)對電氣石粉體材料自發(fā)極化性能的測試，除坤特實(shí)驗(yàn)和電化學(xué)法外,可實(shí)用的方法和測試裝置還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置，該裝置在精密恒溫條件下，通過極板將收集到的極化電荷經(jīng)電荷積分放大得到被測樣品自發(fā)極化性能參數(shù)，克服了現(xiàn)有技術(shù)測試結(jié)果不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置，主要由樣品室、測溫控溫器、信號檢測器和數(shù)據(jù)處理器構(gòu)成，其中，樣品室包括屏蔽殼、絕緣樣品池、加熱元件、信號拾取電極、信號拾取電極接口和測溫元件，屏蔽殼由屏蔽殼的杯體、屏蔽殼的上蓋和屏蔽殼的絕緣擋板構(gòu)成，屏蔽殼的杯體為圓柱形，其杯口端加工出外螺紋接口且杯體底部中間開有一圓孔，屏蔽殼的上蓋為圓環(huán)形，該上蓋內(nèi)壁加工出與屏蔽殼的杯體的杯ロ的外螺紋接ロ相配合的內(nèi)螺紋接ロ，屏蔽殼的絕緣擋板為與屏蔽殼的杯體的杯ロ大小相當(dāng)?shù)膱A形，屏蔽殼的絕緣擋板中部開有ー圓孔，屏蔽殼的絕緣擋板中部一側(cè)開有的另ー圓孔，絕緣樣品池是由玻璃或石英玻璃制作的異形容器，其分為樣品池池體和加熱元件倉兩部分，樣品池池體部分為圓柱形，其頂部為圓環(huán)形敞ロ，底部為圓環(huán)形密封底，加熱元件倉部分為頂部封閉的圓筒形，底部為圓形敞ロ，且該底部敞ロ直徑與屏蔽殼的杯體底部中間所開圓孔直徑相同，加熱元件倉與樣品池池體結(jié)合為具有同心圓的一體圓柱體，絕緣樣品池的大小為正好能安置于屏蔽殼的杯體內(nèi)；將絕緣樣品池安置于屏蔽殼的杯體內(nèi)，加熱元件倉底部的圓形敞ロ位置與屏蔽殼的杯體底部中間開有的圓孔的位置重合，加熱元件穿過屏蔽殼的杯體的底部中間圓孔和加熱元件倉的底部的圓形敞ロ置入于加熱兀件倉內(nèi)，信號拾取電極安置在樣品池池體壁的ー側(cè)，屏蔽殼的絕緣擋板蓋在屏蔽殼的杯體的杯ロ并用屏蔽殼的上蓋固定，信號拾取電極接ロ安置在屏蔽殼的絕緣擋板中部開有的ー圓孔上，測溫元件通過屏蔽殼的絕緣擋板中部ー側(cè)開有的另ー圓孔安置在絕緣樣品池內(nèi)部，用測溫引出線連接測溫元件和測溫控溫器，測溫控溫器通過加熱控制線與加熱元件連接，用電極引出線從信號拾取電極接ロ連接信號拾取電極和信號檢測器，信號檢測器再通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)處理器連接。上述電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置，所述屏蔽殼的杯體、屏蔽殼的絕緣擋板及屏蔽殼的上蓋的材質(zhì)均為SUS 316不銹鋼，屏蔽殼的杯體的內(nèi)徑尺寸為38 42mm，壁厚為3 5mm,高為47 62mm。上述電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置，所述絕緣樣品池的制作材料為玻璃或石英玻璃。上述電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置，所述加熱元件為直徑為13 17mm的鎧裝不銹鋼電熱絲加熱棒，所述測溫元件為PtlOO A等級高精度鉬電阻。上述電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置，所述加熱元件倉的底部的一圓形敞口和屏蔽殼的杯體底部中間的圓孔的大小相同，其直徑均比置入于加熱元件倉內(nèi)的加熱元件即直徑為13 17mm的銷裝不銹鋼電熱絲加熱棒的直徑大1mm。上述電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置，所述測溫控溫器為AI518，信號檢測器為DHF-OlA型和數(shù)據(jù)處理器為7551G，均為現(xiàn)有產(chǎn)品，通過商購獲得。上述電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置，所用的元器件和材料均是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，均通過商購獲得；所有部件的安置和連接方法是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置，由于采用了精密恒定樣品室溫度來測試電氣石粉體的自發(fā)極化性能參數(shù)，克服了環(huán)境エ頻及高頻電磁場、溫度變化帶來的測試等干擾；采用積分采集電荷量方式，能夠采集到I IO3PC微弱電荷，解決了對微弱電荷拾取困難的問題，測試結(jié)果穩(wěn)定和準(zhǔn)確，填補(bǔ)了國內(nèi)外缺少實(shí)用化定量化電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置的空白。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)ー步說明。圖I為本發(fā)明電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置總體構(gòu)成示意圖。
圖2為本發(fā)明裝置中的屏蔽殼的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明裝置中的絕緣樣品池的透視示意圖。圖中，I.樣品室，101.屏蔽殼的杯體，102.屏蔽殼的絕緣擋板，103.屏蔽殼的上蓋，2.絕緣樣品池，201.樣品池池體，202.加熱元件倉，3.加熱元件，4.信號拾取電極，
5.信號拾取電極接口，6.測溫元件，7.電極引出線，8.測溫引出線，9.加熱控制線，10.測溫控溫器，11.信號檢測器，12.數(shù)據(jù)處理器。
具體實(shí)施例方式圖I所示實(shí)施例表明，本發(fā)明電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置的樣品室I內(nèi)部有絕緣樣品池2、加熱元件3和信號拾取電極4，樣品室I的上外部有信號拾取電極接口 5和測溫元件6，用測溫引出線8連接測溫元件6和測溫控溫器10，測溫控溫器10通過加熱控制線9與加熱元件3連接，用電極引出線7從信號拾取電極接口 5連接信號拾取電極4和信號檢測器11，信號檢測器11通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)處理器12連接。圖2所示實(shí)施例表明，本發(fā)明電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置中的屏蔽殼由屏蔽殼的杯體101、屏蔽殼的上蓋103和屏蔽殼的絕緣擋板102構(gòu)成，屏蔽殼的杯體101為圓柱形，其杯口端加工出外螺紋接口且杯體底部中間開有圓孔，以便從屏蔽殼的杯體101的底部插入加熱元件3，屏蔽殼的上蓋103為圓環(huán)形，該上蓋內(nèi)壁加工出與屏蔽殼的杯體101的杯口的外螺紋接口相配合的內(nèi)螺紋接口，屏蔽殼的絕緣擋板102為與屏蔽殼的杯體101的杯口大小相當(dāng)?shù)膱A形，屏蔽殼的絕緣擋板102中部開有一圓孔，屏蔽殼的絕緣擋板102中部一側(cè)開有的另一圓孔,安裝時(shí)屏蔽殼的絕緣擋板102蓋在屏蔽殼的杯體101的杯口并用屏蔽殼的上蓋103固定，屏蔽殼的絕緣擋板102中部開有的一圓孔用以安置信號拾取電極接口 5，通過屏蔽殼的絕緣擋板102中部一側(cè)開有的另一圓孔將測溫元件6安置在絕緣樣品池2內(nèi)部。圖3所示實(shí)施例表明，本發(fā)明電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置中的絕緣樣品池2分為樣品池池體201和加熱元件倉202兩部分，其中的樣品池池體201為圓柱形，其頂部為圓環(huán)形敞口，底部為圓環(huán)形密封底，加熱元件倉202為頂部封閉的圓筒形，底部為圓形敞口，加熱元件倉202與樣品池池體201結(jié)合為具有同心圓的一體圓柱體。絕緣樣品池2的大小為正好能安置于屏蔽殼的杯體101內(nèi)，加熱元件倉202的底部圓形敞口直徑與屏蔽殼的杯體101底部中間所開圓孔直徑相同。將絕緣樣品池2安置于屏蔽殼的杯體101內(nèi)時(shí)，加熱元件倉202底部的圓形敞口位置與屏蔽殼的杯體101底部中間開有的圓孔的位置重合。下述所有實(shí)施例所用的電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置的構(gòu)成結(jié)構(gòu)和安裝方法均如下主要由樣品室I、測溫控溫器10、信號檢測器11和數(shù)據(jù)處理器12構(gòu)成，其中，樣品室I包括屏蔽殼、絕緣樣品池2、加熱元件3、信號拾取電極4、信號拾取電極接口 5和測溫元件6，屏蔽殼由屏蔽殼的杯體101、屏蔽殼的上蓋103和屏蔽殼的絕緣擋板102構(gòu)成，屏蔽殼的杯體101為圓柱形，其杯口端加工出外螺紋接口且底部中間開有圓孔，屏蔽殼的上蓋103為圓環(huán)形，該上蓋內(nèi)壁加工出與屏蔽殼的杯體101的杯口的外螺紋接口相配合的內(nèi)螺紋接口，屏蔽殼的絕緣擋板102為與屏蔽殼的杯體101的杯口大小相當(dāng)?shù)膱A形，屏蔽殼的絕緣擋板102中部開有ー圓孔,屏蔽殼的絕緣擋板102中部一側(cè)開有的另ー圓孔,絕緣樣品池2是由玻璃或石英玻璃制作的異形容器，其分為樣品池池體201和加熱元件倉202兩部分，樣品池池體201部分為圓柱形，其頂部為圓環(huán)形敞ロ，底部為圓環(huán)形密封底，加熱元件倉202部分為頂部封閉的圓筒形，底部為圓形敞ロ，且該敞ロ直徑與屏蔽殼的杯體101底部中間所開圓孔直徑相同，加熱元件倉202與樣品池池體101結(jié)合為具有同心圓的一體圓柱體；絕緣樣品池2的大小為正好能安置于屏蔽殼的杯體101內(nèi)；將絕緣樣品池2安置于屏蔽殼的杯體101內(nèi)，加熱元件倉202底部的圓形敞ロ位置與屏蔽殼的杯體101底部中間開有的圓孔的位置重合，加熱元件3穿過屏蔽殼的杯體101底部中間圓孔和加熱元件倉202的底部的圓形敞ロ置入于加熱兀件倉202內(nèi)，信號拾取電極4安置在樣品池池體201壁的ー側(cè),屏蔽殼的絕緣擋板102蓋在屏蔽殼的杯體101的杯ロ并用屏蔽殼的上蓋103固定，信號拾取電極接ロ 5安置在屏蔽殼的絕緣擋板102中部開有的ー圓孔上，測溫元件6通過屏蔽殼的絕緣擋板102中部ー側(cè)開有的另ー圓孔安置在絕緣樣品池2內(nèi)部，用測溫引出線8連接測溫元件6和測溫控溫器10，測溫控溫器10通過加熱控制線9與加熱元件3連接，用電極引出線7從信號拾取電極接ロ 5連接信號拾取電極4和信號檢測器11，信號檢測器11再通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)處理器12連接。所述加熱元件倉202的底部的圓形敞口和屏蔽殼的杯體101底部中間圓孔的大小相同，其直徑均比直徑為13 17mm的鎧裝不銹鋼電熱絲加熱棒的加熱元件3的直徑大1mm。實(shí)施例I上述所用的電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置中的屏蔽殼的杯體101、屏蔽殼的絕緣擋板102及屏蔽殼的上蓋103的材質(zhì)均為SUS316不銹鋼，屏蔽殼的杯體101的內(nèi)徑尺寸為40mm，壁厚為4mm，高為55mm，制作絕緣樣品池2的材料為玻璃，加熱元件3為直徑為15mm的鎧裝不銹鋼電熱絲加熱棒，測溫元件6為PtlOOA等級高精度鉬電阻，測溫控溫器10為AI518型，信號檢測器11為DHF-OlA型，數(shù)據(jù)處理器12為7551G。稱取干燥后粒度為I. 65 μ m的新疆產(chǎn)1#電氣石粉體樣品25g，通過樣品池池體201頂部的一圓環(huán)形開ロ填入樣品池池體201內(nèi)，堆實(shí)刮平，再將裝入該樣品后的絕緣樣品池2安置于屏蔽殼的杯體101內(nèi)，并使1#樣品與信號拾取電極4有良好接觸；插入加熱元件3及測溫元件6，設(shè)定AI518型測溫控溫器10的溫度值為50°C、DHF-OlA型信號檢測器11的“増益”為0.01，按“清零”按鈕，清除電路中的干擾信號，使得信號輸出值為零。該測試裝置的加熱元件3對絕緣樣品池2預(yù)熱15min后，開始對1#電氣石粉體樣品加熱，當(dāng)加熱溫度恒定在測溫控溫器10的設(shè)定溫度值50°C時(shí)IOmin后，對1#電氣石粉體樣品測試，通過數(shù)據(jù)處理器12讀取測試的自發(fā)極化強(qiáng)度值為I. 091X 10_3C/m2。實(shí)施例2除所用的電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置中的屏蔽殼的杯體101的內(nèi)徑尺寸為38mm、壁厚為3mm和高為47mm，制作絕緣樣品池2的材料為石英玻璃，加熱元件3為直徑為13mm的鎧裝不銹鋼電熱絲加熱棒之外，其他均同實(shí)施例I。用本實(shí)施例的裝置對干燥后粒度為I. 87 μ m的江西產(chǎn)2#電氣石粉體樣品進(jìn)行測 試，操作過程和參數(shù)均同實(shí)施例1，其測試的自發(fā)極化強(qiáng)度值為-5. 474X 10_4C/m2。實(shí)施例3除所用的電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置中的屏蔽殼的杯體101的內(nèi)徑尺寸為42mm、壁厚為5mm和高為62mm，制作絕緣樣品池2的材料為石英玻璃，加熱元件3為直徑為17mm的鎧裝不銹鋼電熱絲加熱棒之外，其他均同實(shí)施例I。用本實(shí)施例的裝置對干燥后粒度為2. 05 y m的河南產(chǎn)3#電氣石粉體樣品進(jìn)行測試，操作過程和參數(shù)均同實(shí)施例1，其測試的自發(fā)極化強(qiáng)度值為-7. 991X 10_4C/m2。上述實(shí)施例中，所述測溫控溫器、信號檢測器和數(shù)據(jù)處理器均為現(xiàn)有產(chǎn)品，通過商購獲得，所用的電氣石粉體樣品通過商購或其他熟知途徑獲得，所用的元器件和材料均是本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，均通過商購獲得，所有部件的安置和連接方法是本技術(shù) 領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。
權(quán)利要求
1.電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置，其特征在于主要由樣品室、測溫控溫器、信號檢測器和數(shù)據(jù)處理器構(gòu)成；其中，樣品室包括屏蔽殼、絕緣樣品池、加熱元件、信號拾取電極、信號拾取電極接口和測溫元件，屏蔽殼由屏蔽殼的杯體、屏蔽殼的上蓋和屏蔽殼的絕緣擋板構(gòu)成，屏蔽殼的杯體為圓柱形，其杯ロ端加工出外螺紋接ロ且杯體底部中間開有一圓孔，屏蔽殼的上蓋為圓環(huán)形，該上蓋內(nèi)壁加工出與屏蔽殼的杯體的杯ロ的外螺紋接ロ相配合的內(nèi)螺紋接ロ，屏蔽殼的絕緣擋板為與屏蔽殼的杯體的杯ロ大小相當(dāng)?shù)膱A形，屏蔽殼的絕緣擋板中部開有ー圓孔，屏蔽殼的絕緣擋板中部一側(cè)開有的另ー圓孔，絕緣樣品池是由玻璃或石英玻璃制作的異形容器，其分為樣品池池體和加熱元件倉兩部分，樣品池池體部分為圓柱形，其頂部為圓環(huán)形敞ロ，底部為圓環(huán)形密封底，加熱元件倉部分為頂部封閉的圓筒形，底部為圓形敞ロ，且該底部敞ロ直徑與屏蔽殼的杯體底部中間所開圓孔直徑相同，加熱元件倉與樣品池池體結(jié)合為具有同心圓的一體圓柱體，絕緣樣品池的大小為正好能安置于屏蔽殼的杯體內(nèi)；將絕緣樣品池安置于屏蔽殼的杯體內(nèi)，加熱元件倉底部的圓形敞ロ位置與屏蔽殼的杯體底部中間開有的圓孔的位置重合，加熱元件穿過屏蔽殼的杯體的底部中間圓孔和加熱元件倉的底部的圓形敞ロ置入于加熱元件倉內(nèi)，信號拾取電極安置在樣品池池體壁的ー側(cè)，屏蔽殼的絕緣擋板蓋在屏蔽殼的杯體的杯ロ并用屏蔽殼的上蓋固定，信號拾取電極接ロ安置在屏蔽殼的絕緣擋板中部開有的ー圓孔上，測溫元件通過屏蔽殼的絕緣擋板中部ー側(cè)開有的另ー圓孔安置在絕緣樣品池內(nèi)部，用測溫引出線連接測溫元件和測溫控溫器，測溫控溫器通過加熱控制線與加熱元件連接，用電極引出線從信號拾取電極接ロ連接信號拾取電極和信號檢測器，信號檢測器再通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)處理器連接。
2.權(quán)利要求I所述電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置，其特征在于所述屏蔽殼的杯體、屏蔽殼的絕緣擋板及屏蔽殼的上蓋的材質(zhì)均為SUS 316不銹鋼，屏蔽殼的杯體的內(nèi)徑尺寸為38 42mm,壁厚為3 5mm,高為47 62_。
3.權(quán)利要求I所述電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置，其特征在于所述加熱元件為直徑為13 17mm的鎧裝不銹鋼電熱絲加熱棒，所述測溫元件為PtlOO A等級高精度鉬電阻。
4.權(quán)利要求I所述電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置，其特征在于所述加熱元件倉的底部的一圓形開口和屏蔽殼的杯體底部中間的圓孔的大小相同，其直徑均比置入于加熱元件倉內(nèi)的加熱元件即直徑為13 17mm的鎧裝不銹鋼電熱絲加熱棒的直徑大1mm。
全文摘要
本發(fā)明電氣石粉體材料自發(fā)極化性能測試裝置，涉及材料的電磁性能的測試裝置，主要由樣品室、測溫控溫器、信號檢測器和數(shù)據(jù)處理器構(gòu)成，其中，樣品室包括屏蔽殼、絕緣樣品池、加熱元件、信號拾取電極、信號拾取電極接口和測溫元件；用測溫引出線連接測溫元件和測溫控溫器，測溫控溫器通過加熱控制線與加熱元件連接，用電極引出線從信號拾取電極接口連接信號拾取電極和信號檢測器，信號檢測器再通過導(dǎo)線與數(shù)據(jù)處理器連接。該裝置在精密恒溫條件下，通過極板將收集到的極化電荷經(jīng)電荷積分放大得到被測樣品自發(fā)極化性能參數(shù)，克服了現(xiàn)有技術(shù)測試結(jié)果不準(zhǔn)確的缺點(diǎn)。
文檔編號G01R29/00GK102621400SQ20121007840
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者丁燕, 孟軍平, 楊宏偉, 梁金生 申請人:河北工業(yè)大學(xué)