基本信息
- 项目名称：
- 抽气式空间粉尘电荷测试装置
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 抽气式空间粉尘电荷测试装置是一套可以直接用来测量各种粉尘在管道或容器中悬浮状态下产生的电荷量的装置。其优点在于通过法兰与管道的密封联接保证了装置的密封性，解决了由于管道太长或形状多样而造成的测量不精确的问题，保证了测试结果的准确性，在实际测量过程中操作简便，使用灵活。从而防止静电积蓄能超过粉尘的最小点火能，为防止粉尘爆炸提供数据支持，进而减少企业粉尘爆炸事故的发生。
- 详细介绍：
- 近年来，国内外煤矿、电力、纺织、粮食等粉尘爆炸事故屡见不鲜，其中大多数粉尘爆炸事故是由于粉尘的静电积累和放电引起的。因此准确地测量空间悬浮状态下粉尘的荷电，进而分析粉尘静电放电所形成电场的静电积蓄能量，并掌握不同粉尘在不同管道或容器环境中的静电放电规律，是防止粉尘静电爆炸的基础性工作。 故现在急需研发一套可以直接用来测量各种粉尘在管道或容器中悬浮状态下时产生的电荷量的装置，为此，我们自行设计并制作完成了抽气式空间粉尘电荷测试装置。 本装置通过法兰与管道或容器进行密封联接，经抽气设备的抽吸作用使得管道或容器中悬浮态的粉尘进入测试装置中，这样就解决了由于管道或容器太长或形状多样而造成的测量不精确的问题，从而使得空间悬浮粉尘的电量测试结果的误差降到最低，保证了测试结果的准确性，防止静电积蓄能量超过粉尘的最小点火能，引发粉尘爆炸。 本装置属于电荷测试装置领域，包括外测试筒和内测试筒，外测试筒和内测试筒之间设有绝缘环，内测试筒通过导线与外测试筒上的BNC连接器相连，BNC连接器与荷电量输出设备连接；内测试筒中设有过滤材料，内测试筒和外测试筒底部设有抽气嘴，抽气嘴与过滤材料之间设有圆锥筒，抽气嘴与抽气设备相连。用静电感应原理来测试空间（容器或管道）中的各种粉尘的荷电量，测试时可将本装置连接在容器或管道上，通过抽吸作用将所要测试的荷电粉尘收集在测试装置中，内测试筒将感应出与荷电粉尘大小相等的荷电量，这样就可以测出荷电粉尘所带的电荷量。 本装置可以快速、便捷、准确地测试各种不同粉尘在悬浮状态或堆积状态下的荷电量。一方面，可以广泛推广到各大科研院所和研究机构，便于研究粉尘静电特性；另一方面，可以推广到涉及粉尘的生产、运输等相关工艺的企业，便于防止粉尘静电放电所形成电场的静电积蓄能超过粉尘的最小点火能，引发粉尘爆炸，从而减少企业粉尘爆炸事故的发生，具有广阔的市场前景。 此装置不仅在预防粉尘爆炸方面有很大作用，此外电袋复合除尘系统成为当前燃煤电厂烟气排放污染控制研究中的热点，快速有效地测试空间粉尘的荷电量及研究粉尘荷电特性在电袋复合除尘系统的研究中是最关键、最主要的环节。该装置能很好地解决这一关键问题，同时还可推广运用于对各种呼吸性粉尘荷电特性的测试中，具有广泛的应用前景。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 近年来，国内外煤矿、电力、纺织、粮食等粉尘爆炸事故屡见不鲜，严重危及着人类生命和生产安全，造成巨大的人员伤亡和财产损失。其中大多数粉尘爆炸是由于粉尘的静电积累和放电而引起的。 粉尘爆炸主要是由于粉尘产生静电放电而引起的。在粉体的粉碎、磨制、输运、剥离、采收和贮存等过程中，原料的破碎、粉尘之间以及粉尘与容器或管道之间因发生频繁接触、摩擦、冲击、分离等，使原来电中性的粉体和容器带上了静电。 本装置用静电感应原理来测试空间（容器或管道）中的各种粉尘的荷电量，测试时可将本装置连接在容器或管道上，通过抽吸作用将所要测试的荷电粉尘收集在测试装置中，测试内筒将感应出与荷电粉尘大小相等的荷电量，这样即可测出荷电粉尘所带的电荷量。 与其他测试相比，本装置测试最大的创新点在于可以通过法兰与管道或容器密封地联接，经抽气设备的抽吸作用能够使得管道或容器中悬浮态的粉尘进入测试装置中，这样就解决了由于管道或容器太长或形状多样而造成的测量不精确的问题，从而使得空间悬浮粉尘的电量测试结果的误差降到最低，保证了测试结果的准确性；而且本装置在实际应用过程中操作简便，使用灵活。 本装置属于电荷测试装置领域，包括测试外筒和测试内筒，测试外筒和测试内筒之间设有绝缘环，测试内筒通过导线与测试外筒上的BNC连接器相连，BNC连接器与荷电量输出设备连接；测试内筒中设有过滤材料，测试内筒和测试外筒底部设有抽气嘴，抽气嘴与过滤材料之间设有圆锥筒，抽气嘴与抽气设备相连。
科学性、先进性
- 本装置的科学性在于装置包括测试外筒和测试内筒，两者之间有绝缘环，后者通过导线与前者上的BNC相连，BNC与输出设备连接；内筒中有过滤材料，内外筒底部有抽气嘴。它是应用静电感应原理来测试空间（容器或管道）中的各种粉尘的荷电量，测试时可将本装置连接在容器或管道上，通过抽吸作用将所要测试的荷电粉尘收集在测试装置中，测试内筒将感应出与荷电粉尘大小相等的荷电量，这样即可测出荷电粉尘所带的电荷量。 本装置的先进性在于方便地直接测量出各种粉尘在悬浮状态及堆积状态下产生的电荷量，以便于研究粉尘静电放电的规律，防止因静电电荷的积累而引发粉尘爆炸。装置可以通过法兰与管道或容器密封地联接，经抽吸作用使得管道或容器中悬浮态的粉尘进入测试装置中，当含尘气流到达过滤材料上时，静电粉尘被高效过滤材料所捕集，内测试筒将感应出与筒内带电粉尘相等的电荷量。这样就解决了因管道或容器太长或形状多样而造成的测量不精确问题，从而使得测试结果的误差降到最低，保证了测试结果的准确性；而且本装置实际操作简便，使用灵活。
获奖情况及鉴定结果
- “抽气式空间粉尘电荷测试装置”于2009年9月在江苏省无锡市由江南大学举办的“全国普通高校信息技术创新与实践活动（NOC）”中获得发明创新类一等奖。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 我们可以通过专利实施转让的方式，与相关的企业达成协议，将本装置按照相关行业的技术指标进行生产。
作品可展示的形式
- 实物、图纸、现场演示、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本装置技术特点在于可以通过法兰与管道或容器密封地联接，经抽气设备的抽吸作用能够使得管道或容器中悬浮态的粉尘进入测试装置中，通过静电感应原理直接测出空间粉尘的电荷量。 其优势在于通过法兰与管道的密封联接保证了装置的密封性；同时解决了由于管道太长或形状多样而造成的测量不精确的问题，保证了测试结果的准确性；另外，本装置在实际应用中操作简便，使用灵活。 本装置可以广泛推广到各大科研院所，便于研究空间悬浮状态下的粉尘静电特性；同时也可以推广到涉及粉尘的生产、储存、运输等相关行业，从而减少企业粉尘爆炸事故的发生，具有广阔的市场前景。 此装置不仅在预防粉尘爆炸方面有很大作用，此外电袋复合除尘系统成为当前燃煤电厂烟气排放污染控制研究中的热点，快速有效地测试空间粉尘的荷电量及研究粉尘荷电特性在电-袋复合除尘系统的研究中是最关键、最主要的环节。该装置能很好地解决这一关键问题，同时还可推广运用于对各种呼吸性粉尘荷电特性的测试中，具有广泛的应用前景。
同类课题研究水平概述
- 近年来，国内外煤矿、电力、纺织、粮食等粉尘爆炸事故屡见不鲜，严重危及着人类生命和生产安全，造成巨大的人员伤亡和财产损失。其中大多数粉尘爆炸是由于粉尘的静电积累和放电引起的。另外，在工业中因粉尘静电，尤其是含水分较低的碳氢化合物粉体及绝缘性高的高分子化合物粉粒的静电引起的爆炸事故屡屡发生，在工业事故中占有一定的比例。 粉尘爆炸主要是由于粉尘产生静电放电而引起的。在粉体的粉碎、磨制、输运、剥离、采收和贮存等过程中，原料的破碎、粉尘之间以及粉尘与容器或管道之间因发生频繁接触、摩擦、冲击、分离等，使原来电中性的粉体和容器带上了静电。因此，准确地测量空间粉尘的荷电，是防止静电危害的基础性工作。 目前常用的测量管道或容器中粉尘荷电量的方法主要是探针法，探针法就是将探针置于管道或容器的中心线依靠静电感应原理来测量荷电量。但是由于管道或容器的形状多种多样，管道或容器的线路较长，致使探针法测量的误差很大。 另外常见的静电计，大体上有两种类型：接触式静电计和非接触式静电计。对于接触式静电计，一般对于测试距离有严格要求，而且对于一些测试探头无法接触的场合，此类方法不便使用，因此应用范围较窄；非接触式静电计易受带电体尺寸等因素的影响，无法直接测量粉尘在管道或容器中运行时产生电荷量。因此二者均不能满足对荷电粉尘荷电测量的需要。因此现在急需研发一套可以直接用来测量各种粉尘在管道或容器中悬浮运行时产生的电荷量的装置，以便于人们研究粉尘静电放电所形成的电场的静电积蓄能量，防止静电积蓄能量超过粉尘的最小点火能，引发粉尘爆炸。 本装置提供一种应用于测试工业上各种粉尘在管道或容器中运行时产生电荷量的装置，它能方便且直接地测量出各种粉尘在悬浮状态及堆积状态下产生的电荷量的大小，从而有利于研究空间悬浮状态或堆积状态下的粉尘静电放电的规律，防止因电荷的积累而引发粉尘爆炸。
