一种pvdf膜的电荷注入装置及其注入方法

文档序号:1907412 发布日期:2021-11-30 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 一种pvdf膜的电荷注入装置及其注入方法 (Charge injection device and injection method of PVDF (polyvinylidene fluoride) film ) 是由 庄展提 于 2021-09-03 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种PVDF膜的电荷注入装置,包括绝缘底座、金属底板、至少两个第一绝缘柱、至少两个第二绝缘柱、中网安装框、中压控制网、高压连接器、高压放电框、中压连接器、公共连接端、高压发生器,金属底板固定安装于所述绝缘底座上,至少两个第一绝缘柱固定安装于金属底板上,中网安装框套设于所述第一绝缘柱上,中压控制网安装于中网安装框上,至少两个第二绝缘柱通过绝缘板安装于至少两个第一绝缘柱上,高压连接器安装于第二绝缘柱上,高压放电框安装于所述高压连接器上,中压连接器安装于中网安装框的一端,通过中压控制网的设置,经过中压控制网,此刻高压电场在这个中压控制网的平面上均匀分布,然后对PVDF膜进行均匀放电。(The invention relates to a charge injection device of a PVDF film, which comprises an insulating base, a metal base plate, at least two first insulating columns, at least two second insulating columns, a middle net mounting frame, a middle voltage control net, a high voltage connector, a high voltage discharge frame, a middle voltage connector, a public connecting end and a high voltage generator, wherein the metal base plate is fixedly arranged on the insulating base, the at least two first insulating columns are fixedly arranged on the metal base plate, the middle net mounting frame is sleeved on the first insulating columns, the middle voltage control net is arranged on the middle net mounting frame, the at least two second insulating columns are arranged on the at least two first insulating columns through insulating plates, the high voltage connector is arranged on the second insulating columns, the high voltage discharge frame is arranged on the high voltage connector, the middle voltage connector is arranged at one end of the middle net mounting frame, and passes through the middle voltage control net through the arrangement of the middle voltage control net, and at the moment, a high voltage electric field is uniformly distributed on the plane of the middle voltage control net, the PVDF film was then uniformly discharged.)

一种PVDF膜的电荷注入装置及其注入方法

技术领域

本发明涉及PVDF膜的电荷注入的技术领域,特别是涉及一种PVDF膜的电荷注入装置及其注入方法。

背景技术

PVDF膜是一种新型的压电材料,当这种膜材料受力(压力、振动、扭曲)的时候,会产生一个电压,利用这一特性,可以制作成品类众多的传感器,因此它具有广泛的科技用途,但是这种膜在使用时必须要对其进行电荷注入,使其成为一个带电体,才能发挥出它的压电特性。

但是,在常规的电荷注入装置中,通常是通过高压直接对底板放电,形成一个电晕电场,完成了对处在这个电场中的PVDF膜的电荷注入,但是这样的直接放电方式,它的缺点在于:电晕放电产生的电场均匀度很差,与放电电极垂直的面积下电场比较强,而远离高压放电的则比较弱,这样对PVDF膜的电荷注入的均匀度就很差。

发明内容

基于此,有必要针对PVDF膜的电荷注入的均匀度的问题,提供一种PVDF膜的电荷注入装置及其注入方法。

一种PVDF膜的电荷注入装置,包括绝缘底座、金属底板、至少两个第一绝缘柱、至少两个第二绝缘柱、中网安装框、中压控制网、高压连接器、高压放电框、中压连接器、公共连接端、高压发生器,所述金属底板固定安装于所述绝缘底座上,至少两个第一绝缘柱固定安装于所述金属底板上,中网安装框套设于所述第一绝缘柱上,所述中压控制网安装于所述中网安装框上,所述至少两个第二绝缘柱通过绝缘板安装于所述至少两个第一绝缘柱上,所述高压连接器安装于所述第二绝缘柱上,所述高压放电框安装于所述高压连接器上,所述中压连接器安装于所述中网安装框的一端,所述公共连接端安装于所述金属底板的一端,高压发生器的两端分别安装于高压连接器和中压连接器上。

在其中一个实施例中,所述PVDF膜的电荷注入装置还包括中压控制器,所述中压控制器的两端分别安装于中压连接器和公共连接端上。

在其中一个实施例中,所述PVDF膜的电荷注入装置还包括高精度稳压器,所述高精度稳压器的信号输出端分别与高压发生器、中压控制器的信号输入端连接。

在其中一个实施例中,所述高压放电框由钼丝绕制而成。

在其中一个实施例中,所述中压控制网为不锈钢网。

在其中一个实施例中,所述绝缘底座采用高绝缘性的树脂材料制成。

一种PVDF膜的电荷注入装置的注入方法,

S1、将PVDF膜放置在金属底板上;

S2、将市电传送给中压发生器和高压发生器;

S3、高压发生器将电压提升到预设电压值的负高压;

S4、将负高压加到高压放电框上;

S5、经过中压控制网均压后均匀放电至PVDF膜表面;

S6、PVDF膜被电荷注入变成带电体。

在其中一个实施例中,在S5前,通过中压控制器在中压控制网上加入可调的中压电压。

在其中一个实施例中,在S2中,在将市电传送给中压发生器和高压发生器之前,先将市电通过高精度稳压器进行稳压。

上述一种PVDF膜的电荷注入装置及其注入方法的有益效果为:通过中压控制网的设置,当矩形高压放电框对金属底板进行电晕放电的时候,首先经过中压控制网,此刻高压电场在这个中压控制网的平面上均匀分布,然后对PVDF膜进行均匀放电,使其带电效果更好,确保产品的稳定性。

附图说明

图1为本发明一实施例PVDF膜的电荷注入装置的结构示意图;

图2为图1本发明一实施例PVDF膜的电荷注入装置的电路结构示意图;

图3为图1本发明一实施例PVDF膜的电荷注入装置的高压发生器的电路图;

图4为图1本发明一实施例PVDF膜的电荷注入装置的中压发生器的电路图;

图5为图1本发明一实施例PVDF膜的电荷注入装置的高精度稳压器的电路图。

如附图所示,绝缘底座100、金属底板200、至少两个第一绝缘柱300、至少两个第二绝缘柱400、中网安装框500、中压控制网600、高压连接器700、高压放电框800、中压连接器900、公共连接端1000、高压发生器2000、中压控制器3000。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是,当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反,当元件被称作“直接”与另一元件连接时,不存在中间元件。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1、图2所示,一种PVDF膜的电荷注入装置,包括绝缘底座100、金属底板200、至少两个第一绝缘柱300、至少两个第二绝缘柱400、中网安装框500、中压控制网600、高压连接器700、高压放电框800、中压连接器900、公共连接端1000、高压发生器2000,所述金属底板200固定安装于所述绝缘底座100上,至少两个第一绝缘柱300固定安装于所述金属底板200上,中网安装框500套设于所述第一绝缘柱300上,所述中压控制网600安装于所述中网安装框500上,所述至少两个第二绝缘柱400通过绝缘板安装于所述至少两个第一绝缘柱300上,所述高压连接器700安装于所述第二绝缘柱400上,所述高压放电框800安装于所述高压连接器700上,所述中压连接器900安装于所述中网安装框500的一端,所述公共连接端1000安装于所述金属底板200的一端,高压发生器700的两端分别安装于高压连接器700和中压连接器900上。

在其中一个实施例中,所述PVDF膜的电荷注入装置还包括中压控制器3000,所述中压控制器3000的两端分别安装于中压连接器900和公共连接端1000上。

在其中一个实施例中,所述PVDF膜的电荷注入装置还包括高精度稳压器4000,所述高精度稳压器4000的信号输出端分别与高压发生器2000、中压控制器3000的信号输入端连接。

在其中一个实施例中,所述高压放电框800由钼丝绕制而成。

在其中一个实施例中,所述中压控制网600为不锈钢网。

在其中一个实施例中,所述绝缘底座100采用高绝缘性的树脂材料制成。

一种PVDF膜的电荷注入装置的注入方法,

S1、将PVDF膜放置在金属底板200上;

S2、将市电传送给高压发生器2000;

S3、高压发生器2000将电压提升到预设电压值的负高压;

S4、将负高压加到高压放电框800上;

S5、经过中压控制网600均压后均匀放电至PVDF膜表面;

S6、PVDF膜被电荷注入变成带电体。

在其中一个实施例中,在S5前,通过中压控制器3000在中压控制网600上加入可调的中压电压。

在其中一个实施例中,在S2中,在将市电传送给中压发生器3000和高压发生器2000之前,先将市电通过高精度稳压器4000进行稳压。

高压放电框800:该高压放电框800由耐高温、高压的钼丝绕制而成,固定在四个第二绝缘柱400上,形成一个矩形放电框;当有高压进入时,经中压控制网600对金属底板200上的PVDF膜电晕放电,实现电荷注入。

中压控制网600:是由60~65目的不锈钢网固定在一个不锈钢金属边框上,即中网安装框500的边框上。

金属底板200:这个金属底板200构成了高压放电的主回路,被电荷注入的PVDF膜也是放置在这个金属底板200上,当高压对这个金属底板200放电时,放电的电晕电场便实现了对PVDF膜的电荷注入。

绝缘底座100:绝缘底座100在这里主要是让这个高压装置与地面和工作台面实现高强度的绝缘,采用高绝缘的树脂材料制成。

当需要对PVDF膜进行电荷注入时,将PVDF膜放置在金属底板200上;

将市电传送给高压发生器2000;高压发生器2000将电压提升到预设电压值的负高压;将负高压加到高压放电框800上;高压放电框800对金属底板200进行电晕放电的时候,电压经过中压控制网600均压后均匀放电至PVDF膜表面;PVDF膜被电荷注入变成带电体。

如图3所示,进一步地,关于高压发生器2000,a b端为来自220V稳定的交流电源,该电源经高压升压变压器将220V升至30000V,经电阻R1限流后,输送至上述的高压放电框800,实现高压放电,电容C1、电容C2均为峰值保持电容。

这样,一种PVDF膜的电荷注入装置及其注入方法:通过中压控制网600的设置,当矩形高压放电框800对金属底板200进行电晕放电的时候,首先经过中压控制网600,此刻高压电场在这个中压控制网600的平面上均匀分布,然后对PVDF膜进行均匀放电,使其带电效果更好,确保产品的稳定性。

如图4所示,进一步地,为了避免高压电压的衰减,PVDF膜的电荷注入装置还包括中压控制器3000,中压控制器3000的两端分别安装于中压连接器900和公共连接端1000上。

中压控制网600的引入,虽然使中压放电均匀度提高了,但是对高压却是一种衰减,而在中压控制网600上接入一个可调节的中压,在这里等于起到了一个高压放电的接力、加速的作用。中压控制器3000产生的0~1kV的可调电压,这个电压的大小起到了一个高压电场增加或减少的作用,从而实现了对高压放电强度的控制。

a、b端为来自220V稳定的交流电源,该电源经中压升压变压器将220V升至1000V,经电阻R2限流后,输送至上述的中压控制网600,实现中压控制,电容C3、C4均为峰值保持电容,需要特殊说明的是,这个中压电压不是一个固定的值,而是根据PVDF膜电荷注入电位的要求来调整的,调整中压升压变压器,就可以获得不同的中压电压,这个不同的中压电压,就实现了不同的高压放电电场。

如图5所示,进一步地,为了确保供电电压的稳定性,PVDF膜的电荷注入装置还包括高精度稳压器4000,高精度稳压器4000的信号输出端分别与高压发生器2000、中压控制器3000的信号输入端连接。

该精密稳压器由输入交流检测、比较编码、双向晶闸管出发控制电路等部分组成,其工作原理是:自耦变压器T1隔离绕组L上的电压,经VD1~VD4整流后,一路经R1限流、IC1稳压、C1滤波、输出12V直流电压,再由R2、VD5组成稳压电路为IC2比较器提供基准电压;另一路经R3、C2、C3平滑及抗干扰处理后,通过RP1~RP4为IC2的四比较器IC2-1、IC2-2、IC2-3、IC2-4提供取样电压。交流电源电压变化时,IC2-1~IC2-4比较器对其进行量化,再通过编码器输出控制信号。每一段输入电压范围对应一个编码结果,通过R5~R7、C4~C6、VD6~VD8组成的正跳变延时电路,经过IC5的单刀单掷电子开关IC5-1、IC5-2、IC5-3,控制双向晶闸管VS1、VS2、VS3的工作状态,实现交流自动调压,精密稳压的功能,使市电输出的电压更加稳定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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