Staattisen varauksen ja sähkökentän mittaaminen

Staattisen sähkön mittaamiseen käytettävät mittalaitteet ovat käyttöliittymältään yksinkertaisia, mutta totuudenmukaisen mittaustuloksen saaminen, sen toistettavuuden ja merkityksen arvioiminen on lähes poikkeuksetta erittäin haastavaa.

Varausmittauksissa tulokseen vaikuttavia tekijöitä ovat mm. tuntemattomat lähdejännitteet ja vuotovirrat. Mittaustulos voi olla jopa seurausta sähkömotorisista voimista, esimerkiksi mittauskohteen ja mittapään liitoksen aiheuttamasta termojännitteestä. Mittarin näytölle ilmestyvä lukema saattaa siis olla jotain muuta kuin oletettu kohteesta siirretty varaus. Staattisen sähkön hallinnan kannalta on suuri merkitys myös sillä, kuinka nopeasti varaus voi liikkua (mobile/immobile charge).

Samoin kuin varausmittarit, myös kentänvoimakkuusmittarit ovat yksinkertaisia mittalaitteita. Sähkökentän mittaaminen ei kuitenkaan ole niin yksinkertaista. Mittarin vieminen sähkökenttään muuttaa alkuperäisen mitattavan tilanteen. Toisinaan sähkökentän mittauksilla haetaan mittauskohteen ja mittalaitteen välisestä sähkökentästä suuntaa antavaa tulosta, mutta joskus mittauksesta saatu informaatio voi olla harhaanjohtava. Esimerkiksi eristävän levyn mittaaminen voi helposti johtaa virhearviointiin.

Kun neutralisoidun eristävän levyn toinen pinta varataan hankaamalla, sähkökenttä on käytännössä mitattavissa levyn kummaltakin puolelta, varsinkin jos levy on riittävän ohut. Tilanne saattaa olla hankala staattisen sähkön hallinnan kannalta. Koska sähkökenttä on mitattavissa levyn kummallakin puolella, ionisointi voidaan vahingossa kohdistaa varautumattomalle pinnalle, mikä aiheuttaa pinnan nettovarausmuutoksen. Lopputuloksena eristävän levyn pintojen välillä on sähkökenttä, joka on edelleen mitattavissa varautuneelta puolelta, mutta ei ionisoidulta puolelta. Jospa tässä muuttuneessa tilanteessa näytämme ionisaattoria alun perin varautuneelle (hangatulle) pinnalle, aikaisemmin ionisoidun pinnan sähkökenttä nousee vastakkaisella polariteetilla. Tehtyä virhettä on vaikea korjata tässä vaiheessa ilman toista ionisaattoria.

Sähkökenttä riippuu saavutetusta pintavaraustiheydestä ja väliaineen dielektrisyydestä. Koska kyseessä on ohut eristävä levy, pintavarauksen aiheuttama sähkökenttä on:

Mittarin tuominen lähelle pintaa luonnollisesti muuttaa tilanteen. Yksinkertaiset esimerkit liittyvät käytännön prosessinhallintaan, vaikka todellisuudessa tilanteet voivat olla huomattavasti monimutkaisempia. Toimiva staattisen sähkön hallinta perustuu mittaamiseen ja tulosten analysointiin. Mittarien helppokäyttöisyys antaa väärän kuvan mittausten vaativuudesta. Mittaaminen ilman tulosten johdonmukaista analysointia on huono yhdistelmä.

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Google photo

Olet kommentoimassa Google -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out /  Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggaajaa tykkää tästä:
search previous next tag category expand menu location phone mail time cart zoom edit close