[发明专利]颗粒带电实验装置及测试方法

权利要求书

1.一种颗粒带电实验装置，其特征在于：包括位于上侧的介质颗粒滑落漏斗（1），滑落板（2）的上端位于所述漏斗内，并固定在所述漏斗的内壁上，所述滑落板（2）上粘贴有介质颗粒，所述滑落板（2）的下端位于所述漏斗外，且位于所述漏斗外的滑落板（2）倾斜设置，所述滑落板（2）的下侧边缘位于法拉第筒（3）的上端开口之上，经所述漏斗排出的介质颗粒（4）经过与所述滑落板（2）上的介质颗粒摩擦后带电，然后从所述滑落板（2）的下侧边缘排入到所述法拉第筒（3）内，在所述滑落板（2）的下侧边缘与所述法拉第筒（3）的上端之间形成带电介质颗粒幕，所述法拉第筒（3）通过导线连接有静电计（5）；所述带电介质颗粒幕的左侧设置有发射天线（6），所述带电介质颗粒幕的右侧设置有接收天线（7），信号源（8）与所述发射天线（6）的信号输入端连接，信号源（8）用于为所述发射天线（6）提供输入信号；接收天线（7）的信号输出端与频谱仪（9）的信号输入端连接，频谱仪用于测量接收到的电磁信号的功率。

2.如权利要求1所述的颗粒带电实验装置，其特征在于：位于所述漏斗外侧的所述滑落板（2）的长度为105mm，倾斜角度为50°。

3.如权利要求1所述的颗粒带电实验装置，其特征在于：所述装置还包括屏蔽网架（10），所述介质滑落漏斗（1）、滑落板（2）、发射天线（6）、接收天线（7）、信号源（8）、频谱仪（9）、法拉第筒（3）以及静电计（5）位于所述屏蔽网架（10）内。

4.如权利要求1所述的颗粒带电实验装置，其特征在于：所述实验装置还包括称重装置，所述称重装置用于称量法拉第筒（3）内介质颗粒的质量。

5.如权利要求1所述的颗粒带电实验装置，其特征在于：所述漏斗包括竖直筒部分和收口部分，所述收口部分的下端滑落口的宽度可调，用于根据介质颗粒的大小调节所述下端滑落口的宽度，使所述介质颗粒能够顺利的从所述收口部分的下端滑落口中排出。

6.一种使用如权利要求1-5中任意一项所述颗粒带电实验装置进行测试的方法，其特征在于包括如下步骤：

1）制作具有不同粒径介质颗粒的滑落板（2）：

2）组装所述实验装置，将滑落板（2）放置在所述介质颗粒滑落漏斗（1）内部上并由滑落口伸出，伸出部分为滑落长度，法拉第筒（3）放置在支撑架上，承接所述滑落漏斗滑落的介质颗粒，分别打开信号源（8）、频谱仪（9）和静电计（5），使其工作一段时间，待仪器稳定后调整信号源（8），使其产生一定频率和功率的信号，并通过静电计（5）测量落入法拉第筒（3）内介质颗粒的带电量，并将法拉第筒（3）内的介质颗粒称重，计算法拉第筒内的介质颗粒的荷质比；

3）实验时记录无介质颗粒流时的频谱仪（9）测量的功率为P_V1，然后将介质颗粒倒入所述漏斗，介质颗粒经滑落板（2）滑下后由法拉第筒（3）承接；在介质颗粒流稳定流速时记录频谱仪（9）测量的功率值为P_V3，待所述漏斗内的颗粒流完时再一次记录频谱仪（9）测量的功率值为P_V2，其读数应与第一次记录值相等或近似，记录法拉第筒（3）带电量为Q，测量沙粒质量位m，测量多组数据后，改变具有不同粒径介质颗粒的滑落板（2）重新测量；其中，荷质比为Q/m的介质颗粒流对电磁波造成的衰减为：，功率P单位为dBm。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：测量过程中，初始滑落时介质颗粒流的荷质比较大，随滑落介质颗粒测量的次数增多，其荷质比逐渐减小，直至稳定；刚开始时滑落板不带电，介质颗粒经摩擦后带负电，滑落板带正电，滑落次数增多后，滑落板带电量逐渐增加，直至饱和，介质颗粒流带电量也随之逐渐减小直至稳定；实验中记录该渐变过程中全部数据，直至至少有10组稳定数据为止；介质颗粒流为了防止颗粒流的荷质比波动较大影响对比效果，采用滑落板带电量饱和后所记录数据为准。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，制作具有不同粒径介质颗粒的滑落板的方法如下：分别将不同粒径的介质颗粒均匀地粘在白纸上，等干燥后压平，完成所述滑落板的制作。