粉体材料自发极化性能测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及材料自发极化性能测量技术领域，具体地说是一种粉体材料自发极化 性能测试系统。
【背景技术】
[0002] 具有自发极化效应的天然矿物可广泛应用于环境与健康领域，合理、高效利用矿 物的这一特性定量表征其自发极化强度尤为重要，而现有的测试技术仅能通过坤特试验来 表征矿物材料自发极化效应的强弱；此外，日本学者Kubo提出的电化学法，是通过计算溶 液电导率随时间变化曲线的斜率对材料的自发极化强度进行表征，但粉体溶液中离子浓 度、离子吸附、离子溶出等会影响测试结果的准确性；在中国专利ZL201210078407. 7公开 的电气石粉体材料自发极化性能测试装置采用荷电转换法的原理，该装置在样品室内设置 有加热元件，样品室上部设有测温元件，测温控温器与加热元件连接，测试时需要对样品进 行加热，存在热释电效应干扰，使测试结果不准确；另外，专利号为ZL200910228970. 6的中 国专利公开的粉体材料电极性的测试装置及其测试方法采用外加电场法原理，该装置由电 压输入装置、温度控制装置、样品承载装置和电荷检测输出装置组成，测试时存在外加电场 的干扰，会对测试结果产生很大影响，使测试结果不准确，且测试过程需要的测试时间长。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种粉体材料自发极化 性能测试系统。该测试系统是用来测试粉体材料的自发极化强度，测试系统结构简单、操作 方便，可以快速有效地测试粉体材料的自发极化性能，大大提高了测试结果的精准度。
[0004] 本发明解决所述技术问题所采取的技术方案是：提供一种粉体材料自发极化性能 测试系统，包括电动机、荷电转换器、数字电压表和计算机，其特征在于该测试系统还包括 电荷采集单元，电动机、电荷采集单元、荷电转换器、数字电压表和计算机依次连接，所述电 荷采集单元包括连接轴轴仓、样品室底部磁极、内置正极板、样品盖、集电环、样品室、内置 负极板、样品室上部磁极、绝缘壳和圆柱体；所述样品室为在圆柱体上端向其下端加工出的 环形凹槽，其顶部为敞口、底部为密封底，在样品室的内径上设有内置正极板，外径上设有 内置负极板；所述绝缘壳为下部开口的圆筒形，在绝缘壳内部从上至下装有样品盖、圆柱体 和样品室底部磁极，样品盖盖在圆柱体上，样品室底部磁极位于圆柱体的底部，样品室底部 磁极为中间带孔的圆形磁极，电动机的电机轴穿过样品室底部磁极与连接轴轴仓同轴螺纹 连接；绝缘壳下端支撑在电动机的外壳上，在绝缘壳的上部装有样品室上部磁极，样品室上 部磁极上装有集电环，由内置正极板和内置负极板分别引出导线与集电环连接，集电环通 过导线与荷电转换器连接；所述连接轴轴仓为空心圆柱体，位于圆柱体底部中心处，与样品 室同圆心。
[0005] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明测试系统采用自行设计的电荷采 集单元，测试过程不要加热控制，通过电动机带动电荷采集单元的样品室转动，由样品室底 部磁极、样品室下部磁极提供的磁场强度恒定的外加磁场，以及由匀角速度旋转的电动机 带动样品室旋转，使运动电荷在磁场中受洛伦兹力会改变运动方向，使由自发极化产生的 杂乱无章的电荷短时间内顺向，并向极板方向运动，由集电环收集电荷，达到最大限度的收 集自发极化电荷的目的，实现了对粉体试样自发极化强度的快速准确测试。
[0006] 本发明测试系统简化了粉体材料自发极化性能的测试方法、缩短了自发极化强度 的测试时间，测试过程平均用时30min。对于不同粒度、不同种类的测试样品，在重复性条件 下，两次测量结果之差的绝对值以95%的置信概率不超出的范围小于等于8. 199X10 6C/ m2。本发明结构简单、操作方便，可以有效测试粉体材料的自发极化性能，大大提高测试结 果的精准度。
【附图说明】
[0007] 图1为本发明粉体材料自发极化性能测试系统一种实施例的整体结构框图。
[0008] 图2为本发明粉体材料自发极化性能测试系统一种实施例的电荷采集单元2的剖 视图。
[0009] 图中，1.电动机；2.电荷采集单元；3.荷电转换器；4.数字电压表；5.计算机； 201.连接轴轴仓；202.样品室底部磁极；203.内置正极板；204.样品盖；205.集电环； 206.样品室；207.内置负极板；208.样品室上部磁极；209.绝缘壳；210.圆柱体。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但并不以此作为对本申请权利要 求保护范围的限定。
[0011] 本发明粉体材料自发极化性能测试系统（简称测试系统，参见图1-2)包括电动机 1、电荷采集单元2、荷电转换器3、数字电压表4和计算机5,电动机1、电荷采集单元2、荷电 转换器3、数字电压表4和计算机5依次连接，所述电荷采集单元2包括连接轴轴仓201、样 品室底部磁极202、内置正极板203、样品盖204、集电环205、样品室206、内置负极板207、 样品室上部磁极208、绝缘壳209和圆柱体210 ;所述样品室206为在圆柱体210上端向其 下端加工出的环形凹槽，其顶部为敞口、底部为密封底，在样品室206的内径上设有内置正 极板203,外径上设有内置负极板207 ;所述绝缘壳209为下部开口的圆筒形，在绝缘壳209 内部从上至下装有样品盖204、圆柱体210和样品室底部磁极202,样品盖204盖在圆柱体 210上，样品室底部磁极202位于圆柱体210的底部，样品室底部磁极202为中间带孔的圆 形磁极，电动机1的电机轴穿过样品室底部磁极202与连接轴轴仓201同轴螺纹连接；绝缘 壳209下端支撑在电动机1的外壳上，在绝缘壳209的上部装有样品室上部磁极208,样品 室上部磁极208上装有集电环205,由内置正极板203和内置负极板207分别引出导线与集 电环205连接，集电环205通过导线与荷电转换器3连接；所述连接轴轴仓201为空心圆柱 体，位于圆柱体210底部中心处，与样品室206同圆心。
[0012] 本发明的进一步特征在于所述内置负极板207和内置正极板203的直径比为 1. 1-1. 3 ;所述连接轴轴仓201直径与内置正极板203的直径之比为0. 16-0. 22,所述绝缘 壳209与内置正极板203直径比为1. 7-2. 0。
[0013] 本发明的进一步特征在于所述圆柱体210的材质为聚四氟乙烯，直径为40~ 45mm、高为50~56mm;所述样品室206凹槽的深度为40~45mm，所述样品盖204与圆柱体 210同直径；所述连接轴仓201的深度为10~12mm，所述绝缘壳209直径为55~60mm，如 此设置能够使电荷采集单元2结构更合理，有利于提高测试结果的精准度。
[0014] 本发明的进一步特征在于所述样品室底部磁极202和样品室上部磁极208均为大 小相等的环形磁铁，其外径为45~50mm，内径为10~12mm，高度为8~10mm，样品室上部 磁极208下表面与绝缘壳209上表面直接接触，样品室下部磁极202上表面与圆柱体底部 直接接触；所述集电环205为帽式集电环，外径为15mm。
[0015] 本发明的进一步特征在于所述内置正极板203与内置负极板207材料为导电金属 膜材料，可以为铝箱，分别将铝箱粘在样品室206的内径上及外径上，构成样品室的两个电 极，收集到的电荷再通过导线、集电环205传输至荷电转换器3。
[0016] 图1所示的实施例中，本发明粉体材料自发极化性能测试系统包括电动机1、电荷 采集单元2、荷电转换器3、数字电压表4和计算机5,电荷采集单元2通过电动机轴与电动 机1相连接，电荷采集单元2通过内置正极板203和内置负极板207由导线与集电环205 相连接，集电环205再由导线与荷电转换器3相连接，荷电转换器3采用数据线与数字电压 表4相连接，数字电压表4采用数据线和计算机5相连。
[0017] 图2所示的实施例中，本发明粉体材料自发极化性能测试系统中的电荷采集单元 2包括连接轴轴仓201、样品室底部磁极202、内置正极板203、样品盖204、集电环205、样品 室206、内置负极板207、样品室上部磁极208、