圆环状磁铁，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，并由电动机1的外壳上表面支撑。 样品室上部磁极208为与样品室底部磁极202的尺寸及形状相同的物质，由绝缘壳209支 撑，与样品室206同圆心放置。集电环205为帽式集电环，外径为15mm，与样品室206同圆 心，置于样品室上部磁极208上表面，集电环205通过导线分别与内置正极板203、内置负极 板207及荷电转换器3相连。
[0042] 实施例4
[0043] 用实施例1所述的测试系统按照具体测试操作步骤对粉体样品1进行测试。
[0044] 选取的被测粉体样品1为产自于河北某矿的电气石粉体。
[0045] (1)检查测试系统各部件之间的连接线是否连接正确；
[0046] (2)分别将集电环205、样品室上部磁极208及绝缘壳209取下；
[0047] (3)打开样品盖204,将粉磨后的粒径D5Q= 1. 76μm样品1装入样品室206内，使 样品1与样品室206内置正极板203与内置负极板207紧密接触，由样品盖204压实。之 后依次放入绝缘壳209、样品室上部磁极208及集电环205。
[0048] (3)将荷电转换器3清零。
[0049] (4)接通电动机1电源，调整好旋转角速度ω= 83. 76rad/s，使电动机1带动样 品室206旋转。此时观察数字电压表读数，当其显示值稳定时，记录下相应数值。
[0050] (5)根据公式Λ= ^计算机i即可给出样品的自发极化强度Ps =-2. 278X10 4C/m2
[0051] (6)测试结束后，切断电源，待样品室206静止不动时，清除样品，清理样品室206， 待再次使用。
[0052] 实施例5
[0053] 用实施例2所述的测试系统按照具体测试操作步骤对被测粉体试样2进行测试。
[0054] 选取的被测样品2为产自于山东某矿的电气石粉体，粒径DM= 1.35μπι，旋转 角速度ω= 83. 76rad/s。测试结束后，计算机5给出被测粉体试样2的自发极化强度Ps 为-3. 204X10 4C/m2。
[0055] 对实施例4和实施例5进行重复性分析，重复性r定义为：在相同测量条件下，即 相同的测量程序、相同的观测者、使用相同的测量仪器、在相同的地点、短时间内对同一被 测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。
[0056] 在重复性条件下，由于随机误差的影响，测量结果具有离散性，分散在一定区间内 的概率称为置信概率，把两次测量结果之差的绝对值以95%的置信概率不致超出的范围定 义为重复性限，通常用符号P表示。当测量结果服从正态分布，取置信概率P= 95%时，重 复性r的计算公式为：
[0057]
[0058] 式中v是重复性的自由度v=n-1 ;ta95 (v)的值可由T-分布的临界值表查得；PS1 是自发极化强度的测试值；η是测试次数；K是测试平均值。
[0059] 在重复性条件下，对实施例4的同一样品做10次测试的结果见表1 :
[0060] 表1实施例4的同一样品10次测试结果（C/m2)
[0061]
[0062] 当测试次数为η= 10时，v= 9,由T-分布临界值表查得tQ.95(v) = 2. 26,代入重 复性r的计算公式中，计算重复性r得到：
[0063]
[0064] 由此可知：不管测试样品的粒度、类型如何，在重复性条件下，两次测量结果之差 的绝对值以95%的置信概率不致超出的范围小于等于8. 199X10 6C/m2,说明通过本发明测 试系统得到的粉体材料的自发极化强度数值准确可靠，重复性好。
[0065] 采用本发明测试系统测试粉体材料的自发极化强度时，由于系统可实现由样品室 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，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。实施例4或实施例5测试全过 程平均用时为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%的置信概率不致超出的范围小于等于8. 199X10 6C/m2。本发明测试 结果准确，用时短。
[0066] 本发明克服了现有技术采用的外加电场法及荷电转换法测试时存在外加电场和 热释电效应的干扰影响的不足，为高效利用具有自发极化效应的矿物材料提供了性能测试 系统。
[0067] 本发明还适用于大专院校科学研究及实验教学使用设备。
[0068] 本发明未述及之处适用于现有技术。
【主权项】
1. 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。2. 根据权利要求1所述的粉体材料自发极化性能测试系统，其特征在于所述内置负 极板和内置正极板的直径比为1. 1-1. 3 ;所述连接轴轴仓直径与内置正极板的直径之比为 0. 16-0. 22,所述绝缘壳与内置正极板直径比为1. 7-2. 0。3. 根据权利要求1所述的粉体材料自发极化性能测试系统，其特征在于所述圆柱体 的材质为聚四氟乙稀，直径为40~45mm、高为50~56mm;所述样品室凹槽的深度为40~ 45mm，所述样品盖与圆柱体同直径；所述连接轴仓的深度为10~12mm，所述绝缘壳直径为 55 ~60mm〇4. 根据权利要求1所述的粉体材料自发极化性能测试系统，其特征在于所述样品室 底部磁极和样品室上部磁极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，样品室上部磁极下表面与绝缘壳上表面直接接触，样品室下部磁极 上表面与圆柱体底部直接接触；所述集电环为帽式集电环，外径为15_。5. 根据权利要求1所述的粉体材料自发极化性能测试系统，其特征在于所述内置正极 板与内置负极板材料为导电金属膜材料。
【专利摘要】本发明涉及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。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN105372535
【申请号】CN201510898331
【发明人】丁燕, 梁金生, 张成成, 杜熠
【申请人】河北工业大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年12月8日