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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-28
(45)【発行日】2023-05-11
(54)【発明の名称】放電電荷量測定装置
(51)【国際特許分類】
G01R 29/24 20060101AFI20230501BHJP
【ＦＩ】
G01R29/24 Z
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021139566
(22)【出願日】2021-08-30
(65)【公開番号】P2023033709
(43)【公開日】2023-03-13
【審査請求日】2022-03-29
(73)【特許権者】
【識別番号】000183738
【氏名又は名称】春日電機株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】504268744
【氏名又は名称】独立行政法人労働者健康安全機構
(74)【代理人】
【識別番号】110002446
【氏名又は名称】弁理士法人アイリンク国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 輝夫
(72)【発明者】
【氏名】崔 光石
(72)【発明者】
【氏名】長田 裕生
(72)【発明者】
【氏名】宮林 善也
【審査官】島▲崎▼ 純一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－０１７８７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－０４２６４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２１２２０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－３０４５００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１９７４８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－０８１４６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－０７６２１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０５７５４０５６（ＵＳ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１１７６６４５８（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｒ ２９／２４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
静電気帯電した測定対象物に接触させる検出端子と、一方の端子が上記検出端子に接続されるとともに他方の端子が接地されたコンデンサと、
上記コンデンサに並列に接続された抵抗体と、
上記コンデンサの端子間電圧を測定する電圧測定手段と、
上記電圧測定手段で測定された電圧値のピーク値を検出するピーク検出手段と、
上記ピーク検出手段で検出された上記ピーク値を電荷量に変換する変換手段と
を備え、
上記ピーク検出手段は、予め設定されたサンプリング時間Δｔごとに上記電圧測定手段で測定された端子間電圧をサンプリングし、サンプリングした電圧値の最高値をピーク値として特定する機能を備えるとともに、
上記コンデンサの静電容量Ｃ、上記抵抗体の抵抗値Ｒ、及び上記サンプリング時間Δｔのそれぞれは、Ｃ×Ｒ＞Δｔを満足する範囲で設定された放電電荷量測定装置。
【請求項2】
静電気帯電した測定対象物に接触させる検出端子と、一方の端子が上記検出端子に接続されるとともに他方の端子が接地されたコンデンサと、
上記コンデンサに並列に接続された抵抗体と、
上記コンデンサの端子間電圧を測定する電圧測定手段と、
上記電圧測定手段で測定された電圧値を電荷量に変換する変換手段と
上記変換手段で変換された電荷量のピーク値を検出するピーク検出手段と
を備え、
上記ピーク検出手段は、予め設定されたサンプリング時間Δｔごとに上記変換手段で変換された電荷量をサンプリングし、サンプリングした電荷量の最高値をピーク値として特定する機能を備えるとともに、
上記コンデンサの静電容量Ｃ、上記抵抗体の抵抗値Ｒ、及び上記サンプリング時間Δｔのそれぞれは、Ｃ・Ｒ＞Δｔを満足する範囲で設定された放電電荷量測定装置。
【請求項3】
上記静電容量Ｃと上記抵抗値Ｒ、及び上記サンプリング時間Δｔは、Ｃ・Ｒ≧５０×Δｔを満足する請求項１又は２に記載の放電電荷量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、帯電物体が放電したときの、放電電荷量を測定する放電電荷量測定装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、静電気が帯電した物体から放電が発生したときの電荷量を測定する装置が知られている。
例えば、図４に示す放電電荷量測定装置は、帯電物体１に接近させる検出端子２にコンデンサ３を直列に接続するとともに、コンデンサ３の端子３ａ，３ｂ間の電圧を測定する電圧測定部４を備え、この電圧測定部４が検出した電圧を図示しない変換手段で電荷量に変換している。このような測定装置では、帯電物体１に検出端子２の先端２ａを接近させると、先端２ａと帯電物体１との間の電界が大きくなり、この電界が放電開始電界強度を超えると、帯電物体１から検出端子２に向かう放電が発生する。
この放電により帯電物体１から検出端子２側へ流れ込んだ電荷はコンデンサ３に充電される。この充電電荷量をコンデンサ３の端子３ａ，３ｂ間の電圧Ｖを測定して検出するようにしている。具体的には、検出された端子間電圧にコンデンサ３の静電容量を掛けて、放電電荷量を算出する。
例えば、図４に示す放電電荷量測定装置は、帯電物体１に接近させる検出端子２にコンデンサ３を直列に接続するとともに、コンデンサ３の端子３ａ，３ｂ間の電圧を測定する電圧測定部４を備え、この電圧測定部４が検出した電圧を図示しない変換手段で電荷量に変換している。このような測定装置では、帯電物体１に検出端子２の先端２ａを接近させると、先端２ａと帯電物体１との間の電界が大きくなり、この電界が放電開始電界強度を超えると、帯電物体１から検出端子２に向かう放電が発生する。
この放電により帯電物体１から検出端子２側へ流れ込んだ電荷はコンデンサ３に充電される。この充電電荷量をコンデンサ３の端子３ａ，３ｂ間の電圧Ｖを測定して検出するようにしている。具体的には、検出された端子間電圧にコンデンサ３の静電容量を掛けて、放電電荷量を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００７－２１２２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記した測定装置は、検出端子２の先端２ａを、帯電物体１に接近させる過程で、帯電物体１の電荷によってコンデンサ３に誘導電圧が発生する。
例えば、帯電物体１がプラスに帯電していた場合、先端２ａが帯電物体１に近づくと、検出端子２内のマイナス電荷が帯電物体１のプラス電荷に引き付けられる。したがって、コンデンサ３の一方の端子３ａ側にプラスの電荷が誘導されることになる。そのため、コンデンサ３の端子３ａ，３ｂ間にはプラスの誘導電圧が発生する。
このように、帯電物体１からの放電が発生しなくても、コンデンサ３の端子３ａ，３ｂ間に誘導電圧が発生してしまう。そのため、実際に放電が発生したときの、放電電荷量によって発生するコンデンサの端子３ａ，３ｂ間の電圧が、上記誘導電圧の影響を受け、その結果、放電電荷量を正確に測定できなくなってしまう。
例えば、帯電物体１がプラスに帯電していた場合、先端２ａが帯電物体１に近づくと、検出端子２内のマイナス電荷が帯電物体１のプラス電荷に引き付けられる。したがって、コンデンサ３の一方の端子３ａ側にプラスの電荷が誘導されることになる。そのため、コンデンサ３の端子３ａ，３ｂ間にはプラスの誘導電圧が発生する。
このように、帯電物体１からの放電が発生しなくても、コンデンサ３の端子３ａ，３ｂ間に誘導電圧が発生してしまう。そのため、実際に放電が発生したときの、放電電荷量によって発生するコンデンサの端子３ａ，３ｂ間の電圧が、上記誘導電圧の影響を受け、その結果、放電電荷量を正確に測定できなくなってしまう。
【0005】
この発明の目的は、測定対象物の放電電荷量を正確、簡単に測定できる放電電荷量測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第１の発明は、静電気帯電した測定対象物に接近させる検出端子と、一方の端子が上記検出端子に接続されるとともに他方の端子が接地されたコンデンサと、上記コンデンサに並列に接続された抵抗体と、上記コンデンサの端子間電圧を測定する電圧測定手段と、上記電圧測定手段で測定された電圧値のピーク値を検出するピーク検出手段と、上記ピーク検出手段で検出された上記ピーク値を電荷量に変換する変換手段とを備え、上記ピーク検出手段は、予め設定されたサンプリング時間Δｔごとに上記電圧測定手段で測定された端子間電圧をサンプリングし、サンプリングした電圧値の最高値をピーク値として特定する機能を備えるとともに、上記コンデンサの静電容量Ｃ、上記抵抗体の抵抗値Ｒ、及び上記サンプリング時間Δｔのそれぞれは、Ｃ×Ｒ＞Δｔを満足する範囲で設定されている。
【0007】
第２の発明は、静電気帯電した測定対象物に接触させる検出端子と、上記検出端子に接続され、上記測定対象物からの放電電荷を蓄積するコンデンサと、上記コンデンサに並列に接続された抵抗体と、上記コンデンサの端子間電圧を測定する電圧測定手段と、上記電圧測定手段で測定された電圧値を電荷量に変換する変換手段と上記変換手段で変換された電荷量のピーク値を検出するピーク検出手段とを備え、上記ピーク検出手段は、予め設定されたサンプリング時間Δｔごとに上記変換手段で変換された電荷量をサンプリングし、サンプリングした電荷量の最高値をピーク値として特定する機能を備えるとともに、上記コンデンサの静電容量Ｃ、上記抵抗体の抵抗値Ｒ、及び上記サンプリング時間Δｔのそれぞれは、Ｃ・Ｒ＞Δｔを満足する範囲で設定されている。
【0008】
第３の発明は、上記静電容量Ｃと上記抵抗値Ｒ、及び上記サンプリング時間Δｔが、Ｃ・Ｒ≧５０×Δｔを満足する。
【発明の効果】
【0010】
第１，２の発明によれば、帯電物体に検出端子を近づける過程で誘導される電荷を、抵抗体を介してアースへ逃がすことができるので、放電によって発生するコンデンサの端子間電圧が誘導電圧の影響を受けることを防止できる。さらに、コンデンサの静電容量Ｃ及び抵抗体の抵抗値Ｒを、コンデンサの端子間電圧の減衰時定数が、サンプリング時間Δｔより大きくなるように設定しているので、コンデンサの端子間電圧のピーク値をより正確に特定することができる。その結果、コンデンサに蓄積された電荷量を正確に測定することができる。
【0011】
第３の発明によれば、電圧のピーク値をより正確に検出でき、放電電荷量を正確に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
［実施形態］
この発明の一実施形態を説明する。図１は、実施形態の放電電荷量測定装置の回路図、図２は実施形態のコンデンサの端子間電圧の変化を示すグラフ、図３は、実施形態の放電電荷量測定装置を用いた電荷量の測定結果を示したグラフである。
この発明の一実施形態を説明する。図１は、実施形態の放電電荷量測定装置の回路図、図２は実施形態のコンデンサの端子間電圧の変化を示すグラフ、図３は、実施形態の放電電荷量測定装置を用いた電荷量の測定結果を示したグラフである。
【0015】
この実施形態の放電電荷量測定装置は、図１に示すように、先端２ａをコロナ放電が発生しにくい形状にした検出端子２を備え、この検出端子２に一方の端子３ａを接続するとともに他方の端子３ｂを接地させたコンデンサ３を備えている。そして、従来と同様に、コンデンサ３の端子間電圧を測定する電圧測定手段である電圧測定部４を備えている。ただし、この実施形態では、コンデンサ３に並列に抵抗体５が接続されている。
【0016】
そして、上記コンデンサ３の静電容量はＣ［Ｆ］、抵抗体５の抵抗値はＲ［Ω］である。
なお、上記コロナ放電が発生しにくい形状とは、帯電物体１からの放電が尖端などの周りで持続するコロナ放電にならないような形状である。具体的には、直径が２０［ｍｍ］以上の球形である。このように検出端子２の先端２ａの直径を大きくすることで球表面の曲率が小さくなり、検出端子２の先端２ａを帯電物体１に接近させても、帯電物体１からの電界が先端２ａの球形表面の一箇所に集中しなくなる。そのため、検出端子２の先端２ａ付近でコロナ放電が発生しにくくなり、帯電物体１からはパルス状の放電が発生する。
なお、上記コロナ放電が発生しにくい形状とは、帯電物体１からの放電が尖端などの周りで持続するコロナ放電にならないような形状である。具体的には、直径が２０［ｍｍ］以上の球形である。このように検出端子２の先端２ａの直径を大きくすることで球表面の曲率が小さくなり、検出端子２の先端２ａを帯電物体１に接近させても、帯電物体１からの電界が先端２ａの球形表面の一箇所に集中しなくなる。そのため、検出端子２の先端２ａ付近でコロナ放電が発生しにくくなり、帯電物体１からはパルス状の放電が発生する。
【0017】
もし、検出端子２の曲率を大きくすると、帯電物体１からの電界が検出端子２の球面の一箇所に集中して、パルス状の放電が発生する前にコロナ放電が発生してしまう。このような場合には、帯電物体１の帯電電荷をコロナ放電によって逃がした後に発生したパルス状の放電の放電電荷量を測定することになるため、帯電物体１が保持していた電荷量に相当する、パルス状の放電の放電電荷量を正確に測定できない。つまり、この実施形態で、検出端子２の先端２ａをコロナ放電が発生し難い形状にしたのは、帯電物体１から発生する一つのパルス状の放電の放電電荷量の測定を可能にするためである。したがって、帯電物体１と対向する側の面が、曲率が小さい曲面などでとがった部分を持たなければ、検出端子２の先端２ａは球形でなくてもよい。
【0018】
また、上記電圧測定部４には、電圧測定部４が測定した電圧値のピーク値を検出して保持するピーク検出手段であるピーク検出部６が接続され、このピーク検出部６で検出された電圧のピーク値を電荷量に変換する変換部７（変換手段）が接続されている。さらに、変換部７が変換した電荷量の値を出力する出力部８を備えている。
【0019】
上記電圧測定部４は、コンデンサ３の端子３ａ，３ｂ間の電圧を連続して検出する機能を備えている。ピーク検出部６は、電圧測定部４で検出された電圧値をサンプリング時間Δｔで繰り返しサンプリングし、最高値をピーク値Ｖｐとして特定する機能を備えている。具体的には、ピーク検出部６は、測定開始時に電圧値Ｖ１をサンプリングしてその電圧値Ｖ１を保持し、そのサンプリング時間Δｔ後に再度、電圧値Ｖ２をサンプリングするとともに、この電圧値Ｖ２とＶ１とを比較して、大きい方の値を保持し、他方を消去することを一定時間繰り返し、その間の最大値をピーク値Ｖｐとして特定する。
【0020】
そして、この実施形態の放電電荷量測定装置においては、Ｃ×Ｒ≧サンプリング時間Δｔとなるようにしている。
上記Ｃ×Ｒは、放電電荷が充電されることによって上昇したコンデンサ３の端子間電圧が、最大電圧Ｖ０から減衰する際の時定数τ［Ｓ］に相当する。時定数τは、指数関数的に減衰するコンデンサ３の端子間電圧が最大電圧Ｖ０から、その３６．８％の電圧Ｖ１まで減衰する時間である（図２参照）。
上記Ｃ×Ｒは、放電電荷が充電されることによって上昇したコンデンサ３の端子間電圧が、最大電圧Ｖ０から減衰する際の時定数τ［Ｓ］に相当する。時定数τは、指数関数的に減衰するコンデンサ３の端子間電圧が最大電圧Ｖ０から、その３６．８％の電圧Ｖ１まで減衰する時間である（図２参照）。
【0021】
また、上記変換部７は、ピーク検出部６で特定し保持された電圧のピーク値Ｖｐを電荷量Ｑに変換して出力部８に対して出力する。変換部７は、上記ピーク値Ｖｐと上記コンデンサ３の静電容量Ｃとに基づいて、電荷量Ｑ＝Ｃ×Ｖｐを算出する。
出力部８は、入力された電荷量Ｑの値を表示したり、記録したりする機能を備えている。
なお、この実施形態では、コンデンサ３の静電容量Ｃ＝１［μＦ］、抵抗体５の抵抗値Ｒ＝１００［ｋΩ］、サンプリング時間Δｔ＝２［ｍＳ］とする。つまり、この実施形態では、時定数τ＝Ｃ×Ｒが、サンプリング時間Δｔの５０倍にしている。
出力部８は、入力された電荷量Ｑの値を表示したり、記録したりする機能を備えている。
なお、この実施形態では、コンデンサ３の静電容量Ｃ＝１［μＦ］、抵抗体５の抵抗値Ｒ＝１００［ｋΩ］、サンプリング時間Δｔ＝２［ｍＳ］とする。つまり、この実施形態では、時定数τ＝Ｃ×Ｒが、サンプリング時間Δｔの５０倍にしている。
【0022】
［作用・効果等］
上記のように構成されたこの実施形態の放電電荷量測定装置の作用等を説明する。
帯電物体１の放電電荷量を測定する際には、帯電物体１からの放電が発生する距離まで、検出端子２の先端２ａを帯電物体１の表面に近づける。
この過程で、帯電物体１の電荷によって、検出端子２内において帯電物体１と逆極性の電荷が引き付けられ、コンデンサ３の一方の端子３ａには帯電物体１と同極性の電荷が誘導される。しかし、この実施形態では、コンデンサ３に並列に抵抗体５が接続されているので、コンデンサ３に蓄積された電荷は抵抗体５を介して接地へ流れる。
このように誘導電荷は接地へ流れるので、誘導電荷によるコンデンサ３の端子３ａ，３ｂ間の電圧はほとんど上昇せず、ほぼゼロに保たれる。
上記のように構成されたこの実施形態の放電電荷量測定装置の作用等を説明する。
帯電物体１の放電電荷量を測定する際には、帯電物体１からの放電が発生する距離まで、検出端子２の先端２ａを帯電物体１の表面に近づける。
この過程で、帯電物体１の電荷によって、検出端子２内において帯電物体１と逆極性の電荷が引き付けられ、コンデンサ３の一方の端子３ａには帯電物体１と同極性の電荷が誘導される。しかし、この実施形態では、コンデンサ３に並列に抵抗体５が接続されているので、コンデンサ３に蓄積された電荷は抵抗体５を介して接地へ流れる。
このように誘導電荷は接地へ流れるので、誘導電荷によるコンデンサ３の端子３ａ，３ｂ間の電圧はほとんど上昇せず、ほぼゼロに保たれる。
【0023】
上記先端２ａが一定以上近づくと、帯電物体１からパルス状の放電が発生し、瞬間的に放電電荷が検出端子２から流れ込んでコンデンサ３が充電される。このときコンデンサ３に蓄積された電荷は放電によるもので、誘導電荷による誘導電圧の影響をほとんど受けない。したがって、コンデンサ３の端子間電圧を測定することで、対応する放電電荷量を特定することができる。
【0024】
また、コンデンサ３に一旦蓄積された放電電荷も、時間とともに抵抗体５を介して接地へ流れてしまうため、コンデンサ３の端子間電圧Ｖは、図２のように減衰してしまう。そこで、ピーク検出部６は、次のようにしてコンデンサ３の端子間電圧のピーク値Ｖｐを検出して保持する。
ピーク検出部６は、上記電圧測定部４が測定したコンデンサ３の端子間電圧Ｖを、サンプリング時間Δｔ、ここでは２［ｍＳ］ごとにサンプリングする。そして、サンプリングした端子間電圧Ｖを対比し、ピーク値Ｖｐを特定して変換部７へ入力する。
ピーク検出部６は、上記電圧測定部４が測定したコンデンサ３の端子間電圧Ｖを、サンプリング時間Δｔ、ここでは２［ｍＳ］ごとにサンプリングする。そして、サンプリングした端子間電圧Ｖを対比し、ピーク値Ｖｐを特定して変換部７へ入力する。
【0025】
ピーク検出部６が特定して保持したピーク値Ｖｐが入力された変換部７は、上記ピーク値Ｖｐにコンデンサ３の静電容量Ｃを掛けて電荷量を算出し、出力部８に出力させる。上記変換部７には、コンデンサ３の静電容量Ｃの値が予め設定されている。
この実施形態では、誘導電荷が抵抗体５を介して接地へ流れるようにしているので、測定される端子間電圧が、従来のように誘導電荷の影響を受けない。
この実施形態では、誘導電荷が抵抗体５を介して接地へ流れるようにしているので、測定される端子間電圧が、従来のように誘導電荷の影響を受けない。
【0026】
また、ピーク検出部６のサンプリング時間Δｔを、コンデンサ３の静電容量Ｃと抵抗体５の抵抗値Ｒとの積である時定数τの５０分の１にしているので、ピーク値Ｖｐを正確に検出できる。
その理由を以下に説明する。
図２は、コンデンサ３の端子間電圧Ｖの変化のグラフである。帯電物体１からの放電が発生した瞬間ｔ０に、放電電荷がコンデンサ３に一気に流れ込んで端子間の電圧がＶ０まで上昇する。その後、コンデンサ３から抵抗体５を介して電荷が接地へ流れて、端子間電圧Ｖが減衰する。そして、時刻ｔ１で、最大電圧Ｖ０の３６．８［％］まで減衰する。この時刻ｔ０からｔ１までの時間が、上記時定数τである。
その理由を以下に説明する。
図２は、コンデンサ３の端子間電圧Ｖの変化のグラフである。帯電物体１からの放電が発生した瞬間ｔ０に、放電電荷がコンデンサ３に一気に流れ込んで端子間の電圧がＶ０まで上昇する。その後、コンデンサ３から抵抗体５を介して電荷が接地へ流れて、端子間電圧Ｖが減衰する。そして、時刻ｔ１で、最大電圧Ｖ０の３６．８［％］まで減衰する。この時刻ｔ０からｔ１までの時間が、上記時定数τである。
【0027】
このように端子間電圧Ｖが減衰する過程で、ピーク検出部６がサンプリング時間Δｔ＝２［ｍＳ］ごとに端子間電圧Ｖをサンプリングする。
一方、コンデンサ３の端子間電圧が減衰する時定数は、τ＝１００［ｍＳ］である。これに対し、ピーク検出部６は、上記サンプリング時間Δｔ＝２［ｍＳ］でサンプリングを実行するため、時定数τの時間内に５０回のサンプリングに基づいてピーク値Ｖｐが特定され保持されることになる。
このように、最大電圧Ｖ０がＶ１まで減衰するまでの間に５０回のサンプリングを行なってピーク検出部６がピーク値Ｖｐを検出することになるので、検出されたＶｐは最大電圧Ｖ０に近いものとなる。
一方、コンデンサ３の端子間電圧が減衰する時定数は、τ＝１００［ｍＳ］である。これに対し、ピーク検出部６は、上記サンプリング時間Δｔ＝２［ｍＳ］でサンプリングを実行するため、時定数τの時間内に５０回のサンプリングに基づいてピーク値Ｖｐが特定され保持されることになる。
このように、最大電圧Ｖ０がＶ１まで減衰するまでの間に５０回のサンプリングを行なってピーク検出部６がピーク値Ｖｐを検出することになるので、検出されたＶｐは最大電圧Ｖ０に近いものとなる。
【0028】
以下に、この実施形態の放電電荷量測定装置を用いた電荷量測定結果を説明する。
この実験では、上記帯電物体１の代わりに、市販のフィルムコンデンサに既知の値の電荷量を充電して用いた。実験で用いた電荷量は－１００００［ｎＣ］～＋１００００［ｎＣ］で、フィルムコンデンサには、±５００［ｎＣ］と、±１０００［ｎＣ］から１０００［ｎＣ］ずつを与えた。
そして、充電したフィルムコンデンサに検出端子２の先端２ａを接触させて放電させ、その時の放電電荷量を測定した。
この実験では、上記帯電物体１の代わりに、市販のフィルムコンデンサに既知の値の電荷量を充電して用いた。実験で用いた電荷量は－１００００［ｎＣ］～＋１００００［ｎＣ］で、フィルムコンデンサには、±５００［ｎＣ］と、±１０００［ｎＣ］から１０００［ｎＣ］ずつを与えた。
そして、充電したフィルムコンデンサに検出端子２の先端２ａを接触させて放電させ、その時の放電電荷量を測定した。
【0029】
この測定結果は、図３のグラフに示すとおりである。このグラフは、横軸をフィルムコンデンサの充電電荷量Ｑ１とし、縦軸を測定値Ｑｍとしている。
図３に示すように、実施形態の放電電荷量測定装置による測定値Ｑｍとフィルムコンデンサの充電電荷量Ｑ１とは一致し、この放電電荷量測定装置の信頼性が確認できた。
図３に示すように、実施形態の放電電荷量測定装置による測定値Ｑｍとフィルムコンデンサの充電電荷量Ｑ１とは一致し、この放電電荷量測定装置の信頼性が確認できた。
【0030】
実施形態の放電電荷測定装置では、コンデンサ３と並列に、接地に接続された抵抗体５を設けるとともに、時定数τに比べてサンプリング時間Δｔを小さくしているため、放電電荷量を精度よく測定できるようになった。
サンプリング時間Δｔは、小さければ小さいほどより最大電圧Ｖ０に近い値、つまり正確なピーク値Ｖｐを特定できることになる。ただし、サンプリング時間Δｔが時定数τ未満であれば、少なくとも１回は時定数τ内でのサンプリングが実行され、十分な検出精度が得られると考えられるが、上記のように５０分の１ならば、さらに精度が上がる。
また、時定数τは、静電容量Ｃ及び抵抗値Ｒによって設定できるので、ピーク検出部６のサンプリング時間Δτに応じて時定数τを調整することもできる。
サンプリング時間Δｔは、小さければ小さいほどより最大電圧Ｖ０に近い値、つまり正確なピーク値Ｖｐを特定できることになる。ただし、サンプリング時間Δｔが時定数τ未満であれば、少なくとも１回は時定数τ内でのサンプリングが実行され、十分な検出精度が得られると考えられるが、上記のように５０分の１ならば、さらに精度が上がる。
また、時定数τは、静電容量Ｃ及び抵抗値Ｒによって設定できるので、ピーク検出部６のサンプリング時間Δτに応じて時定数τを調整することもできる。
【0031】
ただし、繰り返し電荷量を測定する際には、コンデンサ３に蓄積された電荷をその都度すべて接地へ流さなければならない。したがって、時定数τが大きすぎて、上記端子間電圧の減衰時間を長く設定された測定装置は、繰り返しの電荷量測定には適さない。
上記端子間電圧Ｖが最大電圧Ｖ０からほぼゼロになるまでの時間は、時定数τの約５倍であるので、例えば、上記のように時定数τ＝１００［ｍＳ］ならば、約５００［ｍＳ］でコンデンサ３が空になる。また、時定数τ＝２００［ｍＳ］でも、約１［Ｓ］で、コンデンサ３が空になるので、１［Ｓ］間隔での測定も可能になる。
上記端子間電圧Ｖが最大電圧Ｖ０からほぼゼロになるまでの時間は、時定数τの約５倍であるので、例えば、上記のように時定数τ＝１００［ｍＳ］ならば、約５００［ｍＳ］でコンデンサ３が空になる。また、時定数τ＝２００［ｍＳ］でも、約１［Ｓ］で、コンデンサ３が空になるので、１［Ｓ］間隔での測定も可能になる。
【0032】
さらに、大きな放電電荷量を測定するためには、コンデンサ３の静電容量Ｃを大きくしなければならない。しかし、静電容量Ｃが放電電荷量と比べて大きすぎる場合には、端子間電圧が小さすぎて、検出精度が落ちてしまうこともある。また、コンデンサ３の端子間電圧の絶対値の大きさによって、対応する能力を有するピーク検出部６や変換部７、出力部８が必要になる。
【0033】
したがって、上記コンデンサ３の静電容量Ｃ、上記抵抗体５の抵抗値Ｒ、及び上記サンプリング時間Δｔのそれぞれは、使用目的などに応じ、Ｃ×Ｒ>Δｔを満足する範囲で設定すればよい。
なお、上記実施形態では、ピーク検出部６が、端子間電圧のピーク値Ｖｐを特定して保持した後に、その値を電荷量に変換するようにしているが、電圧測定部４の測定値をそのまま電荷量に変換し、その後、電荷量のピーク値を検出して保持するようにしてもよい。
この場合には、図１に示す電圧測定部４とピーク検出部６との間に変換部７が接続される。
なお、上記実施形態では、ピーク検出部６が、端子間電圧のピーク値Ｖｐを特定して保持した後に、その値を電荷量に変換するようにしているが、電圧測定部４の測定値をそのまま電荷量に変換し、その後、電荷量のピーク値を検出して保持するようにしてもよい。
この場合には、図１に示す電圧測定部４とピーク検出部６との間に変換部７が接続される。
【産業上の利用可能性】
【0034】
帯電物体からの放電電荷量を、簡単かつ正確に測定することができる。
【符号の説明】
【0035】
１ 測定対象物
２ 検出端子
２ａ （検出端子の）先端
３ コンデンサ
３ａ，３ｂ （コンデンサの）端子
４ （電圧測定手段）電圧測定部
５ 抵抗体
６ （ピーク検出手段）ピーク検出部
７ 変換部
２ 検出端子
２ａ （検出端子の）先端
３ コンデンサ
３ａ，３ｂ （コンデンサの）端子
４ （電圧測定手段）電圧測定部
５ 抵抗体
６ （ピーク検出手段）ピーク検出部
７ 変換部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】