Измерители статики: контроль невидимого заряда. Как обнаружить статическое электричество?

01.08.2025

Как обнаружить и замерить статическое электричество?

При первом столкновении со статическим электричеством многие впадают в панику – ведь совсем непонятно, что это такое, откуда взялось, насколько сильный заряд и что с ним делать? Статические электрические заряды — тема неприятная, но не безвыходная. В этой статье мы постараемся ответить на все эти вопросы и развеять распространенные мифы.

Что такое статическое электричество и как его измерить?

Статическое электричество — это накопленный электрический заряд, который сохраняется в одном месте. Это явление возникает, когда электроны, вращающиеся вокруг ядра атома, переходят от одного материала к другому при их контакте и последующем разделении. Материал, отдающий электроны, приобретает положительный заряд, а материал, принимающий их, — отрицательный. Этот процесс называется трибоэлектрическим эффектом. Когда материалы хорошо проводят электричество, поверхностный заряд рассеивается быстро. Но если предмет или окружающая среда не проводит электрический ток, электроны накапливаются. В подходящих условиях, например, при наличии заземленного предмета или предмета с противоположным зарядом, электроны могут высвободиться, что приводит к электрическому разряду.

Если бытовой заряд относительно безопасен (лёгкий удар током от дверной ручки знаком каждому), статическое электричество на производстве гораздо опаснее, ведь там есть шестерни, ремни и сыпучие порошки, которые быстро накапливают большой статический заряд и легко «делятся» им с людьми, а также могут привести к сбоям на производстве.

Статический разряд бывает трех видов:

Искровой разряд может возникнуть от электрически изолированного объекта с умеренной проводимостью. Это может быть человек, который является частью механизма, или сам электроинструмент.
Кистевой разряд образуется, когда острые детали техники накапливают заряд на своих диэлектрических поверхностях. Этот разряд менее энергоемкий и менее опасный, чем искровой. Он проявляется в виде слабого свечения вокруг острых краев.
Кистевой скользящий разряд возникает при трении синтетического материала с высоким удельным сопротивлением. Этот тип разряда также опасен, так как его эффект сравним с разрядкой плоского конденсатора.

Факторы, влияющие на скорость накопления заряда:

Тип материалов: для накопления статического электричества необходимы два разнородных материала, соприкасающихся друг с другом. Важны их проводящие свойства. Например, резина и шерсть быстро накапливают статический заряд.
Наличие примесей: пыль и посторонние ионы могут как усиливать, так и ослаблять накопление заряда, в зависимости от своей электропроводности.
Площадь контакта: большая площадь соприкосновения способствует перемещению электронов между материалами. Шероховатые поверхности увеличивают фактическую площадь контакта.
Скорость разделения: чем быстрее разделяются материалы, тем меньше вероятность возврата электронов в основное тело и тем больше накапливается заряд. Это хорошо видно при резком отрывании скотча от поверхности.
Трение: трение увеличивает площадь контакта за счет соприкосновения неровностей на обеих поверхностях. Тепло, выделяемое при этом, облегчает перемещение электронов. В высокоскоростных производственных линиях с интенсивным контактом часто возникают статические заряды.
Влажность и температурные скачки: влажность увеличивает утечку заряда через окружающий воздух, что снижает его накопление. В сухой атмосфере заряд накапливается сильнее.

Примеры возникновения статики:

Шестерни и ремни: клиновые ремни, в основном плоские, особенно подвержены накоплению статического заряда из-за трения между ремнем и шкивом. Резиновые конвейерные ленты, используемые в системах транспортировки материалов, не вызывают значительного накопления заряда из-за низкой линейной скорости.
Засыпка порошков: при загрузке измельчённых непроводящих частиц в желоба или лотки, мелкие частицы трутся друг о друга и о стенки, что вызывает накопление статического электричества.
Струйные форсунки: мелкие капли и частицы, вылетающие из форсунок вместе с воздухом, газами, жидкостью, несут на себе заряд (пескоструйная обработка, торкретирование/напыление бетона).
Металлические резервуары: если они установлены на непроводящую поверхность без заземления. В этом случае заряд накапливается.
Резиновые колёсики на мебели и автомобильные шины на дороге при движении по непроводящим поверхностям. Трение резины вызывает накопление статического электричества.
Ткани, особенно синтетические: они часто накапливают статический заряд.

Крайне важно проанализировать потенциал накопления статического электричества на объектах и разработать меры защиты, такие как заземление, увлажнение воздуха и использование антистатических материалов.

Измерители электростатического поля

Для того, чтобы дать определение невидимому глазу статическому заряду – используйте измерители статики. С их помощью вы сможете легко обнаружить статику, определить величину и полярность статического заряда, что позволит эффективно подобрать средства устранения статического электричества. И что приятно – в памяти прибора будут сохранены все показатели полярности, напряженность электрического поля, и вы всегда сможете извлекать и передавать данные, получаемые измерителем, с помощью аналогового выхода.

При использовании прибора нужно соблюдать следующие правила:

Измерения должны проводиться с поверхности объекта. Но при этом он должен находиться в свободном состоянии, не должно быть контакта с деталями машин. Только так можно получить достоверные результаты. Если у вас есть потребность в измерении труднодоступных мест – то используйте измеритель электростатического поля Elektrofeldmeter EFM 122, в остальных 80% случаев вам подойдет любой измеритель (Simco FMX-004, Fraser EX715/ 715, ION Check, Elektrofeldmeter EFM 022, измеритель DR).
Нельзя снимать показания в тот момент, когда происходит контакт, на какое-то время значение заряда приблизиться к нулю, но потом оно вернется к прежнему значению.
Перед использованием прибора подключите к нему шнур для заземления, чтобы статика не скапливалась на измерителе и не стала причиной искры.
Прибор поднесите к объекту на расстояние не больше 10 см. Полученный результат выводится на монитор. Там же отражается полярность заряда, она может быть положительной или отрицательной.

Мы предлагаем широкий ассортимент измерителей статики как европейского, так и российского производства. Многие модели уже находятся на нашем складе в Санкт-Петербурге, что позволяет быстро доставить товары нашим клиентам.

Измеритель Dr. Statik (Россия)

Разработанный для анализа производственных проблем, связанных со статическим электричеством, измеритель Dr. Statik сочетает в себе точность, надежность и простоту использования. Он стал выбором многих инженеров благодаря своим выдающимся характеристикам.

Особенности и преимущества:

Измеряет статическое электричество на расстоянии до 100 мм.
Определяет величину и полярность статического заряда для анализа производственных процессов.
Контролирует эффективность устранения статического электричества.

Измеритель статического заряда модель 715 (Fraser, Англия)

Преимущества этого измерителя:

Компактный размер для удобного использования.
Помогает определить оптимальные внутрипроизводственные условия: заряд на поверхности материалов и уровень заряда на объектах в процессе их обработки.
Возможность сохранения данных на LCD экране.

Измеритель EX715 взрывобезопасный (Fraser) Англия

Этот взрывобезопасный измеритель статического заряда специально разработан для работы в опасных атмосферных условиях, предоставляет важные данные для анализа.

Измеритель статики, модель FMX-004 (Simco)

FMX-004 — карманный измеритель электростатического поля, который позволяет проводить измерения в труднодоступных местах.

Два светодиода для правильного расстояния измерения.
Отображение состояния батареи на дисплее.

Измеритель электростатического поля EFM 022 (Германия)

Электростатический измеритель EFM 022 прост в использовании благодаря компактному дизайну. Он позволяет измерять потенциал и локализовать статические заряды на различных материалах.