(57)【要約】【課題】  防爆仕様を可能にしながら、検出感度を向上した静電気測定装置を提供すること。【解決手段】  ケーシング１と、このケーシング１内に設けられ、対向する帯電物体３の帯電電位に応じて誘導される誘導電流を出力する検出電極１３と、このケーシング１において上記検出電極１３と上記帯電物体３との間に設けられた接地電極１５と、上記検出電極１３と接地電極１５とを相対回転させるエアモータ１８と、上記検出電極１３と上記接地電極１５との相対位置を検出する回転位置センサ２０と、上記検出電極１３から出力される誘導電流を検出する検出回路７と、上記検出回路７の信号と上記回転位置センサ２０の信号とから極性を特定する極性判定回路１２とが設けられ、上記エアモータ１８を駆動して上記検出電極１３と接地電極１５とを相対回転させ、その相対回転の過程で、上記検出電極１３と帯電物体３との対向面積を一定の周期で変化させる。【選択図】  図１
2020060529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、
このケーシング内に設けられ、対向する帯電物体の帯電電位に応じて誘導される誘導電流を出力する検出電極と、
このケーシングにおいて上記検出電極と上記帯電物体との間に設けられた接地電極と、
上記検出電極と接地電極とを相対回転させるエアモータと、
上記検出電極と上記接地電極との相対位置を検出する回転位置センサと、
上記検出電極から出力される誘導電流を検出する検出回路と、
上記検出回路の信号と上記回転位置センサの信号とから極性を特定する極性判定回路と
が設けられ、
上記エアモータを駆動して上記検出電極と接地電極とを相対回転させ、その相対回転の過程で、上記検出電極と帯電物体との対向面積を一定の周期で変化させる静電気測定装置。
【請求項２】
上記エアモータからの排気の一部もしくは全部を上記ケーシング内に導く導入部が設けられるとともに、
上記導入部から導かれた上記排気を排出する排出孔が上記検出電極の周囲に形成された請求項１に記載の静電気測定装置。
【請求項３】
上記検出電極が扇形板を備え、
上記接地電極には上記検出電極の扇形板と同一形状同一寸法の扇形板あるいは扇形開口のいずれか一方を備え、
上記検出電極と接地電極との相対回転の過程で、上記検出電極における扇形板の合計面積が、上記検出電極と帯電物体との対向面積の最大値になるとともに、
上記検出電極の扇形板の合計面積が、上記検出電極の外周が描く円の面積の二分の一になる寸法を保った請求項１または２に記載の静電気測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、帯電物体の帯電電位や、帯電物体に基づく静電電界などを検出する静電気測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、帯電物体の帯電電位に基づく静電界を検出する静電気測定装置が知られている。その検出原理は、帯電物体に検出電極を対向させると、この検出電極に、帯電物体の帯電電位と帯電物体までの距離とに応じた電荷が誘導されることを利用したものである。
【０００３】
上記帯電物体には、例えば、サイロや輸送管内を浮遊・流動している粉体や液滴等がある。
これら粉体や液滴等の粒子群は、粒子どうしの摩擦や、サイロや輸送管の内壁との摩擦によってプラスまたはマイナスに帯電しやすい。このような摩擦による帯電量が大きくなると、静電気放電をおこす場合がある。この放電が着火性放電であると、可燃性粉体やガス・蒸気等の着火源となり、爆発や火災の発生する原因になる。そこで、上記静電気測定装置は、粒子群などの帯電状態を継続的に測定し、上記の着火性放電が起こらないように監視するために用いられている。
そのため、この種の静電気測定装置は、自身が着火原因となることがないように、防爆対策がされていた。
【０００４】
例えば、図５に示す従来の静電気測定装置は、筒状のケーシング１内に検出電極２を備え、ケーシング１の外部の帯電物体３の帯電電位に基づいて検出電極２に誘導された電荷に応じて発生する誘導電流を検出する装置である。
上記検出電極２は、図６に破線で示すように複数の扇形板２ａを備えた電極で、それらを結合した中心Ｏ１に導電体からなる回転軸４を取り付けている。そして、この回転軸４は絶縁性の連結部材５を介して電動モータ６に連結され、この電動モータ６の駆動力で検出電極２を回転させるようにしている。そして、上記回転軸４は検出回路７に電気的に接続されている。
【０００５】
また、上記ケーシング１の開口１ａは、接地電極８で塞がれているが、この接地電極８には、検出電極２の回転方向に等間隔を保った複数のスリット８ａが形成されている。したがって、検出電極２の扇形板２ａが回転すれば、検出電極２と帯電物体３とがスリット８ａを介して対向したり、その対向が遮断されたりする。
さらに、上記導電体からなる回転軸４は、誘導電流を検出する検出回路７を介してアースに接続されている。したがって、検出電極２に誘導された電荷に応じて発生する誘導電流をこの検出回路７で検出することができる。
【０００６】
上記のように検出電極２と接地電極８とを相対回転させて、検出電極２と帯電物体３とをスリット８ａを介して対向させたり、その対向を遮断したりするようにしているのは、次の理由からである。
上記のようにした装置では、検出電極２が接地電極８によって帯電物体３との対向を遮断された位置から徐々にスリット８ａの方に移動して、帯電物体３と検出電極２との対向面積が徐々に大きくなると、それに伴い検出電極２内の電荷が検出電極２の表面に誘導される。例えば、図７（ａ）に示すように帯電物体３の帯電電位の極性が正であって、検出電極２と帯電物体３とがスリット８ａを介して対向すると、検出電極２の帯電物体３との対向面に検出電極２内の負の電荷が引き付けられる。このように負の電荷が帯電物体３に引き付けられれば、この負の電荷と等量の正の電荷が上記検出回路７側の面に誘導される。
【０００７】
そして、検出電極２と帯電物体３との対向面積が大きくなれば、その分帯電物体３に引き付けられる負の電荷が多くなり、図７（ｂ）に示すように、検出電極２がスリット８ａの全開口と重なる位置になると、帯電物体３に引き付けられた負の電荷が最大となる。このように、帯電物体３側に引き付けられる負の電荷の量が増加する過程で、検出回路７側に誘導される正の電荷も増加する。
また、図７（ｂ）状態から検出電極２が移動して帯電物体３と検出電極２の対向面積が徐々に小さくなる過程では、接地電極８によって帯電物体３との対向が遮断された部分に引き付けられていた負の電荷がフリーになるので検出電極７側の正の電荷と中和する。そのため、図７（ｃ）に示すように検出電極２の表面に誘導されていた誘導電荷が減少することになる。
【０００８】
さらに、検出電極２が移動して接地電極８が検出電極２と帯電物体３との対向を完全に遮断すると、検出電極２は帯電物体３の影響を受けなくなり、誘導電荷はゼロになる。
上記のような検出電極２の検出回路７側表面に誘導される電荷の変化は図８に示すようになる。この図８は、検出電極２において検出回路７側の面に誘導される誘導電荷ｑを示したものである。そして、この誘導電荷ｑは検出電極２と帯電物体３との対向面積が最大のときにピーク値となり、対向面積が最小のとき最小値となり、その極性は帯電物体３の帯電極性と一致する。
【０００９】
上記誘導電荷ｑは、検出回路７を介してアースへ流れるので、この誘導電荷ｑに基づく誘導電流Ｉを検出回路７で検出できる。この誘導電流Ｉは上記誘導電荷ｑの時間微分値になるので、図８に示す誘導電荷ｑの変化に対し位相差を生じ、例えば検出電極２からアースへ流れる電流を正の電流とし、アースから検出電極２へ流れる電流を負の電流として、図９に示すような信号波形となる。
【００１０】
このように検出電極２と帯電物体３とをスリット８ａを介して対向させたり、その対向を遮断したりするたびに、検出回路７は上記誘導電流を検出することができる。そして、検出回数を多くすればするほど、その検出精度を上げることができる。
この検出回数は、スリット８ａの回転方向の間隔と検出電極２の回転数とで決まる。このように検出回数を多くするために、検出電極２と接地電極８とを相対回転させるようにしているのである。
【００１１】
また、上記誘導電流の大きさは、検出電極２と帯電物体３との対向面積、すなわちスリット８ａの開口面積に依存することになる。
上記のことからも明らかなように、誘導電流の検出精度は、検出電極２と接地電極８との相対回転数及びスリット８ａの開口面積に依存する。
したがって、スリット８ａの開口面積が小さければ誘導電流の検出精度が低くなってしまう。
なお、上記では帯電物体３の極性が正の場合について説明したが、帯電物体３が負の場合には、誘導電流の方向が上記とは反対になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第８５３６８７９号公報
【特許文献２】特開２００３−０２１６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
また、上記従来の静電気測定装置では、検出電極２と接地電極８とを相対回転させる駆動源として電動モータ６を用いていたが、この電動モータ６がショートして火花を発生することを想定して防爆対策が施されていた。つまり、ケーシング１の内圧を外部の圧力よりも高くして、外部の可燃性物質がケーシング１内に侵入しないようにしていた。
このようにケーシング１の内圧を高く維持するために、ケーシング１に防爆用気体供給源９から高圧の気体を供給している。しかし、防爆用気体供給源９を設けたとしても、上記スリット８ａの開口が大きければ、内圧を高くすることはできない。
【００１４】
このようにケーシング１の内圧を一定以上高く維持するために、従来の装置ではスリット８ａの開口面積を小さくせざるをえなかった。しかし、上記したようにスリット８ａの開口面積が小さければ、検出電極２と帯電物体3との対向面積が小さくなり、検出精度が低くなってしまうという問題があった。
なお、図５中符号１０は圧力センサ、符号１２は帯電物体３の帯電極性を判定する極性判定回路である。
【００１５】
上記圧力センサ１０は、スリット８ａと検出電極２との相対位置に応じて変化するケーシング１の内圧を検出する。検出電極２と帯電物体３とがスリット８ａを介して対向するときには、スリット８ａが検出電極２で塞がれることになるので、ケーシング１の内圧が相対的に高くなり、検出電極２と帯電物体３との対向を接地電極８で遮断されるときには、スリット８ａを介してケーシング１の内外が連通するので、ケーシング１の内圧が相対的に低くなる。
【００１６】
上記のようなケーシング１の内圧の変化から、検出電極２が帯電物体３と対向しているときなのか、対向が遮断されているときなのかを判定できる。したがって、極性判定回路１２は圧力センサ１０の検出信号と検出回路７からの検出信号とに基づいて帯電物体３の帯電極性を判定することができる。
この発明の目的は、例えば可燃性雰囲気のような防爆仕様を必要とするような環境でも使用でき、誘導電流の検出感度が高い静電気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】
【００１７】
第１の発明は、ケーシングと、このケーシング内に設けられ、対向する帯電物体の帯電電位に応じて誘導される誘導電流を出力する検出電極と、このケーシングにおいて上記検出電極と上記帯電物体との間に設けられた接地電極と、上記検出電極と接地電極とを相対回転させるエアモータと、上記検出電極と上記接地電極との相対位置を検出する回転位置センサと、上記検出電極から出力される誘導電流を検出する検出回路と、上記検出回路の信号と上記回転位置センサの信号とから極性を特定する極性判定回路とが設けられ、上記エアモータを駆動して上記検出電極と接地電極とを相対回転させ、その相対回転の過程で、上記検出電極と帯電物体との対向面積を一定の周期で変化させる。
【００１８】
第２の発明は、上記エアモータからの排気の一部もしくは全部を上記ケーシング内に導く導入部が設けられるとともに、上記導入部から導かれた上記排気を排出する排出孔が上記検出電極の周囲に形成されている。
【００１９】
第３の発明は、上記検出電極が扇形板を備え、上記接地電極には上記検出電極の扇形板と同一形状同一寸法の扇形板あるいは扇形開口のいずれか一方を備え、上記検出電極と接地電極との相対回転の過程で、上記検出電極における扇形板の合計面積が、上記検出電極と帯電物体との対向面積の最大値になるとともに、上記検出電極の扇形板の合計面積が、上記検出電極の外周が描く円の面積の二分の一になる寸法を保っている。
なお、上記検出電極の扇形円は、半円であってもよいし、半円よりも小さい複数の扇形で形成されていてもよい。
また、検出電極と帯電物体との対向面積が最大となるのは、検出電極の扇形板と接地電極の扇形板との重なりがない状態、もしくは接地電極の扇形開口とが完全に重なった状態である。
【発明の効果】
【００２０】
第１の発明によれば、検出電極と接地電極とを相対回転させるためにエアモータを用いているので、エアモータから放電火花などが発生する心配がない。そのため、電動モータを用いた従来のように、ケーシングの内圧を一定以上に高く維持して内圧防爆を実現する必要がなくなった。
このようにケーシング内の圧力を一定値以上に維持する必要がないので、例えば接地電極の開口面積を大きくして、その開口を介して検出電極と帯電物体とが対向する対向面積を十分に大きくすることができる。帯電物体との対向面積が大きくなれば、誘導電流値が大きくなって検出感度を上げることができる。
しかも、エアモータを用いることで検出回路等を本質安全防爆化するだけで、防爆構造の静電気測定装置を実現でき、この装置を防爆仕様が必要な環境でも用いることができる。
【００２１】
また、この発明では、検出電極側から圧縮エアを噴出させることが必須ではない。そのため、例えば、空間に浮遊している帯電した粉体の静電気の測定にも使用できる。もし、内圧防爆を実現するためにケーシングから防爆用のガスを噴出させ、そのガスが粉体を攪拌してしまえば、静電気の状態も変化して正確な測定ができない可能性があるが、この発明の測定装置なら、そのような心配はない。
【００２２】
第２の発明によれば、エアモータの排気を検出電極の周囲に導くことができるので、この排気流によって検出電極に付着した塵などの異物を吹き飛ばして検出電極を清掃することができる。検出電極の表面に絶縁体が付着すれば、帯電物体による誘導電流が変化して測定精度が落ちてしまう。この発明では、エアモータの排気によって検出電極の表面を清浄に保てるので、検出精度を保つことができる。
【００２３】
第３の発明によれば、検出電極の全面を周期的に帯電物体に対向させることができ、検出感度を十分に上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明の第１実施形態の静電気測定装置のブロック図である。
【図２】第１実施形態の検出電極の平面図である。
【図３】第１実施形態の接地電極の平面図である。
【図４】第２実施形態の接地電極の平面図である。
【図５】従来の静電気測定装置のブロック図である。
【図６】従来の接地電極の平面図である。
【図７】誘導電流の検出原理を説明するための概略図である。
【図８】誘導電荷の変化の一例である。
【図９】誘導電流の検出波形の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１〜３を用いてこの発明の第１実施形態を説明する。なお、図１において従来と同様の構成要素には、図５と同じ符号を用い、個々についての説明は省略する。
この第１実施形態は、円筒形のケーシング１の開口１ａ側に検出電極１３が固定されている。
【００２６】
検出電極１３は、図２に示すように中心角を４５°とした４枚の扇形板１３ａからなり、図２では省略しているが、絶縁性の支持板１４の表面に後で説明する接地電極１５との相対回転方向に等間隔を保っている。したがって、これら扇形板１３ａの合計面積が検出電極１３の外周が描く円の二分の一の面積を占めている。
また、上記支持板１４は円盤状でその外周がケーシング１の内壁に固定されている。この支持板１４は、ケーシング１に対して固定されていればよく、その全外周がケーシング１の内壁に密着する必要はない。さらに、この支持板１４に開口が形成されていてもよく、後で説明するエアモータ１８や検出回路７などが設けられた空間とケーシング１の外部とが連通し、ケーシング１内に異物が侵入するようなことがあってもかまわない。
【００２７】
また、検出電極１３の上記扇形板１３ａを結合した中心には、接地電極１５に取り付けられた回転軸１６を貫通させる軸孔１３ｂが形成されている。そして、支持板１４の中心には、上記軸孔１３ｂに一致する軸孔１４ａが形成されるとともに、この軸孔１４ａに上記回転軸１６を回転自在に支持する軸受部材１７が設けられている。
【００２８】
また、上記ケーシング１の開口１ａ側で、上記検出電極１３と帯電物体３との間に位置する接地電極１５が設けられている。
この接地電極１５は、図３に示すように、外形を上記検出電極１３と等しくした金属製の板部材である。つまり、検出電極１３と同様に、複数の扇形板１５ａが回転方向に等間隔に配置されている。そして、この扇形板１５ａが、検出電極１３の扇形板１３ａと一致する形状を備え、回転方向に隣り合う扇形板１５ａと１５ａとの間には、一点鎖線で示した扇形の空間部１５ｂが介在し、この空間部１５ｂは上記扇形板１５ａ及び接地電極１３の各扇形板１３ａと一致する。
【００２９】
さらに、上記複数の扇形板１５ａの中心Ｏ２には導電性の回転軸１６を取り付け、この回転軸１６に、連結部材５を介してエアモータ１８の出力軸を連結している。このエアモータ１８は、コンプレッサなどの圧縮エア供給源１９に接続され、圧縮エアによって回転して接地電極１５を回転させるようにしている。なお、接地電極１５は、上記回転軸１６を介して接地されている。
【００３０】
上記のように構成された静電気測定装置では、接地電極１５が回転すると、扇形板１５ａと検出電極１３の扇形板１３ａとの重なり面積が周期的に増減し、検出電極１３と帯電物体３との対向面積が周期的に変化することになる。したがって、この対向面積と、帯電物体３の帯電電位に応じた誘導電荷が検出電極１３の表面に誘導され、この誘導電荷に基づいた誘電電流Ｉを検出回路７が検出する。
そして、接地電極１５の回転過程で、扇形板１５ａが扇形板１３ａと完全に重なったとき、帯電物体３と検出電極１３との対向面積がゼロになり、上記空間部１５ｂが検出電極１３の扇形板１３ａと一致したとき、扇形板１３ａの全面積が帯電物体３との対向面積となる。
このように接地電極１５の空間部１５ｂと検出電極１３とが重なったとき、検出電極１３と帯電物体３との対向面積最大になり、検出電極１３に誘導される誘導電荷ｑの量は最大になる。
【００３１】
一方、検出電極１３とアースとの間を流れる誘導電流Ｉは、上記したように検出電極１３の誘導電荷ｑを時間微分した値となるので、誘導電荷ｑの変化と位相差を生じた変化となる。その結果、この誘導電流Ｉのピーク値は、検出電極１３の面積の半分が接地電極１５の空間部１５ｂを介して帯電物体３と対向したときになり、そのピーク電流値を検出回路７で検出することになる。この誘導電流Ｉのピーク値の大きさは、誘導電荷ｑのピーク値に対応するので、検出電極１３と帯電物体３との対向面積の最大値が大きいほど大きくなる。そして、上記対向面積は、接地電極１５の空間部１５ｂの大きさで決まるので、空間部１５ｂが大きければ大きいほど、誘導電流Ｉの検出感度が高くなる。
【００３２】
この第１実施形態では、検出電極１３と接地電極１５とを相対回転させるためにエアモータ１８を利用している。そのため、従来のように電動モータ６の火花発生の可能性を考慮する必要がない。つまり、エアモータ１８を用いることで、検出電極１３と接地電極１５とを相対回転させる駆動源が着火原因となることがなく、本質安全防爆が実現できる。したがって、従来のようにケーシング１の内圧を一定以上に高く維持して内圧防爆を実現する必要がない。このようにケーシング１の内圧を高く維持する必要がないので、ケーシング１の開口１ａを接地電極１５で塞がなくてもよく、上記空間部１５ｂを図６のスリット８ａと比べて十分に大きくすることができる。
その結果、上記空間部１５ｂを介して対向する検出電極１３と帯電物体３との対向面積を大きくすることができ、検出感度を高くすることができる。
【００３３】
また、上記したように、検出電極１３が帯電物体３と対向しているときに検出回路７側に誘導される誘導電荷ｑの極性は帯電物体３の帯電極性と一致する。したがって、検出回路７が検出する誘導電流Ｉの流れ方向は帯電物体３の帯電極性によって異なる。しかし、検出回路７が検出する誘導電流Ｉは図９に示すように正負両方である。
そのため、帯電物体３の帯電極性を判定するためには、検出電極１３と帯電物体３との対向面積が増加する過程を検出する必要がある。上記対向面積が増加する過程で検出された誘導電流Ｉの極性が帯電物体３の帯電極性と一致するからである。
この第１実施形態では、接地電極１５と検出電極１３との相対回転位置を検出するための回転位置センサ２０を備え、その検出信号を、検出回路７からの誘導電流Ｉの検出信号とともに、極性判定回路１２に入力するようにしている。
【００３４】
この回転位置センサ２０は、上記回転軸１６に取り付けたマーカー２０ａと、回転するこのマーカー２０ａの位置を検出する検知部２０ｂとからなる。例えば、マーカー２０ａが永久磁石で、検知部２０ｂがホール素子を備えている場合、検知部２０ｂは回転軸１６の回転位置に応じて変化する磁界を検出し、その検出値に応じて回転軸１６の回転角度が特定できる。ただし、接地電極１５と検出電極１３との位置関係が把握できれば、上記回転位置センサ２０はどのような原理を利用したものでも構わない。
そして、極性判定回路１２は、上記回転位置センサ２０の検出信号から接地電極１５の回転位置を特定し、検出電極１３と帯電物体３との対向面積が増加する過程で検出回路７が検出した誘導電流Ｉの向き、すなわち検出値の極性に基づいて帯電物体３の極性を判定し、その結果を出力部１１に出力するようにしている。
【００３５】
また、この第１実施形態では上記エアモータ１８の排気を、図１の矢印ｘのようにケーシング１外に噴出させているが、この排気をケーシング１に導くようにしてもよい。例えば、二点鎖線で示すようなパイプなどで排気の導入部を構成してもよいし、エアモータ１８の排気口をケーシング１内に位置させてもよい。
そして、ケーシング１内に導いた排気を、検出電極１３の周囲に設けた図示しない排出孔から排出させれば、検出電極１３の表面を上記排気流によって清掃することができる。
【００３６】
検出電極１３の表面に塵などが付着すれば、誘導電流などを正確に測定することができなくなってしまうが、検出電極１３を排気流によって清浄に保てば、その検出精度を維持することができる。
なお、ケーシング１内に導いた排気を、検出電極１３の周囲から排出させる排出孔は、例えば検出電極１３を支持する支持板１４に形成したり、支持板１４とケーシング１の内壁との間に隙間として設けたりすればよい。
【００３７】
また、エアモータ１８からの排気のうち一部を検出電極１３の清掃用の流量とし、残りをケーシング１の外に直接噴出させるように上記導入部に分岐通路を設けてもよい。さらに、この分岐通路に、検出電極１３側から噴出される排気流量を調整するためのバルブなどの流量調整手段を設けてもよい。
例えば、帯電物体が流動する粉体などの場合、検出電極１３側から噴出する排気流量が多いと、排気の噴出圧によって上記粉体が吹き飛ばされてしまい、誘導電流などの検出値が変化してしまうことがあるが、帯電物体の形態に応じて検出電極１３の表面を清掃する排気流の流量を調整できれば、常に正確な測定ができることになる。
【００３８】
図４は、第２実施形態の接地電極２１の平面図である。この第２実施形態は、第１実施形態の接地電極１５を接地電極２１に換えたもので、その他の構成は第１実施形態と同じである。
この接地電極２１は、円盤状の金属板の中心０３の周囲に、上記検出電極１３の各扇形板１３ａと同形及び同一寸法を備えた扇形開口２１ａを形成したものである。そして、上記中心Ｏ３に導電性の回転軸１６を取り付け、エアモータ１８によってこの接地電極２１を回転させるようにしている。
【００３９】
この接地電極２１において、回転方向で隣り合う開口２１ａと２１ａとの間の扇形の閉鎖部２１ｂが、第１実施形態の接地電極１５の扇形板１５ａに相当する。そして、この接地電極２１と検出電極１３との相対回転過程で、検出電極１３の扇形板１３ａが、上記扇形開口２１ａとぴったり重なったとき、検出電極１３と帯電物体３との対向面積が最大となり、検出電極１３と上記閉鎖部２１ｂとがぴったり重なったとき、検出電極１３と帯電物体３との対向面積がゼロになる。そして、上記対向面積が変化する過程で、検出電極１３の表面に誘導される誘導電荷の変化に応じて流れ方向が周期的に変化する誘導電流Ｉを検出回路７が検出する。
【００４０】
この第２実施形態でも、電動モータに換えてエアモータ１８を用いているので、ケーシング１の内圧を一定以上に高く維持する必要がない。そのため、扇形開口２１ａの面積を十分に大きくして、検出感度を上げることができる。しかも、防爆仕様を必要とする環境でも使用することができる。
また、この第２実施形態の接地電極２１は、全体形状が円盤状なので、第１実施形態のように複数の扇形板で羽根状にしたものと比べて、回転時に外周がぶれにくく、より安定して回転させることができる。接地電極２１の回転にぶれがなければ、検出電極１３と帯電物体３との対向面積にも誤差が発生することなく、検出値の再現性がより高くなる。
【００４１】
なお、上記第１，２実施形態では、検出電極１３が４枚の扇形板１３ａで構成され、接地電極１５，２１の開口を上記扇形板１３ａと同一形状にしているが、検出電極１３と接地電極１５，２１との相対回転によって、検出電極１３と帯電物体３との対向面積がゼロから最大値まで周期的に変化するのであれば、検出電極１３の形状や、接地電極１５，２１の形状や大きさは限定されない。
ただし、接地電極１５の空間部１５ｂや接地電極２１の扇形開口２１ａの形状および寸法を検出電極１３と一致させれば、検出電極１３と帯電物体３との最大対向面積を検出電極１３の面積と等しくすることができ、検出電極１３の表面全体を帯電物体３と対向させることができる。
【００４２】
また、検出電極１３において、複数の扇形板１３ａの合計面積を上記検出電極１３の外周が描く円の面積の二分の一になるように等間隔に配置しているので、検出電極１３と帯電物体３との対向面積をゼロから最大面積まで連続的に変化させながら、帯電物体３との対向時間を最大にすることができる。そして、検出回路７が検出する誘電電流Ｉは、図８のようなバランスの良い波形になる。
【００４３】
また、上記第１，２実施形態では、固定された検出電極１３に対して接地電極１５，２１を回転させるようにしているが、接地電極１５，２１を固定して、検出電極１３を回転させるようにしてもよい。ただし、検出電極１３を回転させる場合には、誘導電流Ｉを取り出すための接点と回転軸１６とを摺動させなければならない。接点部分が摺動すれば、検出回路７にノイズが入り込む可能性がある。したがって、検出電極１３を回転させるよりも固定した方が、ノイズの影響を排除して検出精度を上げることができる。
【００４４】
さらに、上記検出回路７は、検出電極１３に誘導される誘導電流Ｉを検出しているが、この静電気測定装置では、誘導電流Ｉだけでなく、検出電極に誘導される誘導電荷量、帯電物体３の帯電電位や表面電荷量、帯電物体３によって形成される電界強度などを測定することもできる。
なお、上記実施形態では、測定装置を本質安全防爆とするために、ケーシング１内に設けられる検出回路７及び極性判定回路１２を、微弱な電源で動作可能にするとともに、回路内の配線間での短絡が発生ないように設計している。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
防爆仕様を必要とする環境で用いる静電気測定装置として最適である。
【符号の説明】
【００４６】
１    ケーシング
３    帯電物体
７    検出回路
１２    極性判定回路
１３    検出電極
１５    接地電極
１５ｂ    （接地電極の開口）空間部
１８    エアモータ
２０    回転位置センサ
２１    接地電極
２１ａ    開口
【図１】
2020060529.tif 000003
【図２】
2020060529.tif 000004
【図３】
2020060529.tif 000005
【図４】
2020060529.tif 000006
【図５】
2020060529.tif 000007
【図６】
2020060529.tif 000008
【図７】
2020060529.tif 000009
【図８】
2020060529.tif 000010
【図９】
2020060529.tif 000011