[發(fā)明專利]一種測量單個帶電顆粒荷質(zhì)比的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610943343.0
• 申請日: 2016-10-26
• 公開（公告）號: CN107037275B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設計）人: 富慶飛;楊立軍;謝絡;覃粒子
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01R29/24
• 分類號: G01R29/24
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產(chǎn)權代理有限公司 11129
• 代理人: 吳小燦

1.一種測量單個帶電顆粒荷質(zhì)比的裝置，其特征在于，包括勻強電場產(chǎn)生裝置以及光柵測距系統(tǒng)，所述勻強電場產(chǎn)生裝置用于使帶電顆粒在勻強電場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的勻強電場中做勻加速運動，所述光柵測距系統(tǒng)用于獲得帶電顆粒在勻強電場運動的軌跡；所述光柵測距系統(tǒng)產(chǎn)生具有一定間距的光軸陣列，當帶電顆粒在勻強電場中運動時，將帶電顆粒通過第1根光軸的時刻記為0，測得帶電顆粒通過第i+1根光軸的時刻t_i以及帶電顆粒通過第j+1根光軸的時刻t_j

由公式：

即可得出單個帶電顆粒的荷質(zhì)比：其中，q為單個帶電顆粒的電量，m為單個帶電顆粒的質(zhì)量，E為勻強電場的電場強度，d₀為相鄰兩根光軸之間的距離。

2.根據(jù)權利要求1所述的測量單個帶電顆粒荷質(zhì)比的裝置，其特征在于，所述勻強電場產(chǎn)生裝置包括直流高壓發(fā)生器、靜電電壓表、兩個相互平行的平板電極；所述直流高壓發(fā)生器的輸出端通過導線與一個平板電極相連接，另一個平板電極接地，從而產(chǎn)生勻強電場；所述靜電電壓表與高壓發(fā)生器并聯(lián)。

3.根據(jù)權利要求2所述的測量單個帶電顆粒荷質(zhì)比的裝置，其特征在于，所述兩個相互平行的平板電極產(chǎn)生的勻強電場方向與重力方向相垂直，所述帶電顆粒自由落體滴入勻強電場。

4.根據(jù)權利要求3所述的測量單個帶電顆粒荷質(zhì)比的裝置，其特征在于，所述兩個相互平行的平板電極為紫銅板，每個紫銅板的外側(cè)依次鑲嵌聚四氟乙烯和絕緣有機玻璃。

5.根據(jù)權利要求4所述的測量單個帶電顆粒荷質(zhì)比的裝置，其特征在于，所述兩個紫銅板之間的距離D≥5cm。

6.根據(jù)權利要求5所述的測量單個帶電顆粒荷質(zhì)比的裝置，其特征在于，所述帶電顆粒的直徑≤5％D，以保證帶電顆粒所帶電荷產(chǎn)生的電場對勻強電場的影響可以忽略。

7.根據(jù)權利要求1所述的測量單個帶電顆粒荷質(zhì)比的裝置，其特征在于，所述光柵測距系統(tǒng)包括發(fā)射器、收光器、計算機或控制器、同步計時器，所述發(fā)射器和收光器平行放置，所述發(fā)射器和收光器之間產(chǎn)生等間距的光軸陣列，所述收光器與計算機或控制器相連，計算機或控制器和同步計時器相連。

8.根據(jù)權利要求7所述的測量單個帶電顆粒荷質(zhì)比的裝置，其特征在于，所述發(fā)射器為激光發(fā)射器，產(chǎn)生的等間距的激光光軸陣列垂直于所述勻強電場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的勻強電場方向，所述帶電顆粒可以通過激光。

9.根據(jù)權利要求7或8所述的測量單個帶電顆粒荷質(zhì)比的裝置，其特征在于，所述光軸陣列的光軸距d₀可以根據(jù)帶電顆粒的直徑進行調(diào)節(jié)，所述光軸距d₀與帶電顆粒直徑的關系是：帶電顆粒的直徑≤10％d₀。

10.根據(jù)權利要求1所述的測量單個帶電顆粒荷質(zhì)比的裝置，其特征在于，所述帶電顆粒為帶電液滴，包括絕緣的電介質(zhì)液滴或?qū)щ姷碾娊赓|(zhì)液滴。