快速判断静电喷枪电场的新方法(梁继勇)

一种快速判断静电喷枪空间电场的方法

（四川材料与工艺研究所梁继勇）

在工作中，使用年限较长地静电喷枪有时会出现各种故障，尽管产生故障的原因以及故障的表现形式各不相同，然而从原理上来讲，均可将故障分为气路故障和电路故障。当静电喷枪发生故障时，首先须观察枪口喷出的粉末是否连续、均匀、可调，如果正常则应检查静电喷枪是否产生了喷粉所需要的高压静电，那么如何检查静电喷枪是否产生了高压静电呢？最直观和可靠的方法是检验在枪口的周围是否存在电场，如果按照常规的检验方法应选用直流电场强度测试仪，可以方便的测量出空间任意点的电场强度，从而确定静电喷枪是否产生了高压静电。然而由于直流电场强度测试仪价格昂贵，加之静电喷枪发生故障是一个小概率稀有事件，故用这种方法来检查枪口附近是否存在电场，其经济性较差。那么是否有一种简单易行、方便快捷、安全可靠的检查方法呢？经过我们的认真思考和反复试验最终找到了解决问题的方法，较好地解决了这个问题。

具体的方法如下：(1). 将被涂装工件可靠地接地，并用兆欧表予以检查；(2). 接通静电喷枪控制系统的电源和气源；(3). 将控制系统面板上的旋钮或按键设置在正常的工作位置；(4).压下静电喷枪的板机，并将枪口对准工件进行喷粉操作；(5).另外一人手握一支普通的试电笔，食指须接触到笔尾金属体，从枪身的右侧后部逐渐缓慢地向枪口处移动，且笔尖金属体不得接触枪身，与枪身保持２～５cm的距离（即试电笔在空间中运动）；(6).在试电笔从静电喷枪的后部向枪

口移动的过程中，仔细观测试电笔上氖管的亮度变化，如果亮度由暗逐渐地变亮，则说明静电喷枪在空间建立起了高压电场；如果氖管没有亮度，则说明静电喷枪没有在空间建立起高压电场。

这种检查静电喷枪周围空间是否存在电场的方法，我们认为之所以是正确的，是基于以下两点科学依据：(1).在高压静电喷涂中，高压静电是由高压静电发生器供给的。喷枪头部装有金属极针作为电极，当电极接通高压静电后，尖端产生电晕放电，在电极附近产生了密集的负电荷，由于工件接地，故在放电极针和工件之间形成了强电场，离开放电极针的电子，受这个强电场的加速作用下运动，跟空气分子激烈碰撞，使空气分子电离为正离子和电子，新产生的电子，又被加速去撞击更多的空气分子，使它们电离，从而形成一个电子雪崩过程，出现了空气电离放电现象。因此，在静电喷枪放电极针附近所形成的强电场是由尖端放电和空气电离共同作用的结果。为了便于分析，我们可将放电极针视为点电荷，在点电荷形成的电场中，空间中任一点的电场强度与该点到点电荷的距离的平方成反比，该点的电势与到点电荷的距离成反比。简而言之，距离放电极针越远，则电场强度就越弱，电势就越小，在无穷远处电场强度和电势均为零。(2).由试电笔的工作原理可知，当被测带电体通过试电笔、人体与大地之间形成的电势差超过60伏时（不论是交流还是直流），试电笔中的氖管会发出红色光。在这里与以往使用试电笔略显不同的是，平时人们都是利用试电笔来检验导线、电器和电气设备的金属外壳是否带电，笔尖金属体接触的都是具体的物体，而用试电笔检验空间中是否存在电

场时，笔尖金属体接触的是充满在空气中的带电粒子，当试电笔的笔尖金属体接触到的空气中带电粒子与对地电势差≥60伏时，氖管就会发红，而且随着电场强度的增加，红光会愈来愈亮。

通过上述的分析和讨论，使我们对这种检验空间电场方法的原理有了科学的认识，不仅知其然，而且知其所以然。不过，在实际应用中有两点需要说明：一是用试电笔检验空间是否存在电场的方法，仅仅是一种定性的检验方法，而不能给出空间中任意点的电场强度和电位的具体数值；二是由静电学原理可知，由于放电极针尖端处的曲率半径最小，故该处的电荷面密度最大，因此在喷枪的正前方电场强度最大。对于内带电式静电喷枪而言，喷枪与工件之间的电场强度为

0.3~1.7KV/cm，外带电式静电喷枪与工件之间的电场强度为

1.0~3.5KV/cm，而试电笔内的电阻一般为1.5MΩ~

2.0MΩ，因此在用试电笔检查静电喷枪所形成的电场时，流过试电笔的电流是小于感知电流的（直流电流的感知电流为5mA），因此这种检查电场的方法是安全的，但是尽管如此，从安全的角度出发，在检验空间中是否存在电场时，试电笔亦不应在静电喷枪的前端区域内测量，而应从静电喷枪的右后侧空间，逐渐向枪口移动（且不得超过枪口），这样可以从根本上避免当静电喷枪出现以外时，可能发生的电击现象。

总之，将普通的试电笔作为检验静电喷枪是否产生高压静电的工具，具有操作简单、快速直观、安全可靠、成本低廉等特点，有利于快速查找静电喷枪的故障，为修复工作创造了有利的条件，因此这种快速检查电场的方法，在涂装行业里具有的一定实用性和推广价值。