交流電界下における水滴の 動的挙動に関する研究 平成15年3月3日 所研究室 5年 電気工学科 21番 所 輝明 背 景 ・ シリコーンゴムなどのポリマーがいしの利 点として表面の撥水性がある ・ 高分子材料は長期間の使用で劣化する ・ 試料の初期劣化過程の診断指標として試 料表面の撥水画像が用いられている ・ 動画による撥水性の評価 ・ 交流電界下における水滴の動的挙動 前期の解析結果 前期の結果からの検討 ・ 本当に電界が強いと きに水滴が縮むのか ・ なぜ印加電界周波数 の2倍で振動するの か ・ 試料の状態によって 水滴の動的挙動に変 化があるか ・ 交流ランプ波を印加し て、電界と水滴の振 動の対応を観察 ・ いろいろな画像計測 を行う ・ 試料の水浸劣化有無 による水滴の動的挙 動を観測 水滴の動的挙動の測定方法 試料上に電極間隔6mmの ステンレス製くし型電極系をのせる。 電極間に蒸留水水滴を置く 任意の電界を印加し高速カメラで撮影 Image HyperⅡを用いて画像解析する ※試料:HTVシリコーンゴムの板状試料 (幅50mm,長さ60mm,厚さ5mm) 交流ランプ波 VP-P=4 k V 1.5sec 3.0sec 図2 印加交流ランプ波の時間的変化 直流重畳 画像について 図4 X軸の位置の表し方 ※(x,y) 交流ランプ波の画像解析結果 直流重畳電圧印加時の 画像解析結果 直流重畳ピーク時の交流電界 1周期の画像解析 部分放電の観測 図12 水滴からの放電の瞬間 まとめ 印加電界30Hzの交流ランプ波では印加電界 の大きさに対応して水滴の振動が起こる 直流重畳電界を印加したときに撥水性の良い 試料は水滴が規則的な振動をし、撥水性の悪 い試料では水滴の振動は複雑になる 交流1周期における水滴の振動は印加電界に よって振動の位相が変わる 放電は水滴が電極から遠ざかった円形度の 悪い方で起こりやすい 誘電特性測定結果
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