德國科納沃茨特Kleinwachter平板離子風(fēng)機(jī)測試儀CPM-374平板式靜電分析儀
Charge Plate Monitor CPM-374  
也叫平板離子風(fēng)機(jī)測試儀，平板式靜電分析儀，靜電場分析儀
 
1.德國科納沃茨特Kleinwachter CPM-374充電板衰減監(jiān)測儀描述 
CPM-374 由計時器、高壓產(chǎn)生器、靜電場探頭、和電極板構(gòu)成，可以測量直流電位、靜電場強和電極板上的電位衰減時間及離子平衡度。6.10版CPM-374有3個測量模式可以選擇：  
  充電板模式(Charge Plate Mode) 
  電壓表模式(Voltmeter Mode) 
  場強儀模式(Electrostatic Field Meter Mode) 
 
CPM-374產(chǎn)品特性： 
  CPM-374體積小巧，內(nèi)部可充電池供電，方便移動使用，也可外接AC電源以長時間工作 
  儀器所有功能由2個按鍵操作，良好的人機(jī)交互界面，操作方便 
  配套KL Read Out軟件可以將測量結(jié)果輸出電腦，進(jìn)行分析，同時可遠(yuǎn)端控制儀器 
  高壓產(chǎn)生裝置帶有限流電阻(1016Ω以上)，非常安全 
  計時器采用觸發(fā)式設(shè)計，保證計時 
 
德國科納沃茨特Kleinwachter CPM-374靜電場分析儀參數(shù)： 
產(chǎn)品尺寸  152 x 152 x 152mm 
產(chǎn)品重量  1.5kg 
顯示  100 x 24mm，2行16位LCD顯示屏 
測量范圍 
充電板模式：+/-1000V(計時分辨率0.1 秒) 
靜電壓表模式：+/-2000V(MK11)；+/-4000V(PLATE) 
場強儀模式：+/-200kV/m 
PC接口  RS232接口，9-pol. Sub-D Connector 
內(nèi)置可充電池  7.2V，1300mAh 
電池連續(xù)工作時間  4小時 
電池充電時間  zui長不要超過14小時 
外部電源  230V/50Hz — 12VDC/750mm電源適配器/充電器 
消耗電流  外部電源：600mA；電池：150mA 
工作環(huán)境溫度  0-40℃ 
工作環(huán)境相對濕度  10-60% 
 
CPM-374標(biāo)準(zhǔn)配置： 
CPM-374主機(jī)：   1臺    MK11探頭：    1個 
電源適配器/充電器： 1個    PTFE絕緣測試線(1米長)：1條 
接地線：   1條    絕緣鉗：    1個 
數(shù)據(jù)線：   1條    儀器支撐桿：   3個 
配套軟件光盤：   1個    導(dǎo)靜電手提箱：    1個 
校正證書：    1份    操作說明書：   2份 
 
選項配置： 
832鉗形電極 
222009重錘電極 
POM絕緣基板 

 
2.  儀器示意圖 
（1）電極板       （90）功能鍵B 
（2）絕緣支撐      （10）手柄 
（3）顯示屏       （11）RS232串口 
（4）功能鍵A      （12）電源適配器插孔 
（5）保護(hù)蓋       （13）支撐桿安裝孔(3個) 
（6）探測頭       （14）信號輸出插孔 
（7）插頭       （15）接地插孔 
（8）高壓輸出端子     （16）接地插孔 
 
3.  德國科納沃茨特Kleinwachter平板離子風(fēng)機(jī)測試儀CPM-374測量模式  
3.1. 開機(jī)/關(guān)機(jī) 
快速按1次<B>鍵開機(jī)，開機(jī)后首先顯示儀器版本號和校正時間，顯示如下： 

當(dāng)采用電池工作時，LCD屏幕背景燈不亮。接入外部電源使用時背景燈保持常亮。 
按住<B>鍵約2秒，儀器關(guān)機(jī)。 
 
注意！CPM-374具有自動關(guān)機(jī)功能，當(dāng)待機(jī)時間超過10分鐘，自動關(guān)機(jī)。CPM-374也可接外部220VAC電源，由外接AC電源供電時，儀器不會自動關(guān)機(jī)。 
 
 
3.2. 測量模式描述 
CPM-374具有三種測量模式，功能如下：  
  充電板模式(Charge Plate Mode) 
在該模式下，儀器內(nèi)置高壓產(chǎn)生器產(chǎn)生1000V(可選擇)電壓施加到充電板上，然后測試并記錄電壓衰減時間及充電板上的殘余電壓(Offset)。該模式符合IEC 61340-5-1規(guī)范測量靜電消除器散電時間和離子平衡度，還符合IEC 61340-2-1規(guī)范(方式二)和  SAE J1645規(guī)范用于測量材料靜電衰減期。具體操作詳見第4章節(jié)。 
 
  電壓表模式(Voltmeter Mode) 
在該模式下CPM-374為一臺直流電壓表，用于測試直流電壓。 
電壓表模式下分【MK11】和【PLATE】子模式。【MK11】子模式測試范圍為+/-2000V；【PLATE】子模式測試范圍為+/-4000V。具體操作詳見第5章節(jié)。 
 
 場強儀模式(Electrostatic Field Meter Mode) 
該模式用于測量儀器探頭所在位置的靜電場場強。如果知道探頭到被測物體間的距離，可以計算出物體表面的靜電位。具體操作詳見第6章節(jié)。  
 
3.3. 測量模式選擇 
開機(jī)后屏幕短暫顯示版本號和校正時間，然后顯示上一次關(guān)機(jī)時的操作模式。例如上一次關(guān)機(jī)時的操作模式為充電板模式(Charge Plate Mode)，顯示如下： 
 
如果使用該模式操作，按<A>鍵開始。如需選擇其他模式，按<B>鍵，每按一次<B>鍵屏幕更換一種操作模式，各操作模式顯示如下：  
DECAY TIME: AUTO 
PRESS START! 

注意！在“電壓表模式”和“場強儀模式”下，屏幕右上角顯示的是測試量程，右下角是實時讀數(shù)。按<A>鍵可以更換量程。 

4.  充電板模式(Charge Plate Mode) 
4.1. 靜電消除器性能測試 
按3.3 描述的方式選擇充電板模式，在該模式下CPM-374內(nèi)置的高壓產(chǎn)生裝置輸出電壓到金屬極板上。計時器記錄金屬極板電位衰減的時間，測試完衰減時間后，測試靜電消除器的離子平衡度(正負(fù)離子差額)。 
 
4.1.1. 按初始設(shè)置操作 
CPM-374出廠初始設(shè)置如下： 
  測試方式：自動(自動測試正/負(fù)電壓衰減時間) 
  衰減時間：1000V-100V(測試從1000V下降到100V的時間) 
  離子平衡度測試時間：10s 

 
按<A>鍵后，內(nèi)置高壓裝置施加正1200V以上電壓到金屬板上，屏幕顯示： 
上行表示將測試+1000V衰減到+100V所需時間，下行表示金屬極板已被施加+1200V以上的電壓。當(dāng)靜電消除器的離子風(fēng)吹到金屬極板表面，電壓開始衰減，電壓降到+1000V時，觸發(fā)計時器開始計時，屏幕顯示： 
  
上行表示實時時間，下行表示實時電壓。當(dāng)電壓降到+100V時計時停止。 
 
稍后內(nèi)置高壓裝置施加負(fù)1200V以上電壓到金屬板上，屏幕顯示: 
  
上行表示將測試-1000V衰減到-100V所需時間，下行表示金屬極板已被施加-1200V以上的電壓。當(dāng)靜電消除器的離子風(fēng)吹到金屬板極表面，電壓開始衰減，電壓降到-1000V時，觸發(fā)計時器開始計時，屏幕顯示： 
  
上行表示實時時間，下行表示實時電壓。當(dāng)電位衰減到-100V時計時停止。 
 
接著開始測試離子平衡度，屏幕顯示： 
 
上行表示測試時間，下行表示離子平衡度(過剩電壓)，到達(dá)所設(shè)置的測試時間后測試停止。 
 
 
4.1.2. 保存數(shù)據(jù) 
測試結(jié)束后，按<A>鍵保存數(shù)據(jù)，屏幕顯示：  
 
按<A>鍵保存數(shù)據(jù)，按<B>鍵不保存。  
 
按<A>鍵保存數(shù)據(jù)，屏幕顯示： 
上行表示文件編號，按<A>鍵同意。按<B>鍵更改文件編號，按<B>鍵后屏幕顯示： 
按<A>鍵可以改變文件號的十位數(shù)，按<B>鍵改變文件號的個位數(shù)。設(shè)置完文件號后約3秒， 屏幕返回到保存數(shù)據(jù)頁面，這時按<A>鍵保存，屏幕顯示： 
 
如果按<A>鍵保存數(shù)據(jù)時，內(nèi)存已滿，屏幕顯示：  
接著屏幕顯示： 
 
按<A>鍵刪除以前的記錄并保存的測試數(shù)據(jù)。按<B>鍵不刪除記錄，測試數(shù)據(jù)不會被保存。  
 
4.1.3. 更改初始設(shè)置 
開機(jī)后，按<B>鍵選擇“充電板模式”，然后同時按住<A>和<B>鍵進(jìn)入該模式的設(shè)置界面， 屏幕顯示： 
按<B>鍵不設(shè)置，按<A>鍵進(jìn)行設(shè)置，屏幕顯示： 
 
測試模式有以下三種選擇： 
  AUTO：自動測試正和負(fù)電壓衰減時間 
  POS：只測試正電壓衰減時間 
  NEG:  只測試負(fù)電壓衰減時間 
 
每按一次<B>鍵，屏幕更改一種測試模式，選定一種模式后按<A>鍵確認(rèn)。  
然后進(jìn)行下一項目設(shè)置，屏幕顯示： 
  
測試開始電壓可以選擇從500V到1000V，按<A>鍵保持原來設(shè)置不變。按<B>鍵改變開始電壓，每按一次<B>鍵，增加50V，屏幕按以下次序循環(huán)： 
    500V → 550V → …→ 900V → 950V → 1000V → 500V      
選定開始電壓后，按<A>鍵確認(rèn)。  
然后進(jìn)行下一項目設(shè)置，屏幕顯示： 
 
測試結(jié)束電壓可以選擇從0V到500V，按<A>鍵保持原來設(shè)置不變，按<B>鍵改變結(jié)束電壓， 每按一次<B>鍵，增加50V，屏幕按以下次序循環(huán)：  
   0V → 50V → 100V → …→ 400V → 450V → 500V → 0V     
選定結(jié)束電壓后，按<A>鍵確認(rèn)。 
 
然后進(jìn)行下一項目設(shè)置，屏幕顯示：  
 
測試離子平衡度時間可以選擇從0秒到10分鐘。按<A>鍵保持原來設(shè)置不變，按<B>鍵改變測試時間，每按一次<B>鍵，改變一個時間。一分鐘以內(nèi)每按1次<B>鍵增加10秒，一分鐘以上每按1次<B>鍵增加1分鐘，屏幕按以下次序循環(huán)： 
 
   0s → 10s →… → 50s → 1min → 2min →…→ 10min → 0s      
 
選定離子平衡度測試時間后，按<A>鍵確認(rèn)。 
 
 
屏幕會要求再次確認(rèn)，顯示如下： 
按<A>鍵確認(rèn)，按<B>鍵重新開始設(shè)置。 
 
按<A>鍵確認(rèn)后，屏幕要求是否刪除以前設(shè)置，顯示如下：  
如果采用設(shè)置，必須按<A>鍵刪除原來的設(shè)置。按<B>鍵不保存設(shè)置，仍然采用原來的設(shè)置。 
 
按<A>鍵保存設(shè)置并退出設(shè)置界面，屏幕顯示： 
按<B>鍵不改變原來設(shè)置并退出設(shè)置界面，屏幕顯示： 

4.1.4. 充電板模式校正 
CPM-374具有自校正功能，在充電板模式下，同時按住<A>和<B>鍵進(jìn)入設(shè)置界面，屏幕顯示：  
按<B>鍵不進(jìn)行設(shè)置，進(jìn)入校正界面，屏幕顯示： 
 
按<A>鍵校正，按<B>鍵不校正并退出設(shè)置界面。 
 
按<A>鍵進(jìn)行校正，屏幕顯示： 
幾秒鐘后校正完畢并自動退出設(shè)置界面。 
 
注意！儀器校正時,  應(yīng)避免任何外部電壓接觸金屬板和探測頭。 
注意！儀器校正時,  應(yīng)保證儀器接地良好。 

 
4.2. 材料靜電衰減期測試  
在充電板模式下可以測試材料的靜電衰減時間。CPM-374充電板尺寸為150mm x 150mm，電容為20pF。在該充電板上施加一定的電荷量(通過電壓表示)，然后測試材料把這些電荷導(dǎo)入大地所需的時間。注意！zui高測試電壓+/-1000V。 
 
4.2.1. 平整材料靜電衰減期測試 
根據(jù)IEC 61340-2-1方式二測試平整材料的靜電衰減時間，按下圖安裝測試設(shè)備： 
 
安裝及測試步驟： 
1） 把試樣放置到CPM-374儀器充電極板上，儀器調(diào)到PLATE模式測試試樣本身是否帶有電位 
2） 用黃色絕緣測試線連接222009重錘電極到CPM-374儀器背部的接地孔（15） 
3） CPM-374儀器背部接地孔（16）接地 
4） CPM-374儀器通過RS232-USB轉(zhuǎn)換器連接筆記本電腦（臺式機(jī)可以直接插到DB9端口） 
5） 把儀器調(diào)到充電板模式（Charge Plate Mode），按第4章節(jié)描述設(shè)置開始電壓和結(jié)束電壓 
6） 在電腦軟件界面選擇CPM-Mode，點擊“Start Measure”開始測試 
7） 當(dāng)儀器屏幕顯示U > 1200V后，把222009重錘電極放到試樣上，放置時保持動作平緩 
10）當(dāng)充電板上電壓降到所設(shè)定的結(jié)束電壓后，計時停止 
11）接著儀器測試材料上殘留電壓（Offset） 
13）測試結(jié)束后可以在軟件界面查看衰減曲線及保存數(shù)據(jù) 
 
注意！不要采用自動測試模式，應(yīng)采用手動模式分別測試正和負(fù)電壓衰減時間。在進(jìn)行下一次測試前，確保材料、充電板和重錘電極上無殘留電壓。 

 
4.2.2. 管材及細(xì)小材料靜電衰減期測試 
對于管材、細(xì)小或非規(guī)則物體應(yīng)采用鉗形電極夾住試樣進(jìn)行測試，這種方式符合SAE J1645靜電衰減測試規(guī)范。 
 
安裝及測試步驟： 
1） 把配套絕緣鉗夾在CPM-374儀器充電板上 
2） 用紅色測試線連接絕緣鉗和832鉗形電極1 
3） 把試樣放置在絕緣基板上（基板要求3mm厚，10TΩ阻值以上） 
4） 用832鉗形電極1夾住試樣一端 
5） 把832鉗形電極2連接到CPM-374儀器背部接地孔（15），儀器接地孔（16）接地 
6） CPM-374通過RS232-USB轉(zhuǎn)換器連接筆記本電腦（臺式式機(jī)可以直插入DB9端口） 
7） CPM-374開機(jī)并調(diào)到PLATE模式，檢查試樣本身是否帶有電位 
8） 然后把儀器調(diào)到充電板模式（Charge Plate Mode），按第4章節(jié)描述設(shè)置開始電壓和結(jié)束電壓 
9） 在電腦軟件界面選擇CPM-Mode，點擊“Start Measure”開始測試 
10) 當(dāng)儀器屏幕顯示U > 1200V后，把832鉗形電極2夾到試樣另一端或要求的測試點 
11) 當(dāng)充電板上電壓降到所設(shè)定的結(jié)束電壓后，計時停止 
12) 接著儀器測試材料上殘留電壓（Offset） 
13) 測試結(jié)束后可以在軟件界面查看衰減曲線及保存數(shù)據(jù) 
 
注意！CPM-374時間分辨率為0.1秒，如果衰減時間小于0.1秒或發(fā)生硬接地情況，有可能造成儀器屏幕顯示錯誤，這時需要先關(guān)機(jī)然后重新開機(jī)。  
 
 
4.2.3. 常用物品靜電衰減時間測試 
CPM-374可以符合IEC 61340-2-1規(guī)范測試防靜電腕帶、指套、手套和工具等物品的靜電衰減時間，可以在現(xiàn)場快速檢測常用防靜電（靜電消散）物品是否合格。 
 
測試步驟 
1） 按上圖安裝測試設(shè)備，CPM-374調(diào)到充電板模式（Charge Plate Mode） 
2） 戴上標(biāo)準(zhǔn)手腕帶（具有1MΩ限流電阻），手腕帶接地 
3） 按A鍵開始測試，充電極板上電壓達(dá)到1200V以上 
4） 戴上指套或手套或用工具接觸充電極板，保持穩(wěn)定緊密接觸 
5） 充電極板上電位降到100V后，測試結(jié)束，儀器顯示1000V-100V的衰減時間及殘留電壓  
 
常用防靜電物品靜電衰減時間要求（1000V-100V）：  
靜電消散臺墊：     < 2 秒 
手腕帶：     < 0.1 秒 
靜電消散指套、手套：  < 2 秒 
靜電消散鑷子、毛刷等工具：  < 2 秒 
靜電電阻大于1011Ω的工具：  < 10 秒 
靜電消散包裝材料：    < 2 秒 
靜電消散座椅：     < 2 秒 
靜電消散工衣工帽：    < 2 秒 
 
 工具 
手腕帶接地 
接地線 

 
4.2.4. 靜電衰減測試電極參數(shù)  
222009重錘電極 
  接觸面導(dǎo)電橡膠墊電阻小于100Ω 
 導(dǎo)電橡膠墊硬度為邵氏*別65-70 
 導(dǎo)電橡膠墊直徑：63mm 
  重量：2.5kg 
 
POM絕緣基板 
  絕緣基板尺寸：210mm x 290mm 
  絕緣基板厚度：3mm 
  絕緣基板電阻：大于1013Ω 
 
832鉗形電極 
  測試接觸面為電阻率0.08Ω-cm的導(dǎo)電橡膠墊 
  導(dǎo)電橡膠硬度為邵氏*65-70 
  導(dǎo)電橡膠墊尺寸：鉗口一端6mm x 6mm,  另一端6mm x 3mm 
  鉗形電極咬合力：4.5 公斤 
  
 
5.  電壓表模式(Voltmeter Mode)  
按3.3描述選擇電壓表測試模式，在該模式下，分為以下2個子模式： 
  PLATE子模式：測量充電板上的電壓 
  MK11子模式：移除充電板后，把配套MK11探頭放置在CPM-374儀器探頭上，采用配套黃色PTFE纜線一端插入MK11探頭，另一端接觸直流高壓源或靜電源 

5.1. 電壓表子模式選擇  
開機(jī)后，按<B>鍵選擇“電壓表模式”，然后同時按住<A>和<B>鍵進(jìn)入設(shè)置界面，屏幕顯示：  
按<A>鍵選擇子模式，按<B>鍵不進(jìn)行設(shè)置。 
 
 
5.2. PLATE子模式操作  
PLATE子模式屏幕顯示如下（例如）： 
  V-METER：表示儀器處于電壓表模式 
  PLATE：表示處于電壓表模式的PLATE子模式 
  ±100V：表示選擇0-±100V的測試量程 
  0.3V：表示實時讀數(shù) 
 
PLATE子模式zui大量程為±4kV，每按一次<A>鍵，屏幕上行的右角量程按以下順序循環(huán)改變：  
   100V → 400V → 1kV → 4kV → 100V    
 
PLATE子模式量程、顯示單位及分辨率： 
 
采用PLATE子模式可以把大電容物體放置在充電板上測試物體電位，例如人體用手接觸充電板即可測試運動所產(chǎn)生的靜電位。另外在材料衰減測試前應(yīng)先用該模式檢查材料本身是否帶電，如果材料帶電應(yīng)采用離子風(fēng)機(jī)消除后再進(jìn)行衰減測試。PLATE模式zui大量程為4kV。
在電腦軟件界面選擇V-Meter模式可以遠(yuǎn)端控制和記錄數(shù)據(jù)及顯示曲線。 
  
 
5.4. 電壓表模式校正  
CPM-374具有自校正功能，在電壓表模式下，同時按住<A>和<B>鍵進(jìn)入設(shè)置界面后，屏幕顯示： 
 
按<B>鍵清零校正，屏幕顯示： 
按<A>鍵進(jìn)行校正，屏幕會詢問“MK11 FREE?”或“PLATE FREE?”，要求MK11探頭或金屬板沒有接觸任何物品并且已經(jīng)可靠接地。 
 
按<A>鍵確認(rèn)開始校正，屏幕顯示： 
幾秒鐘后校正完畢，屏幕自動退出設(shè)置界面。 
 
注意！儀器校正時，應(yīng)避免任何外部電壓接觸金屬板和探測頭。 
注意！校正時MK11或金屬板必須可靠接地。 
 
6.  場強儀模式  
按3.3描述選擇場強儀測試模式，在該模式下測量探頭位置的靜電場場強。使用場強儀模式時必須移除充電極板，也不要把MK11裝在儀器探頭上。 
 
 
6.1. 場強儀模式操作  
開機(jī)后，按<B>鍵選擇場強儀模式，屏幕顯示（例如）： 
E-FIELD：表示儀器處于場強儀模式 
±50kV/m：表示量程為0-±50kV/m 
0.1kV/m：表示實時讀數(shù) 

 
在場強儀模式下zui大量程為±200kV/m，每按1次<A>鍵，屏幕上行的右角量程按以下順序
循環(huán)改變： 
   5kV/m → 20kV/m → 50kV/m → 200kV/m → 5kV/m    
 
場強儀模式量程、顯示單位及分辨率： 
 
注意！使用場強儀模式時，必須拆除金屬板，同時不要安裝MK11探頭。 
 
 
6.2. 采用場強儀模式非接觸測量靜電位  
場強儀模式下讀數(shù)是儀器探頭位置的靜電場場強，如果確定探頭到靜電源的距離，可以計算出靜電源物體表面的靜電位。 
靜電位(U) =  靜電場場強(E) x  測試距離(D) 
 
例如儀器讀數(shù)為20kV/m，  探頭距離靜電源0.1m，靜電源物體表面電位： 
20kV/m x 0.1m = 2kV 
 
 
6.3. 場強儀模式校正  
在場強儀模式下，同時按住<A>和<B>鍵進(jìn)入校正界面，屏幕顯示：  
 
按<A>鍵清零校正，屏幕繼續(xù)顯示：  
 這時詢問是否把金屬保護(hù)蓋罩在探頭上，把配套金屬保護(hù)蓋罩在探頭上并按<A>鍵確認(rèn)，然后開始校正，屏幕顯示：  
 
幾秒鐘后校正完畢，屏幕自動退出設(shè)置界面。 
 
注意！儀器校正時，應(yīng)避免任何外部電壓接觸金屬板和探測頭。 
注意！校正時金屬保護(hù)蓋必須罩住探頭。 
 

7.   屏幕其他信息顯示  
如果儀器內(nèi)部靜電計發(fā)生故障，屏幕顯示： 
 
這時需要返回原廠維修。 
 
如果電池電量低于6.7V，屏幕顯示： 
這時請使用配套電源適配器/充電器給儀器充電。充電時應(yīng)該關(guān)機(jī)進(jìn)行，充電時間zui長不要超過14小時。 
 
如果電池電量低于6.4V，屏幕顯示如下并自動關(guān)機(jī)： 
 
注意！不要等全部電池用完再充電，全部電池耗盡可能損害電池。