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Physikalische Zündvorgänge

Arbeitsgruppe 3.73

Untersuchungen zur metrologischen Charakterisierung elektrostatischer Entladungen

Ausgangssituation

Eine häufige Zündquelle von Explosionen sind elektrostatische Entladungen. Deren Zündfähigkeit hängt mit der während des Durchbruches der Gasstrecke übertragenen Ladung zusammen. Die übertragene Ladung wird daher als sicherheitstechnisches Kriterium für in explosionsfähigen Atmosphären eingesetzte Geräte und Prozesse verwendet. Für die Bestimmung der übertragenen Ladung stehen unter anderem zwei auf unterschiedlichen Messprinzipien basierende Messverfahren zur Verfügung - "'Shunt"' und "'Handcoulombmeter"' (s. Abb. 1 und 2). Beim Messverfahren Shunt findet die Entladung über einen wohldefinierten Widerstand statt. Der Spannungsverlauf am Widerstand wird mit einem Oszilloskop detektiert. Von dem Integral der Spannung über der Zeit kann auf die übertragene Ladung geschlossen werden. Beim Messverfahren Handcoulombmeter kommt es zu einer Umladung von Ladungen auf einen Kondensator definierter Kapazität. An diesem Kondensator wird die Spannung erfasst und daraus die übertragene Ladung berechnet.

Abb. 1: Shunt
Abb. 2: Handcoulombmeter
Abb. 1: Shunt
Abb. 2: Handcoulombmeter

Projektziel

Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurden folgende Sachverhalte untersucht:

  • Abhängigkeit der Messverfahren von Ladungspolarität, Umgebungsbedingungen (Temperatur, relative und absolute Luftfeuchte) und inhomogener elektrischer Felder
  • Messunsicherheitsbestimmung der Messverfahren nach dem "Guide to the expression of uncertainty in measurement"
  • Entwicklung einer Kalibrierroutine für die Messverfahren


Veröffentlichungen

Langer, T.: Untersuchungen zur metrologischen Charakterisierung elektrostatischer Entladungen. Diplomarbeit TU Braunschweig 2007

Langer T., Beyer M., von Pidoll U.: Messtechnische Charakteriesierung elektrostatischer Entladungen. Technisches Messen (zur Veröffentlichung eingereicht)


Kontakt

Ansprechpartner Dir. u. Prof. Dr.-Ing. Michael Beyer
Tel.: 0531-592-3700
eMail: Michael Beyer
Anschrift Physikalisch-Technische Bundesanstalt
Arbeitsgruppe 3.73
Bundesallee 100
38116 Braunschweig