德國Kleinwachter靜電場測試儀電場計技術(shù)交流

一、概述

Kleinwachter GmbH是一家德國測量設(shè)備制造商，成立于1981年，總部位于維森塔爾河畔豪森（Hausen im Wiesental）。公司由Hans Kleinw?chter教授創(chuàng)立，1983年起由Jürgen Brunner負(fù)責(zé)管理，2000年遷至現(xiàn)址。公司專注于靜電放電（ESD）測量設(shè)備的研發(fā)與生產(chǎn)，產(chǎn)品覆蓋靜電場測試、電阻測量、充電板監(jiān)測等多個靜電測試領(lǐng)域。

靜電場在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛存在。非導(dǎo)電材料在生產(chǎn)加工過程中會產(chǎn)生靜電荷積聚，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量、吸引粉塵顆粒，還可能對操作人員造成隱患。Kleinw?chter的多數(shù)測量儀器基于“場磨式"原理設(shè)計，這是對公司創(chuàng)始人Hans Kleinw?chter教授在1974年因該技術(shù)獲得萊比錫測量局金質(zhì)獎?wù)碌?/span>Schwenkhagen原理的進(jìn)一步發(fā)展。采用該技術(shù)，測量過程不需要從被測物體中提取能量，可以直接從測量的電場強度推算表面電荷量。

二、主要產(chǎn)品系列

Kleinw?chter的產(chǎn)品涵蓋以下幾個系列：

（一）靜電場測試儀（EFM系列）

這是公司的核心產(chǎn)品線。EFM系列采用旋轉(zhuǎn)葉片式探測頭測量靜電場場強，并根據(jù)所設(shè)置的測試距離自動將場強換算為被測物體表面靜電位。旋轉(zhuǎn)葉片式設(shè)計比振動式探頭靈敏度更高，適合連續(xù)性長時間測量。儀器外殼采用EMV導(dǎo)靜電材料，能夠屏蔽干擾信號。用戶可以根據(jù)實際需要在1cm、2cm、5cm、10cm、20cm等多種測試距離中選擇，實現(xiàn)非接觸式精確測量。

（二）高阻測試儀（TERA Ohmmeter系列）

用于測量表面電阻、點到點電阻、接地電阻以及擊穿電阻等。測量范圍可從1kΩ延伸至10TΩ，適用于評估防靜電材料的靜電消散性能以及材料的絕緣性能。

（三）充電板監(jiān)測儀（Charge Plate Monitor系列）

用于測試離子風(fēng)機等靜電消除設(shè)備的靜電消散時間和離子平衡度，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)包括EN61340-5-1和EOS/ESD S.3.1。還可用于測試材料的靜電衰減時間及人體行走靜電位。

（四）手腕帶與鞋具測試儀（WS- and Shoe Testers）

用于ESD防護(hù)區(qū)域的靜電防護(hù)用品檢測（注：產(chǎn)品目錄中可見此類產(chǎn)品，用戶可根據(jù)需要進(jìn)一步咨詢）。

（五）附件（Accessories）

包括電壓測頭（MK11系列）、手持電極（MEL）、重錘電極、CPS充電板套件、VMS人體行走測試套件、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器等，用于擴展測試儀的功能。

三、主要型號與技術(shù)參數(shù)

以下是Kleinw?chter靜電場測試儀的主要型號：

1. EFM 022

手持式數(shù)顯靜電場測試儀，液晶顯示，外殼為EMV導(dǎo)靜電材料。測量范圍0V~±200kV，精度±5%，分辨率1V。尺寸70mm×122mm×26mm，重量約130g，9V電池供電，連續(xù)工作時間約10小時。配置CPS022充電板套件后可用于離子風(fēng)機測試。

2. EFM 023

功能與EFM 022相近，提供場強/電壓兩種測量模式。場強模式可選量程±20kV/m、±200kV/m或±1MV/m，電位模式測量范圍0~200kV。標(biāo)配DAC輸出接口，可連接電腦輸出數(shù)據(jù)。尺寸與重量同EFM 022。

3. EFM 025

EFM 022和EFM 023的升級型號，設(shè)計緊湊，配備USB接口，可通過配套軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。靜電壓量程0~100kV（2cm距離），靜電場強量程0~500kV/m。取樣率0.1秒，測量值可保存為.csv文件。

4. EFM 113B

小型電場計。

5. EFM 115

固定式靜電場監(jiān)測探頭，圓柱形不銹鋼外殼。通過USB接口直接連接電腦操作，由USB供電。場強量程5kV/m~200kV/m共4擋，精度<5%，配合MK11測頭可測量靜電電壓。

6. EFM 120

小型手持電場計，21段LED條形顯示屏提供約5%的讀數(shù)精度。測量范圍±20kV/m、±200kV/m、±2MV/m。內(nèi)置NiMH蓄電池，帶有模擬輸出接口（±1V）用于數(shù)據(jù)記錄。尺寸100mm×80mm×38mm，重量約370g，配備鋁制外殼。

7. EFM 125

小型電場計，利用場磨式影響原理測量直流電場和靜電荷。配置RS485總線接口，最多可連接16臺設(shè)備組成測量系統(tǒng)。

8. EFM 235

配備大尺寸旋轉(zhuǎn)葉片式探頭的靜電場測試儀，靈敏度較高。測試模式包括場強模式和電壓模式，內(nèi)置Atmel微處理器并配備USB 2.0接口，可連接電腦輸出實時數(shù)據(jù)并生成曲線圖。

9. EFM 255

EFM 235的升級型號，采用鋁制外殼設(shè)計，內(nèi)置微處理器，操作較為舒適。

10. TERA Ohmmeter TOM 610

觸控屏電阻測試套件，電阻量程1kΩ~10TΩ?？蛇M(jìn)行點到點電阻、表面電阻、接地電阻測試，以及10~1000VDC擊穿測試和耐壓測試。儀器內(nèi)存可保存99組測試數(shù)據(jù)，通過USB連接電腦后可遠(yuǎn)端操作和數(shù)據(jù)輸出。

四、優(yōu)勢特點

1. 旋轉(zhuǎn)葉片式探測技術(shù)：采用旋轉(zhuǎn)葉片式探頭替代傳統(tǒng)的振動式探頭設(shè)計，靈敏度更高，適合連續(xù)性長時間測量，測量過程中不需要從被測物體中提取能量。

2. 較高的零點穩(wěn)定性：設(shè)備出廠時經(jīng)過校準(zhǔn)，零點穩(wěn)定性較好，大多數(shù)情況下無需在每次測量前進(jìn)行零點調(diào)整。

3. 多模式集成與多距離測量：一臺儀器可同時用于靜電場場強測量、靜電電壓測量、離子平衡度測試、靜電消散時間測試以及人體行走靜電位測試等多種場景。用戶可根據(jù)需要設(shè)置1cm、2cm、5cm、10cm、20cm等多個測試距離，滿足不同的量程要求。

4. 數(shù)據(jù)接口與附件擴展性：多數(shù)型號配備模擬輸出接口（±1V）或USB數(shù)據(jù)接口，可連接電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、曲線分析和測試結(jié)果保存。CPS充電板套件、VMS人體行走測試套件、MK系列電壓測頭、UAC數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器等附件，使單臺測試儀能夠滿足多種測試需求。

五、主要應(yīng)用領(lǐng)域

1. 電子制造與半導(dǎo)體行業(yè)

現(xiàn)代微電子元件對靜電放電非常敏感，不到100V的靜電壓就可能損壞靜電敏感元件。Kleinw?chter的靜電場測試儀可用于監(jiān)測生產(chǎn)現(xiàn)場靜電水平、測試靜電消除設(shè)備效果以及評估防靜電區(qū)域的接地系統(tǒng)狀況。

2. 制藥與醫(yī)療行業(yè)

在制藥生產(chǎn)和醫(yī)療環(huán)境中，靜電可能吸引粉塵和微生物顆粒，影響潔凈度和產(chǎn)品質(zhì)量。測試儀可用于評估潔凈室靜電控制措施的效果，確保符合靜電防護(hù)規(guī)范。

3. 化工與防爆領(lǐng)域

石油化工、礦業(yè)等易燃易爆環(huán)境中，3000V以上的靜電放電可能產(chǎn)生火花，引發(fā)安全事故。靜電場測試有助于及時發(fā)現(xiàn)靜電積聚風(fēng)險并采取應(yīng)對措施。

4. 印刷與包裝行業(yè)

紙張、薄膜等非導(dǎo)電材料在高速加工過程中容易產(chǎn)生靜電，導(dǎo)致材料粘連、墨粉飛散或收卷不齊等問題。靜電場測試可幫助定位靜電問題點，評估靜電消除設(shè)備的安裝位置和效果。

5. ESD防護(hù)系統(tǒng)評估（行走測試）

通過CPS充電板套件可測試離子風(fēng)機的靜電消散時間和離子平衡度，評估離子消除設(shè)備的性能是否符合IEC61340-5-1和EOS/ESD S.3.1標(biāo)準(zhǔn)。通過VMS套件可按照DIN/EN 61340-4-5規(guī)范測試人體行走所產(chǎn)生的靜電位，評估防靜電鞋和防靜電地板系統(tǒng)的綜合靜電消散能力。