靜電消除器的Q&A應用篇

為了能更有效運用靜電消除器，靜電消除器的裝設方法就變得十分重要。
尤其是以下兩點務必注意。

1. 裝設在哪裡

   裝設靜電消除器的位置不同，消除靜電的效果也大不相同。

2. 朝哪個方向消除靜電

   雖說有帶電，但並非朝任何方向都能達到消除靜電的效果。某些情況下可能完全無法達到消除靜電的效果，因此也必須要注意靜電消除器的方向。

   靜電消除器是利用電暈放電從針尖生成離子後釋出。而離子具有會被金屬等導體吸引的性質，因此如果靜電消除器的周圍有導體，所產生的離子就會被導體所吸引。其結果就是，要供應給靜電消除目標物的離子會減少，導致靜電消除效果減半。請注意採取正確的裝設方法以有效進行靜電消除。

   重點

   SJ-H系列採用比傳統機型小二分之一的最小型機身。不挑裝設位置的省空間設計，實現世界最高速静電消除。
   另外，針對想要對極小範圍進行靜電消除的客戶，KEYENCE另備有高性能的微型靜電消除器SJ-M系列。

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靜電消除器最重要的是要裝設在周圍沒有金屬等導體的位置。 因為若靜電消除器周圍有導體，可能會有以下兩項害處。

1. 能到達靜電消除目標物的離子量變少，靜電消除速度變慢
2. 能到達靜電消除目標物的離子量會隨著靜電被消除而變少，導致無法完全消除靜電

以下將個別說明其原理。

1. 能到達靜電消除目標物的離子量變少，靜電消除速度變慢。

   若靜電消除器的裝設位置周圍有導體，導體內部會發生「靜電感應」，造成導體表面所帶的電，與電極針施加的高電壓極性相反的現象。如此一來，電極針所產生的離子會被吸引到導體表面，造成無法對靜電消除目標物供應充分的離子。

   

   

   

2. 能到達靜電消除目標物的離子量會隨著靜電被消除而變少，導致無法完全消除靜電。

   當靜電消除目標物的帶電量較大時，離子被靜電消除目標物吸引的力量會比被導體吸引的力量還大，因此靜電消除器生成的離子會跑向靜電消除目標物並進行靜電消除。然而隨著目標物的靜電逐漸被消除，其帶電量變小後，導體吸引離子的力量變得比目標物強，造成離子無法到達目標物處而導致無法完全消除靜電。

   

   

   

   基於這些因素，一旦靜電消除器的周圍有導體存在，就無法有效對目標物完成靜電消除。因此裝設時請充分留意附近是否有導體。

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盡可能遠離導體才能降低被導體影響的程度，
KEYENCE的SJ-H系列是以下列條件作為參考基準。

• 從針尖到導體距離150 mm以上
• 距離靜電消除棒端面150 mm以上
• 距離靜電消除棒厚度方向200 mm以上

*注）

以上是能將導體的影響降至最低限度的必要距離。
即使裝設位置比記載的距離更靠近仍可使用靜電消除器。

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裝設靜電消除器時，基本上應裝設在周圍沒有導體的地方。但有時在某些狀況下，其裝設條件可能無法與導體保持足夠的距離。
即使遇到這類情況也盡可能與導體保持距離，將靜電消除能力降低的狀況減少到最低限度。

與導體之間的距離越遠，離子被吸引的力量就越弱。反之，與導體之間的距離越近，離子被吸引的力量越強，會有越多的離子被導體吸收。而此吸引力取決於距離的關係被稱為「庫倫定律」。

庫倫定律：

Q₁、Q₂

帶電物質的電荷量

ｒ

帶電物質之間的距離

ε₀

真空介電常數

F

吸引（排斥）力

此關係表達式代表帶電物體彼此之間作用力的關係。根據此公式可得知，吸引力與距離r的平方成反比。若距離拉長2倍，庫倫力（吸引力）就降到4分之1。若因裝設條件的關係，無論如何都無法避免在導體周圍使用，仍盡可能地讓靜電消除器與導體之間保持距離，將靜電消除能力下降的狀況減少到最低限度。

下列裝設範例介紹如何與導體之間拉長距離的方法。

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由於電荷中和的地方其帶電量會呈現0 V，因此無法吸附靜電消除器所供應的離子，也無法消除靜電。若將靜電消除器裝設在通過呈現0 V的中和點之後，較能達到更佳的靜電消除效果。

重點

SJ-H系列採用Dual I.C.C.控制*，能實現更高速的靜電消除效果。
適用於移動速度快速的薄膜的靜電消除。

*補充 ～何謂Dual I.C.C.控制～

向來頗受好評的I.C.C.功能更加進化了。除了以往可改變脈衝寬度來控制離子生成量之外，還新加入可改變施加電壓的功能，讓每單位時間的離子生成量的控制範圍更廣。可配合溫度及濕度等環境因素造成的帶電量變化或電極針的狀態，實現最佳的靜電消除效果。

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在運用靜電消除器時最重要的就是「靜電消除器的維護」。隨著靜電消除器的使用越長，靜電消除速度會變慢或離子平衡變差等，靜電消除能力會逐漸惡化。為了維持靜電消除能力，適當實施維護是必要的。

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可能導致靜電消除器能力劣化的原因有以下兩項。

1) 電極針的磨損

因電極針磨損造成電極針尖端的電場強度變弱。如此將導致難以產生電暈放電。難以產生電暈放電是指離子的生成量降低，因此靜電消除速度也會變慢。此外，由於正、負極的電極針磨損量不同，離子的減少量也各有異，如此將導致離子平衡變差。

如上方照片所示，正極與負極的電極針的磨損量不同，離子的產生量也會隨之出現差異。因此，如DC方式或脈衝DC方式等正、負極的電極針分開的靜電消除器類型，會比AC方式或脈衝AC方式的靜電消除器更容易受到磨損而導致能力劣化的影響。

2) 電極針的髒污

電極針因髒污導致電極針尖端的電場強度變弱。
如此將導致難以產生電暈放電，生成的離子量減少，使靜電消除速度變慢。
此外，如下方照片所示，正極與負極的髒污程度不同，離子平衡也會變差。

正極與負極的電極針上異物附著的程度不同，離子的產生量也會隨之出現差異。此情況與針尖磨損的情況相同，DC方式或脈衝DC方式等正、負極的電極針分開的靜電消除器類型，會比AC方式或脈衝AC方式的靜電消除器更容易受到針尖髒污而導致能力劣化的影響。

針尖磨損對靜電消除能力的影響

DC	脈衝DC	AC	脈衝AC
×	×	△	△

雖然上述兩項為靜電消除器能力劣化的因素，但針尖磨損造成的影響較為長期（1至2年），相較之下針尖髒污的特徵則是短期（數週至數個月）且頻度較高。因此在靜電消除器的運用方面，比起防止磨損，避免針尖產生髒污更重要。

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原因有以下2種。

1) 物理性因素

2) 化學性因素

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產生正離子時，由於電子或帶負電的分子會撞擊電極針尖端，進而削除掉附著於電極針尖端的異物，因此附著量會變少。產生負離子時，在電極針尖端釋出電子之際，異物附著會朝釋出的方向增加，造成附著量變多。

如下圖所示，正極與負極的電極針尖端所發生的現象不同，將導致電極針髒污量不同的結果。如此一來不僅靜電消除速度會劣化，也會導致離子平衡惡化。

因撞擊而彈飛

無撞擊故堆積成結晶

此時負離子的產生量比正離子的產生量少，因此離子平衡會較傾向於正極側。

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維護方法有以下2種。

1) 使用綿棒進行清潔

2) 使用超音波清洗機進行清洗

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以往傳統的靜電消除器因為針尖會接觸到空氣，總是無法防止異物附著於針尖。針對此問題，KEYENCE最新的靜電消除棒SJ-H系列採用全新設計的「氣體護套導流結構」，成功減少了必要的維護次數。

■何謂氣體護套導流？

一般靜電消除器所供應的空氣會直接往前方推出，不會接觸到針尖。如此雖然能提升靜電消除能力，但卻沒有辦法有效防止針尖上附著異物。全新結構的氣體護套導流，會如同包覆電極針般將空氣往前推出，如此能有效防止異物附著於針尖處。空氣會經過很長的流道，形成非常均勻的層流。加上空氣出口的內凹結構能防止外部干擾，發揮超群的護套效果。

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下方照片是SJ-H系列與傳統機種在相同環境下運作24小時、2.5個月後比較兩者電極針尖端的狀態。

從此照片可看出傳統機種的針尖有異物附著，但SJ-H系列的電極針則幾乎看不見有異物附著於針尖。

以下圖表是SJ-H與傳統機種長時間運作後的比較兩者靜電消除時間的數據。

傳統機種的靜電削除速度會隨著使用時間的經過而變慢。另一方面，SJ-H系列的靜電消除速度在經過2個月以上的使用後也完全沒有變化。

■氣體護套導流結構的優點

1. 能防止電極針髒污，還能大幅減輕靜電消除能力的經時劣化

   →在長時間運作下也能維持高度能力

2. 採用空氣包覆電極針的結構，可防止電極針髒污

   →比傳統機型節省維護成本達5倍以上

3. 以均勻的層流包覆針尖，可減少針尖釋出附著物

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