李江涛1,2，李晓光3，孙 健3，刘岳强3，郑 浩3，张祥雷1，宁 辉3,李子瑞2
(1.河北工业大学 机械工程学院，天津 300401；2.温州大学 机电工程学院，浙江 温州 325035；3.丹东百特仪器有限公司，辽宁 丹东 118009)
DOI:10.13732/j.issn.1008-5548.2022.04.015
收稿日期： 2022-03-09， 修回日期：2022-05-31，在线出版时间：2022-06-22。
基金项目：国家自然科学基金项目，编号：12072100。
第一作者简介：李江涛(1996—)，男，硕士研究生，研究方向为多物理场仿真及优化。E-mail：1738144236@qq.com。
通信作者简介：宁辉 (1978—),男，博士，研究方向为胶体物理和分析仪器研制。E-mail：hui.ning@bettersize.com。
摘要：为提高插入式电极的测量精度，减小测试区域电场及焦耳热对纳米颗粒Zeta电位测量结果稳定性的影响，通过对插入式电极进行多物理场的数值模拟，研究电极底部极片结构布置对测试区域电场及温度分布的影响，并通过实验对所选电极结构进行验证。结果表明：当插入式电极极片长度为8 mm,极片宽度为6 mm,极片间距为4 mm时测试结果的标准偏差更小，所检测颗粒Zeta电位的标准差为0.98 mV,测试稳定性及测量精度更高。
关键词：插入式电极；电热耦合；优化设计
Abstract：In order to improve the measurement accuracy of the insertion electrode and reduce the influence of electric field and Joule heat on the stability of Zeta potential measurement results, multi-physical field numerical simulation of the insertion electrode was carried out to study the influence of the electrode bottom electrode layout on the electric field and temperature distribution in the test area, and the accuracy and stability of the selected electrode were verified by experiments. The results show that when the electrode length is 8 mm, the electrode width is 6 mm, and the electrode spacing is 4 mm, the standard deviation of the test results is smaller. The standard deviation of Zeta potential was 0.98 mV and the insertion electrode has better stability and accuracy.
Keywords：insertion electrode; coupling of electricity and heat; optimization design
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