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1、引言随着经济的发展，人民生活水平的提高，各种材质的地板在建筑装饰中的使用越来越广泛。在现场勘查的实际工作中，平面灰尘足迹的出现率最高，是划定侦查范围、确定侦查方向、认定犯罪嫌疑人的重要证据之一，但由于木质地板绝缘性较好，使用静电吸附法提取其潜在足迹的效果并不理想，所以造成地板上的平面灰尘足迹的提取利用率很低。为了解决这一问题，增加现场痕迹的提取率，我们研究分析了静电吸附器的原理，并结合实验将静电吸附提取法加以改进和总结，提高静电提取膜（板）上的电量，使地板上平面灰尘加层足迹的提取效果有了明显的提高。一、 静电吸附器工作的原理（一） 静电感应原理静电吸附器之所以能提取灰尘足迹是利用了物理学中的静
2、电感应原理。当带电体移近绝缘导体时，导体上离带电体近的一端出现同种电荷，这种现象就叫做静电感应。如果带电体原来带正电，就把导体里的自由电子推斥到远的一端，近的一端因缺少电子而带负电，远的一端因有多余电子而带正电。因此，静电感应是导体上的电荷在外电场的作用下重新分布的现象，并不是产生了电荷。由此原理可知，灰尘颗粒是由无数具有电极性的分子组成的。在没有外加电场时，这些分子极性取向是杂乱无章的，灰尘颗粒总体上呈电中性。当有外加电场时，在电场力的作用下，正电荷沿电场方向移动，负电荷逆电场方向移动，这些分子的极性取向将发生一定程度的扭动。这一变化的总体效应是在灰尘颗粒的上部聚积一些负电荷，在下部聚积一些
3、正电荷，这个过程就是静电感应。静电吸附膜是在黑色塑料布的一面电镀一层金属膜，将其金属膜面朝上覆盖在客体表面上，使用电晕器在其金属膜面冲电（一般为正电荷），由于塑料是绝缘体，电荷不能穿过塑料膜流入大地而滞留在塑料表面，这些电荷将产生电场，由于电荷分布在一个平面，电场的方向指向地面，电场穿过对塑料布对下面的灰尘产生作用。即灰尘颗粒上部的负电荷受到向上的吸引力，下部的正电荷受到向下的排斥力，当灰尘颗粒上部的电场强度大于下部电场强度时，灰尘颗粒受到的合力是向上的，这个力量克服灰尘重力就向上运动，灰尘被吸附到塑料膜表面。（二） 电量的影响因素 静电吸附器的核心是静电发生器，它产生高压静电，将正、负电荷聚
4、积在两个电极上，两个电极对峙形成电容，电容两极上的电荷量Q、两极间电压U、电容C的关系为：QCU 由此可知，电场的作用力的大小，一方面与平行板电容器的载荷能力，也就是增加平行板电容器的电容量成正比，另一方面也和两极间的电压成正比。 1电容对电量的影响 电容是描述导体或导体系容纳电荷性能的物理量。孤立导体的电容等于孤立导体所代的电荷量与其电势的比值，即孤立导体每升高单位电势所需的电荷量。它反映了孤立导体容纳电荷的能力。对于平行板器电容：Csd公式中为介电常数，s为平行板电容器的极板面积，d为极板间距。 由此可见，C与s成正比，而与d成反比。也就是说要提高载荷能力或静电保持能力，即加大电容量就要提
5、高介电常数及平行板电容器极板的面积，或者缩小平行板电容器极板间的距离。2电压对电量的影响从决定电场力大小的平行板电容器内部的电场强度E的特性来说，在电场中，某处电场强度E在某一方向上的分量，数值上等于该电势在该方向的方向导数的负值。 即： E tiVdl， 也就是说某点处的电场强度E数值上等于电势在单位长度上的变化率。因此，在平行板间施加电压愈高，变化率梯度愈大，与其相对的电场强度就愈大，其电场力做功的能力即吸附灰尘微粒的能力愈强。 3尖端放电的原理除了通过调节静电吸附器的输出电压来增加电荷外，也可通过尖端放电的方法来增加电荷。尖端放电是指带电导体尖端附近大气所发生的放电现象。导体带电后，尖端
6、部分聚集的电荷最多，因此尖端附近的电场特别强，在尖端附近强电场的作用下，空气中残留的离子会发生激烈的运动，但它们和空气分子相碰时，会使空气分子电离，从而产生新离子，使空气变得易于导电。于尖端上电荷相同的离子受到排斥，远离尖端而去，与尖端上电荷异种的离子被吸引到尖端，与尖端上的电荷中和，产生放电现象。尖端放电时，在尖端周围出现光晕，叫做电晕。由此原理可知，可以将静电吸附器的电极端改装成针尖状，在距静电吸附板5高cm高平行移动。通过以上两个方面的定性分析可知，为提高提取能力，一方面要加大提高提取板的电容量；一方面要提高施加其上的提取电压。二、 地板的分类及特性在建筑装饰使用较多的硬质地面材料通常有
7、以下三类：拼装木地板、塑料地板和板块地面装饰材料。（一）拼装木地板的特性拼装木地板包括普通条木地板、拼花木地板、复合木地板等。拼装木地板有一定的耐久性，自重轻，导热性能低，有弹性，易于加工。但因温度、湿度变化易引起翘曲和裂缝，耐火性差，保养不善时易腐蚀。拼装木地板广泛应用于住宅、宾馆、办公室等居室地面的装饰。1拼花木地板的特性拼花木地板是用水曲柳、柞木、核桃木、柚木等优良木材，经干燥处理后，加工出的条状小木板。经干燥处理后的木地板，坚硬、耐磨、耐朽，不易变形开裂，而且有光泽，纹理美观，色泽柔和。2复合木地板的特性复合木地板是以优质硬木（柞木、刺槐等）为表板，以杉木、松木、杨木等软杂木为芯板、背
8、板，经热压、胶合、砂光、油漆等工序加工而成的一种高级拼花木地板。它具有不变形、表面硬度高、耐磨、木纹清晰、色泽明快、安装方便等特点。3.拼装木地板的导电性木材的导电性很小，因此全干的拼装木地板几乎是电的绝缘体。木材的导电性因木材的含水量增大时，电阻便降低，导电性亦大。木材的温度增加而电阻率减少。木材顺纹方向的电阻比横纹方向小些；弦向又比径向小些。总的看来，木材是热和电的绝缘好材料。（二）塑料地板的特性塑料地板的主要原料是聚氯乙烯（PVC）树脂、聚醋酸乙烯（PVAC）树脂、聚乙烯（PF）树脂、聚丙烯（PP）树脂等几种，最常用的是聚氯乙烯树脂。它的生产方法一般是热压法、延压法和注射法。其结构分成单
9、层和多层复合。塑料地板具有耐磨、隔热、隔音、隔潮、脚感舒适、施工方便、维修简单、装饰效果好等特点。其中抗静电地板由于其具有良好的耐化学介质性，尺寸稳定性、抗静电性优良，耐磨的特点广泛应用与大专院校、邮电部门、工矿企业的计算机房、程控机房和要求较高的空调房间、自动化办公室等。（三）板块地面装饰材料的特性板块是指预制水磨石板、天然大理石板、人造大理石板、铺地砖、劈离砖等。一般具有强度高、坚固耐用美观等特点。三、实验（一） 实验器材静电吸附器（），聚氯乙烯膜（黑色），静电提取板（镀锌铁板，正面外包黑色聚氯乙烯膜）（二） 实验客体拼花木地板、复合木地板、普通抗静电地板、预制水磨石板。（三） 实验过程1
10、分别在上述承痕客体表面行走，遗留下平面加层灰尘潜在足迹。2把聚氯乙烯膜、静电提取板分别覆盖在承痕客体上，接地端连接承痕客体，使用静电吸附器提取足迹。3对以上三种承痕客体进行处理，使用笔式电极多次接触承痕客体表面，将接地端与非绝缘地面连接，在承痕客体上分别覆盖聚氯乙烯膜、静电提取板，利用静电吸附器提取足迹。（四）实验结果与分析1对于防静电地板和预制水磨石板地面由于其导电系数较大，因此采用两种不同提取方法进行反复提取比较后发现，使用第一种提取方法所得的效果已经达到检验鉴定的要求，但足迹边缘特征反映不明显（见图11、21）。使用第二种提取方法所得效果优于第一种方法，特征的反映较明显完整（见图12、2
11、2）。 11 12 21 222对于木地板上的潜在平面加层足迹使用第一种提取方法所得效果较差，足迹反映在现场勘查灯下观察也不明显（见图31），使用第二种提取方法效果有明显提高（见图32）。 31 323对于可拆卸的木地板，可拆卸后将一块金属板放置于地板下方，接地线接地端与金属板相连。4某些地板表面看似光滑平整，但其实表面有极密的凹凸小颗粒。对于此类承痕客体，一般不适用静电提取膜，而改用接触面可变形的静电提取板的效果更好（见图41、42）。 41 425木质地板由于处于室内干燥环境中，因此行走而产生的静电电压长时间积留客体表面而不易泄放，不但增加了表面吸附力，而且在现场提取时往往抵消施加在提取板
12、上的静电电压而减小电场提取力，使提取效果不佳，即提取的足迹不完整，不清晰，甚至提取不到足迹。所以在提取前可以先用笔式电极多次接触承痕客体表面，将承痕客体表面的电荷导出。四、 静电吸附器的规范使用方法： 用现场勘查灯观察承痕客体表面的平面加层足迹，并确定其范围。将卷好的静电吸附膜放在足迹边，用静电吸附器的充电电极接触镀膜面，将接地软线充分接地， 短时间按压开关多次为整个镀膜面充电。在同性电荷的相斥力的推动下，静电吸附膜会自动展开，平整地覆盖在足迹表面，避免了气泡的产生，同时可以观察到静电吸附膜紧紧吸附在地面上，然后断电，将接地线从吸附器上拔下，一端接触镀膜面，另一端接地，让镀膜面上的电荷流入大地
13、，最后轻轻拿起吸附膜即可。五、 使用静电吸附器提取足迹时应注意的几个问题： 1有些技术人员在用静电吸附器时，两个电极同时放电，高压静电往往将两极间的空气击穿，产生瞬间放电，正负电荷中和，不能对吸附膜有效充电。 2有些技术人员在使用静电吸附器提取足迹长时间接触静电一按了事。其实静电吸附器只有每次安下开关的瞬间对镀膜面充电，才对灰尘起到吸附作用。应当多次短时间按压开关。 3有些技术人员认为静电吸附器要不要接地线都一样。由静电吸附器原理可知，接地极的面积成为电容间电荷量的决定因素。应当尽可能地扩大接地极的面积，最有效的方法就是实现与大地的良好接触。如果遇到地毯、塑料、木板等绝缘性材料时，要将接地线端
14、点与非绝缘的地面、墙壁或暖气管接触。如果现场遇到无法接地的情况（如木质结构楼房上），最好将接地线与较大面积的金属物相连，或与另一块静电吸附膜的镀膜面相连，增大接地极的面积。 4有些技术人员认为静电吸附膜可以万次使用。其实吸附膜每次使用后整体带电，特别是有电流斑的，对电镀膜有极大损害，下次再使用效果要衰减60%80%。因此静电吸附膜最好一次性使用，如果必须要回收，回收后应尽量清洗干净，最为重要的一点是，将静电吸附膜与暖气等可作为地线使用的金属导体接触，释放残余电荷，晾干后卷起备用（不要弄折）。 5注意地板接缝处的灰尘形成的线条对足迹特征的影响。 对静电吸附器提取地板上灰尘足迹方法的改进主要从静电吸附器的原理静电感应出发，并结合地板材质的特性，对提取方法加以改进和规范，使提取效果达到检验鉴定的要求，解决了实际工作中由于技术原因对足迹痕迹的不重视或忽视的问题，可以有效的提高对地板上平面加层灰尘足迹的提取率、利用率，为侦查破案提供更多的参考，为比对鉴定提供有力的证据。参考文献主要参考文献1赵凯华.电磁学.人民教育出版社.1978年第一版2史力民、高以群、姚力、 许跃辉 .关于静电吸附仪提取平面足迹方法改进的研究 .21世纪痕检技术3
