Способ измерения объемной плотности заряда электретов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИКг, 1 9) (и)1) С О 1 Я 29/00 РЕТЕН ИСАНИЕ ЕТЕЛЬСТВУ ю развуковые колебания, прин прошедшие колебания, измер рость распространенияэтих ний в электрете, а величи плотности заряда определяю мулеЧ 2 т ско- олебаобъем по фор рников ашиност Ма С. "РЬувд 20, 720,где да 1 са 1 д 19.36 тратотаний;ьныхний в льтр элек е а ета; ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГ К АВТОРСКОМУ(7 1) Всесоюзный заочныйтельный институт(прототип). 54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ ПЛОТНОСТИ ЗАРЯДА ЭЛЕКТРЕТОВ, включающий наложение электродов на ис" пытуемый электрет, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью проведения измерений без разрушения поляризации электрета, повьппения точности и сокращения времени измерения, излучают в электрет продольные ульт-.- объемная плотность э электрета; циклическая час звуковых колеба- скорость продол звуковых колебарете;скорость ультразвуковых колебаний в неполяризованном диэлектрике;диэлектрические прониц мости вакуума и электр плотность электрета.Изобретение относится к физическим методам исследования электретов и может быть использовано для неразрушающего контроля остаточной поляризации в средах с электретньки свой ствами.Известен способ измерения объемного заряда электретов, заключающийся в том, что в образец помещают металлические зонды и измеряют разность потенциалов между ними. По полученным данным с помощью уравнения Пуассона рассчитывают объемный заряд электрета 13 5 фОднако известный способ связан с разрушением остаточной поляризации электрета в процессе нагревания образца. Кроме того, способ имеет низкую точность измерений, время измерения составляет 1-2 ч.Цель изобретения - проведение измерений без разрушения поляризации электрета, повышение точности и сокращение времени измерения. 40 45 Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения объемной плотности заряда электретов, включающему наложение электродов на испытуемый электрет, излучают в электрет продольные ультразвуко-. вые колебания, принимают прошедшие колебания, измеряют скорость распространения этих колебаний в электрете, а величину объемной плотности заряда определяют по формуле Недостатки этого способа - искажения в распределении электрического поля в образце, вносимые зондами, и, следовательно, большая погрешность в определении объемного заряда электрета.Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения объемной плотности заряда электретов, включающий наложение электродов на ис"25 пытуемый электрет, который нагревают, сообщая тем самым носителям зарядов дополнительную энергию, не- оГ .одимую для их движения. При этом во внешней цепи, составленной из электродов, накладываемых на злектрет, и регистрирующего прибора, протекает ток деполяризации. По величине тока и времени измерения определяют объемный заряд электретаГ 23. 35юг У (Ц (1) где Р - объемная плотность зарядаоэлектрета;ш - циклическая частота ультразвуковых колебаний;9 - скорость продольных ультраРзвуковых колебаний в электрете;С - скорость ультразвуковых коРлебаний в неполяризованномдиэлектрике;Ц,Я - диэлектрические проницаемости вакуума и электрета;плотностьзлектрета.Сущность изобретения заключается в измерении скорости распространения продольных ультразвуковых колебаний в электрете и расчете объемной плотности заряда по формуле (1) при условии, что значения остальных параметров, входящих в нее, заранее известны, Приведенная формула учитывает взаимодействие ультразвукового поля с локализованным объемным нескомпенсированным электрическим зарядом в электретах. Измерение скорости распространения ультразвуковых колебаний электрета основано на сравнении времени и прохождения ультразвуковых колебаний через исследуемый образец и эталонную жидкость, скорость распространения ультразвука в которой известна.На чертеже показана схема устройства, реализующего предлагаемый способ.Устройство содержит задающий мультивибратор 1, соединенный с вхЬ- дом генератора 2 коротких импульсов, выходы которого соединены с излучающими пьезопластинами 3. Приемные пьезопластины 4, установленные в эталонной 5 и измерительной 6 линиях, соединены с двумя входами усилителя 7. Выходы ждущего мультивибратора 8 соединены с входом задающего мультивибратора и входом регистрато-ра 9 второй вход которого соединен с выходом усилителя.Устройство работает следующим образом.Задающий мультивибратор 1 генерирует прямоугольные импульсы переменной длительности. Передний фронт1089508 Составитель С.ВолковРедактор И.Ковальчук Техред Л.Коцюбняк Корректор И,Эрдейиу Заказ 2926/42 Тираж 823 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 импульса запускает генератор 2 коротких импульсов, возбуждающий одновременно излучающие пьезопластины3 в эталонной 5 и измерительной 6линиях. Задний фронт прямоугольного ьимпульса запускает ждущий мультивибратор 8, формирующий отрицательныйпрямоугольный импульс, длительностькоторого определяет время разверткилуча на экране регистратора 9. Импульсы ультразвуковых колебаний,преобразованные приемными пьезопластинами 4 в электрические сигналы,поступают на усилитель 7 и наблюдаются на экране регистратора. Изменяя 15расстояние между пьезопластинами вэталонной камере, совмещают изображения импульсов, пришедших с эталоннойи измерительной линий. В этом случае время прохождения ультразвука . 20через эталонную и измерительную линии одинаково. По длине образцавеличине скорости распространенияультразвука в эталонной жидкости Ч,и длине столба 1, эталонной жидкости определяют величину скорости ЧР распространения ультразвуковой волны в исследуемом образце по формуле(2),Подставляя известные значения величин формулы(1) и значение измеренной скорости распространения продольных ультразвуковых колебаний в электрете, по формуле (1) определяют величину объемной плотности заряда электрета.Использование предложенного способа измерения объемной плотности . заряда электретов обеспечивает по сравнению с известными сокращение операционного времени измерения до 5-10 мин, значительное повышение точности измерения, экономию электретных материалов, что в конечном счете, приводит к повышению производительности труда и эффективности производства электретных материалов.