Способ диэлькометрического анализа

"Й 1".г ПИСА РЕТ К АВТО ТЕЛЬСТВУ С.Л. денс ат90. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский ордена Трудового Красного Знамени институт химическо го машиностроения(56). Рубан А.С. и др. Мостовой мето измерения дифференциальной емкости нелинейных конденсаторов. - Приборы и техника эксперимента, 1982, В 4, с. 166-168.Эпштейн Измерение характеристик кон оров. Л,: Энергия, 1971, с. 1(54) (57) СПОСОБ ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГОАНАЛИЗА, заключающийся в том, что навход емкостного датчика с контролируемым материалом подают суперпозицию постоянного 0 и синусоидального Б напряжений и по результатамизмерения амплитуды 1 тока и-ойгармоники определяют физическийсостав контролируемого материала,о т л и ч а ю щ и ч с я .тем, что, сцелью повышения чувствительностиспособа, изменяют величины приложенных к датчику напряжений при соотношении П = 00 , где а(= 0,01-0,1,до равенства 1 = 1, увеличиваютпостоянное напряжение до равенства12 = 1 З Д , где /ь = 2-10, и определяют амплитуду второй гармоническойсоставляющей тока.Иэ обре тение отно сит ся к диэльк ометрии и предназначено для диэлькометрического контроля свойств полимеров, в частности степени отверждения полимерных материалов и объемно го содержания одного компонента в двухкомпонентных системах.Целью изобретения является повышение чувствительности способа диэлькометрического анализа без увели чения амплитуды синусоидального напряжения.Сущность способа состоит в следующем,Используемые в качестве диэлект риков полимеры имеют симметричную нелинейную проводимость, для которой выполняется условие-с(-и) = сй),где С - проводимость;- приложенное напряжение.Если приложенное напряжение изменяется по закону П, = 11,зд.пш 1, гдеы - угловая частота; Б - амплитуда; с - время, то ток, проходящийчерез нелинейную проводимость имееттретью гармоническую составляющуютока, при этом вторая гармоническаясоставляющая отсутствует, ЗОЕсли приложенное напряжение является суперпозицией напряжений, т.е,Б - Б + Б , где П - постоянное напряжение, то ток, проходящий черезнелинейную проводимость, имеет, кро" З 5ме третьей гармонической составляющей, и вторую гармоническую состав-.ляющую тока, амплитуда которой зависит от велйчины входного постоянногонапряжения Б 40При увеличении входного напряже"ния Б при некотором его значенииамплитуда второй и третьей гармониктока равны.При дальнейдддем увеличении толькопостоянного напряжения амплитудавторой гармонической составляющейполучает значительно большее приращение, чем амплитуда третьей гармоники.Следовательно, путем увеличения 5 Отолько постоянного напряжения Пможно повысить амплитуду второй гармоники тока до значения, достаточногс для обеспечения высокой чувствительности анализа. 55В зависимости от исследуемогоматериала с различным видом нелинейности соотношение между входными постоянным и переменным напряжениямидолжно быть Б = 10-1000 . При меньших соотношениях между П и П необеспечивается достаточное повышениечувствительности, а при более больших соотношениях из-эа явлений насыщения приращение амплитуды второйгармоники тока замедляется .Иначе говоря, между направлениямидолжно соблюдаться следующее соот-.ношение; Б, = о У , где Ы = 0,01-0, 1,Постоянное напряжение подбираютэкспериментально таким образом, чтобы амплитуда второй гармоники тока1 была больше амплитуддъд третьейгармоники тока 1 э в р раз (где,а =2-10),Нижняя граница для л определяетминимальное соотношение между 1 и1 з ддри котором используется предлагаемый способ,Максимальное значение /3 ограничивается максимальной величиной общегоприложенного напряжения.При использовании предлагаемогоспособа измерением должно происходитьв следующей последовательности.Задают значение коэффициента Ы,Прикладывают к датчику с контролируемым материалом суперпоэициюнапряжений П = Б + Б с заданнымсоотношением между ними.Увеличивают входное напряжениеП до момента равенства амплитуд тока12 второй гармоники и 15 третьей гармоники,Увеличивают только постоянное напряжение до выполнения соотношения13Измеряют амплитуду тока второйгармонической составляющей и по ееамплитудному значению судят о свойствах контролируемого материала.Таким образом, в предварительныхопытах определяют конкретные значения Б и О . Далее при найденныхБ и П определяют 12На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.Устройство содержит емкостныйдатчик 1, соединенный с источником2 постоянного напряжения и генератором 3 высокочастотного напряжения,а также, анализатор ч спектра,дроссель 5 и конденсаторы б и 7, установленные соогветственно перед генератором 3 и анализатором 4.Заказ 5913/41 Тираж 896 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 На емкостный датчик 1 подается сумма сигналов от источника 2 постоянного напряжения и генератора 3 высокочастотного напряжения. Высшие гармонические составляющие. на датчи- З ке 1 измеряются с помощью анализато" ра 4 спектра. Дроссель 5 служит для предотвращения попадания высокочастотного сигнала на источник 2, а конденсаторы 6 и 7 - для предотвраще ния попадания постоянного сигнала от Ток через датчик 1 определяют по падению напряжения на резисторе 8. Настройка анализатора спектра 4 позволяет измерять вторую или третью гармонику тока, После определения 0 и Ц для конкретного материала анаанализатор 4 должен быть постоянно настроен на вторую гармонику,