Способ определения параметров диэлектрических материалов

(5) 5 ОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ь изобретения -измерений за счесвойств окружаюпределения параких материалов ости олщины, Ц е точност вьпп еньш й ср ия влиянияды. Способдиэлектриче тров о ССС 1982,1981.АРАМЕТРОВ(54) СПОСОБ ДИЭЛЕКТРИЧЕ (57) Изобре тельной тех ПРЕДЕЛЕНИЯ П ИХ МАТЕРИАЛО ение относится к измерисполь ике и может быеразрушающегокой проницаемо онтроля ти,влаж зовано дл диэлектри ля ко издеической ов и ектр неии ны диэлектяетс овышение точности измерен а сче заземлены.Способ реализуеразом. ияния своиств окружаю еньшен о я следу 1г. представл я реализац графики зав ны от расс еи сре На ф При удаленном и ле 7 измеряют в эл электрода 2 началь нала (например, на лижают электроды к мещают совместно в следуемом материактрической цепи роиства дл фиг, 2 ной величи ое значение ряжения) П 0 материалу 7 е электроды электродами и материграфики з ависимостины .от толщины матер перетно(21) 4404964/40-25(56) Авторское свидетельстВ 977933, кл. С 01 В 7/02,Авторское свидетельствоФ 853513, кл. С 01 И 27/60 Изобретение относится к измериельной технике и может быть испол зовано для неразрушающе диэлектрических материал лий, определения их диэ проницаемости, влажност ности, степени полимериз а также их толщины и то ри ких покрытий на нилью изобретения явл ена схема устин способа; на симости выходояния между алом; на Фиг.3 - ыходной величивключает размещение на поверхностиматериала двух механически связанныхэлектродов, на один из которых подается периодическое напряжение, а надругом измеряется потенциал при удалении материала и значение экстремума потенциала при перемещении электродов относительно материала, искомый параметр определяют по соотношению указанных значений потенциалавторого электрода. 3 ил. Устройство (фиг,1), реализующее способ, состоит из первичного емкос ного преобразователя, содержащего высоко- и низкопотенциальный электроды 1 и 2 и электроды 3 и 4 нулевой защиты (последние при жестком соединении составляют один электрод .источника (генератора) 5 периоди ческого напряжения и измерительного блока 6, Электроды 3 и 4 соединены с общей точкой электросхемы и обычнсительно материала или толвко первые три электрода, а электрод 4 оставляют а поверхности материала, используя го дополнительно для направления еремещения,измеряют в процессе перемещения экстремальное значение сиг" нала, Пекет.По соотношению П ео и Б . определяют диэлектрический или геометрический параметр материала. В ка 4 естве критерия можно использовать величину отношения Б к /11 р или Эличину (По "ехт) йр =Щ; /Бр) в зависимости от удобства и величины получаемой относител - 15 ной погрешности. Первый критерий йри Я исследуемого материала больФей, чемокружающей среды, является минимумом выходной величины, второй -максимумом,20П р и м е р, Преобразователь поме 1 цают на перемещающее устройство,расстояние Й измеряют индикатором часоВого типа с ценой деления 0,01 мм. Кривым 8 - 11 соответствуют материалы: Аторопласт( с,= 19-2,2), оргстекло (Я 23), гетинакс ( Я =- 7) и этиленгликоль (= 34,5)Из результатов измерений следует, что выходной сигнал имеет экстремальный характер как Функция расстояния и величина экстремума однозначно связана .с величиной Я , чувствительность способа к Е, стремится к максимуму при Е, а асимптотически - к нулю при с. -со . Экстремумы существуют в диапазоне, составляющем несколько десятков единиц Е,Критерием оценки параметра является отношение Бекго/1 о, где Лекго и Бо - экстремальное и начальное значения напряжения низкопотенциального электрода или вообще сигнала в его измерительной цепи, Выразим эти напряжения или сигналы через ко эФАициенты передачи К и Ко (экстремальный и начальный), напряжение на высокопотенциальном электроде имеет вид БВ (1 екФо) = Кех+,Пв/(Ко х х П Ь) Кекг/оЕсли К ехСг возрастет,например, при увеличении влажнос-. ти окружающей среды, то согласно предлагаемому способу возросший К ег делится на возросший же Ко, поскольку они имеют одинаковое направление55 изменения; в случае отсутствия материала изменение К о определяется только изменением свойств окружающей среды, так как она полностью занима ет рабочий объем преобразователя,Изменение Кеопределяется также изменением свойств окружающей среды, но эта среца занимает теперь лишь часть рабочего объема (остальное занимает исследуемый материал), поэтому в данном примере Ко возрастет не ровно на 107, а например, на 5-152 (различие в величинах изменений.Крх 1 и К тем меньше, чем тоньше исследуемый материал). Величина критерия при этом соответственно; 1,1 К /1,05 К 1,046 Ке, ,/К о1)1 К/1,15 К,1 046 К ехФг/К о - Кекса К оХ/: к -- -,00 З =КЫ /Ко= 4,бйи 0 в 968 Кек фПогрешности измерения определяются как(0,968 - 1)/1 Д 1007 = -3,2 Е,т.е. в 2-Зр А, чем при определении по известному способу. рядок величины.Использование предлагаемого способа по сравнению с известными позволяет повысить в несколько раз точВозможность определения толщины материала иллюстрируется графиком фиг.З. Кривым 8, 10 и 12 соответствуют материалы: йторопласт -4 ( с1,9 - 2,2), текстолит ( Е 2 7), и резина мягкая ( Я = 2,6 - 3). Горизонтали, обозначенные пунктиром, являются асимптотами кривых 8 и 10, т,е, при толщине материала, большей глубины зоны контроля, Из. графиков следует, что при толщинах р (в данном случае до р= 0,8-0,9 мм) материалов, на порядок меньших, чем поперечные размеры преобразователя (ф 9 мм), зависимость между выходной величиной и р является линейной и чувствительность способа в этом диапазоне толщин максимальная, При величине р порядка поперечных размеров преобразователя чувствительность близка к нулю, и, следовательно, глубина зоны контроля имеет такой же по 5 589 ность измерения в диапазоне Е от 1единицы до нескольких десятков еди" ннц за счет уменьшения погрешностей от изменения свойств окружающей среды, повышения чувствительности, умень 5 шения влияния окружающих тел и внешних электромагнитных полей, позволяет использовать перемещения не только по нормали к исследуемой поверхности, но и другие виды перемещений, упростить измерительное устройство и повысить чувствительность при перемещении части электродной системы, 15Способ позволяет контролировать с помощью лишь одного устройства твердые (с неровными и загрязненными поверхностями), эластичные, жидкие и сыпучие материалы, толщину пленоч ных материалов (в том числе трудно поддающиеся контролю замкнутые оболочки, колеблющиеся в процессе их изготовления, например, при рукавном способе производства полиэтиленовой 25 и др. пленок и диэлектрических пок 856рытий на них), причем в линейном;диапазоне выходного сигнала,формула изобретения Способ определения параметров диэлектрических материалов с помощью двух механически связанных электродов, на один иэ которых подают периодическое напряжение, а на другом измеряют напряжение, включающий перемещение электродов относительно материала и измерение в процессе перемещения экстремального значения напряжения второго электрода, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет уменьшения влияния свойств окружающей среды, измеряют напряжения второго электрода при удаленном от электродов материале, а искомый параметр определяют по соотношению значений напряжений второго электрода при экстремуме и при удаленном .от электродов материале,ри ГКНТ ССС енно-издательский комбинат "Пат од, ул, Гагарина, 10 роиз каз 2537 НИИПИ Государственного 113035, Тираж 510 омитета поосква, ЖПодписное зобретениям и открытиям Раушская наб д, 4/5