Способ измерения объемной плотности заряда электретов

Способ измерения объемной плотности заряда электретов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ ПЛОТНОСТИ ЗАРЯДА ЭЛЕКТРЕТОВ, включающий наложение электродов на испытуемый электрет, отличающийся тем, что, с целью проведения измерений без разрушения поляризации электрета, повьшения точности и сокращения времени измерения, излучают в электрет продольные ультт развуковые колебания, принимают прошедшие колебания, измеряют скорость распространения этих колебаний в электрете, а величину объемной плотности заряда определяют по формуле .2 -|f/2 объемная плотность заряда где PQ электрета; циклическая частота ультраUJ звуковых колебаний; Vn скорость продольных ультразвуковых колебаний в электрете; (Л Г V-rt скорость ультразвуковых колебаний в неполяризованном диэлектрике; BO. диэлектрические проницаемости вакуума и электрета; плотность электрета. Р 30 ;о :л э X)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

?, (19) (И) 5i (д1) С 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 .

Срр о= î Р г

Ч2

1/2 где ч

С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3542769/25-28 (22) 19.01. 83 (46) 30.04.84. Бюл. )?- 16 (72) Ю.С.Алехин, Л.А.Ведерников и С.М.Липаев (7 1) Всесоюзный заочный машиностроительный институт (53) 620.179 16(088.8) (56) 1. Gemant А., "Phys. Mag.", 20, 929, 1935.

2 Tvei Н., Grostringer G. "Physikalische Zeitsrift", 37, 20, 720, 1936 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ

ПЛОТНОСТИ ЗАРЯДА ЭЛЕКТРЕТОВ, включающий наложение электродов на испытуемый электрет, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью проведения измерений без разрушения поляризации электрета, повьппения точности и сокращения времени измерения, излучают в электрет продольные ульт-. развуковые колебания, принимают прошедшие колебания, измеряют скорость распространения этих колебаний в электрете, а величину объемной плотности заряда определяют по фор.муле объемная плотность заряда электрета; циклическая частота ультразвуковых колебаний; скорость продольных ультразвуковых колебаний в электрете; скорость ультразвуковых колебаний в неполяризованном диэлектрике; диэлектрические проницаемости вакуума и электрета; плотность электрета.

1089508

Изобретение относится к физическим методам исследования электретов и может быть использовано для неразрушающего контроля остаточной поляризации в средах с электретньпки свой- 5 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.

r

Однако 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, повьпиение точности и сокращение времени измерения.

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 ис25 пытуемый электрет, который нагревают, сообщая тем самым носителям зарядов дополнительную энергию, неоГ .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 электретаГ23. 35

С

ŠFp1-—

1(2 где P — объемная плотность заряда

О электрета; ш — циклическая частота ультразвуковых колебаний;

V — скорость продольных ультраР звуковых колебаний в электрете;

С вЂ” скорость ультразвуковых коP лебаний в неполяризованном диэлектрике;

f,ß вЂ” диэлектрические проницаемости вакуума и электрета; плотность злектрета.

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 вхЬдом 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 фронт

1089508

Составитель С.Волков

Редактор И.Ковальчук Техред Л.Коцюбняк Корректор И.Эрдейи

Ф 1

Заказ 2926/42 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 импульса запускает генератор 2 коротких импульсов, возбуждающий одновременно излучающие пьезопластины

3 в эталонной 5 и измерительной 6 линиях. Задний фронт прямоугольного импульса запускает ждущий мультивибратор 8, формирующий отрицательный прямоугольный импульс, длительность которого определяет время развертки луча на экране регистратора 9. Импульсы ультразвуковых колебаний, преобразованные приемными пьезопластинами 4 в электрические сигналы, поступают на усилитель 7 и наблюдаются на экране регистратора. Изменяя l5 расстояние между пьезопластинами в эталонной камере, совмещают изображения импульсов, пришедших с эталонной и измерительной линий. В этом случае время прохождения ультразвука 20 через эталонную и измерительную линии одинаково. По длине образца величине скорости распространения ультразвука в эталонной жидкости ЧЭ и длине столба 1. эталонной жидкости определяют величину скорости ЧР распространения ультразвуковой волны в исследуемом образце по формуле p = . эт

L (2), Подставляя известные значения величин формулы (1) и значение измерен= ной 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.