Ячейка для измерения диэлектрических характеристик электроизоляционных материалов

Ячейка для измерения диэлектрических характеристик электроизоляционных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЯЧЕЙКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащая подвижный и неподвижные электроды цилиндрической формы, соединенные с измерительным прибором, и блок управления, отличающаяся тем, что, с целью повьшения точности измерения, неподвижный измерительный электрод вьтолнен в виде центрального металлического стержня и системы четного числа h чередующихся концентрических диэлектрических и металлических колец с внешними радиусами, равными Vm ( -, и внутренними , равными т-1 г, где г радиус центрального стержня, m -1 2,..., п - номер кольца, а ячейка снабжена соединенным с измерительным прибором через блок управления устройством поступательно-пошагового перемещения электроизоляционного материала по двум координа«гным осям в (Л плоскости, параллельной торцовым с поверхностям электродов. 00 tc 00 to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИК (51)4 С 01 N 27/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3730204/24-25 (22) 18.04.84 (46) 30.09.85. Бюл. ¹ 36 (72) Б.З.Белашев и А.Н.Терновой (71) Институт геологии Карельского . филиала АН СССР (53) 551.508.7(088.8) (56) Эме Ф. Диэлектрические измерения. M. Химия, 1967, с. 69-72.

Авторское свидетельство СССР № 1040398, кл. С 01 N 27/22, 1983. (54)(57) ЯЧЕЙКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащая подвижный и неподвижные электроды цилиндрической формы, соединенные с измерительным прибором, и блок управления, отличающаяся

ÄÄSUÄÄ 1182372 A тем, что, с целью повышения точности измерения, неподвижный измерительный электрод выполнен в виде центрального металлического стержня и системы четного числа ь чередующихся концентрических диэлектрических и металлических колец с внешними радиусами, равными Б -, и внутренними, равными -1 r» где радиус центрального стержня, щ -1, 2,..., n — номер кольца, а ячейка снабжена соединенным с измерительным прибором через блок управления устройством поступательно-пошагового перемещения электроизоляционного материала по двум координая ным осям в плоскости, параллельной .торцовым поверхностям электродов.

1 .11823

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения диэлектрических характеристик электроизоляционных материалов. 5

Целью изобретения является повышение точности измерения..

Принцип действия предлагаемой ячейки заключается в том, что на измерительной стадии измеряют интегральный френелевский образ карты диэлектрической характеристики при помощи измерительного электрода, а карту диэлектрической характеристики по площади диэлектрического слоя по- 15 лучают путем свертки с функцией, описывающей форму зонной пластинки, соответствующую измерительному электроду.

На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемой ячейки; на фиг.2— измерительный электрод.

Ячейка содержит подвижный 1 и неподвижные 2 и 3 электроды и блок 4 управления. Неподвижный электрод 2 является измерительным, а электрод

3 — охранным. Измерительный и подвиж. ный электроды выполнены в ниде цилиндров, а охранный — в виде цилиндрического кольца, окружающего изме- 30 рительный электрод. Торцовые поверхности измерительного и охранного электродов расположены в одной плоскости, а подвижный электрод приподнят над ними. Пространство между тор-З5, цовыми поверхностями электродов является рабочим пространством измерительной ячейки и служит для внесения исследуемого электроизоляционного материала 5. Электроды гальванически 4Q соединены с измерительным прибором

6. Ячейка снабжена соединенным с измерительным прибором через блок управления устройством 7 поступательно-пошагового перемещения электро- 45 изоляционного материала по двум координатным осям в плоскости, параллельной торцовым поверхностям электродов.

Измерительный электрод (фиг.2) 5Ь выполнен в виде центрального металлического стержня 8 и системы четного числа и чередующихся концентричес. ких диэлектрических 9 и металлических 10 колец возрастающих радиусов, 55 соответствующих последовательным зонам пластинки Френеля. Для п1 кольца внешний радиус составляет 7в

72 2 а внутренний радиус - tn-1 к;,, где г радиус центрального стержня, а rn—

1,2,...,n — номер кольца. Для больших и толщина последнего металлического кольца равна / 7n . При равном 1 мм и и равном 100 толщина последнего металлического кольца равна 0,1 мм, а его внешний радиус 10 мм. Все металлические кольца измерительного электрода и центральный стержень механически и гальванически соединены друг с другом штекером 11.

Устройство 7 поступательно-пошагового перемещения предназначено для обеспечения пошагового перемещения исследуемого образца электроизоля— ционного материала по двум координатным осям х и у в плоскости, параллельной торцовым поверхностям электродов. Для решения этой задачи устройство состоит из рамки, на которую установлен исследуемый электроизоляционный материал, жестко соединенной с подвижной кареткой. Каретка перемещается в одном направлении по направляющей, установленной на подвижном столике, под действием пружины.

На столике установлена зубчатая гребенка параллельно направляющей движения каретки, а каретка снабжена прижимной .планкой, управляемой посредством электрического реле. Подвижный столик перемещается по направляющей, установленной на неподвижном основании перпендикулярно направляющей, по которой смещается каретка. Основание содержит параллельную направляющей столика зубчатую гребенку, пружину для перемещения столика по направляющей, а столик снабжен прижимным стержнем, управляемым электрическим реле. На направляющих установлены концевые выключатели, приводящие в действие электромагниты, сжимающие пружины и приводящие в исходное положение столик и каретку.

Положения каретки и столика фиксированы положениями прижимной планки и стержня, вошедшими в зацепление с зубьями гребенок. Вывод их из этих положений и пошаговое перемещение электроизоляционного материала происходит по импульсам, поступаемым с блока управления на электрические реле, По импульсу электрического реле выводят прижимную планку каретки или прижимной стержень столика из з 11823 зацепления с зубьями гребенок и происходит перемещение столика или каретки под действием пружи ы. По окончании действия импульса прижимная планка или стержень под действием 5 собственного веса вновь входит в сцепление с зубьями гребенок, что позволяет осуществить последовательно-пошаговое перемещение рамки с электроизоляционным материалом. 10

Длительность импульса задает шаг перемещения.

Блок 4 управления предназначен для временного согласования работы устройства поступательно-пошагового 15 перемещения электроизоляционного материала и измерительного прибора и представляет собой электронное устройство, вырабатывающее электрические импульсы регулируемой длитель- 20 ности. Блок управления имеет генератор импульсов, счетчики импульсов и линии задержки. Под действием имгульса блока управления происходит последовательное перемещение электро- 25 изоляционного материала на один шаг.

По окончании действия импульса с задержкой блок управления подает импульс на измерительный прибор, позволяющий выдать на счетчик прибора результат измерения и записать этот результат в память ЭВГ1, на магнитную ленту или вывести на цифропечать.

Ячейка работает следующим образом.

Блок 4 управления вырабатывает импульс, посредством которого устройство 7 поступательно-пошагового перемещения производит перемещение электроизоляционного материала на 40 один шаг. Измерение диэлектрической .гроницаемости и тангенса угла потерь электроизоляционного материала проводят при заданном расстоянии между подвижным i и неподвижным 2 и 3

45 электродами без зажатия материала подвижным электродом. При измерении объемного сопротивления зажатие электроизоляционного материала необходимо. При каждом положении диэлек50 трической пластины, поступательно-пошагово перемещаемой по двум координатам х и у в плоскости, параллельной торцовым поверхностям электродов конденсатора, снимают данные показаний измерительного прибора. Таким образом получают френелевский образ карты диэлектрических характе72 4 ристик. Поскольку рабочими участками измерительного электрода являются центральный стержень 8 и металлические кольца 10, соответствующие темным зонам, то френелевский образ диэлектрических характеристик представляет собой наложение картин в форме темных зон измерительного электрода от каждой точки электроизоляционного материала. Такое наложение представляет собой свертку карты диэлектрических характеристик с функцией, описывающей форму измеритель- ного электрода. Обратное преобразование Френеля, т.е. восстановление карты диэлектрических характеристик по данным измерения френелевского образа, проводят путем свертки френелевского образа с функцией, описьг вающей форму измерительного электрода, равной единице в пределах всех нечетных зон измерительного электрода и удовлетворяющих условию 2К х +

+у 4 2К+1, где К вЂ” целс е число . (K=O,1,... и/2) и нулю во всех остальных точках. B результате такой. обработки получают карту емкостей малых участков диэлектрического слоя, находящегося между электродами малых размеров, соответствующих шагам перемещения диэлектрического слоя IIQ KO» ординатам х и у, или карту тангенса угла потерь таких малых конденсаторов, или карту объемного сопротивления малых участков. Пересчет к диэлектрической проницаемости, тангенсу угла потерь и удельному объемному сопротивлению малых участков диэлектрического слоя проводят обычным способом, при этом предварительно необходимо иметь карту толщины по площади диэлектрического слоя.

Предлагаемая ячейка предназначена для получения карт диэлектрической проницаемости, тангенса угла потерь, удельного объемного сопротивления по площади диэлектрического слоя.

Ячейка может быть использована в конденсаторостроении для контроля за качеством диэлектриков, в мийералогии для обнаружения газово-жидких включений в минералах и горных породах, в ядерной физике для наблюдения треков тяжелых частиц в диэлектрических детекторах без разрушения детекторов путем травления в кислотах1182372

Фые 2

Составитель А.Платова Редактор А.Лежнина Техред С.Мигунова КорРектоР В.Гирняк

Заказ 6096/40 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Н-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород. ул, Проектная, 4