Способ диэлькометрического анализа

 

СПОСОБ ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА, заключающийся в том, что на вход емкостного датчика с контролируемым материалом подают суперпозицию постоянного и и Синусоидального и напряжений и по результатам измерения амплитуды 1 тока п-ой гармоники О11ределяют физический состав контролируемого материала, отличающи 1ся тем, что, с целью повышения чувствительности способа, изменяют величины приложенных к датчику напряжений при соотношении и , где о( 0,01-0,1, i до равенства 1 Ij увеличивают постоянное напряжение до равенства (Л 2 3 / / 2-10, и опредес ляют амплитуду второй гармонической составляющей тока.

COlO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 М 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3761909/24-25 (22) 29 ° 04. 84 (46) 23.09.85. Бюл. К- 35 (72) А.В.Бугров, Г.А.Кардашев и Г.Д.Шишов (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени институт химического машиностроения (53) 543.27 (088.8) (56). Рубан А.С. и др. Мостовой метод измерения дифференциальной емкости нелинейных конденсаторов. — Приборы и техника эксперимента, 1982, У 4, с. 166-168.

Эпштейн С.Л. Измерение характеристик конденсаторов. Л.: Энергия, 1971, с. 190.

„„Я0„„1180?69 A (54) (57) СПОСОБ ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКОГО

АНАПИЗА, заключающийся в том, что на вход емкостного датчика с контролируемым материалом подают суперпозицию постоянного U и синусоидального U напряжений и по результатам измерения амплитуды I тока и-ой

h гармоники определяют физический состав контролируемого материала, о т л и ч а ю щ и ч с я .тем, что, с целью повышения чувствительности способа, изменяют величины приложенных к датчику напряжений при соотношении U = dU где а(= 0,01-0,1, до равенства I = I, увеличивают постоянное напряжение до равенства

I2 = I3 ф, где p = 2-10, и определяют амплитуду второй гармонической составляющей тока.

1180769

Иэ обре тение отно сит ся к диэльк ометрии и предназначено для диэлькометрического контроля свойств полимеров, в частности степени отверждения полимерных материалов и объемно- 5

ro содержания одного компонента в двухкомпонентных системах.

Целью изобретения является повышение чувствительности способа диэлькометрического анализа без увели- 10 чения амплитуды синусоидального напряжения.

Сущность способа состоит в следующем.

Используемые в качестве диэлектриков полимеры имеют симметричную нелинейную проводимость, для которой выполняется условие

-С(-U) = G(U), где G — - проводимость; — приложенное напряжение.

Если приложенное напряжение изменяется по закону U = U,sinn t где

ы — угловая частота; U — амплитуда; t — - время, то ток, проходящий через нелинейную проводимость имеет третью гармоническую составляющую тока, при этом вторая гармоническая составляющая отсутствует. ЗО

Если приложенное напряжение является суперпозицией напряжений, т.е.

U = U + U» где U — постоянное напряжение, то ток, проходящий через нелинейную проводимость, имеет, кро" 35 ме третьей гармонической составляющей, и вторую гармоническую состав-. ляющую тока, амплитуда которой зависит от велйчины входного постоянного напряжения U ®

При увеличении входного напряже" ния U при некотором его значении амплитуда второй и третьей гармоник тока равны.

При дальнейшем увеличении только постоянного напряжения амплитуда второй гармонической составляющей получает значительно большее приращение, чем амплитуда третьей гармоники.

Следовательно, путем увеличения 5с только постоянного напряжения U» можно повысить амплитуду второй гармоники тока до значения, достаточногс для обеспечения высокой чувствительности анализа. 55

В зависимости от исследуемого материала с различным видом нелинейности соотношение между входными постоянным и переменным напряжениями должно быть U = 10-100U . При меньших соотношениях между П» и U не обеспечивается достаточное повышение чувствительности, а при более больших соотношениях из-эа явлений насыщения приращение амплитуды второй гармоники тока замедляется.

Иначе говоря, между направлениями должно соблюдаться следующее соот-. ношение: U = 4 U где Ы = 0,01-0,1.

Постоянное напряжение подбирают экспериментально таким образом, чтобы амплитуда второй гармоники тока

I< была больше амплитуды третьей гармоники тока I> в р раз (где з =

2-10) .

Нижняя граница для л определяет минимальное соотношение между I и при котором используется предлагаемый способ, Максимальное значение /3 ограничивается максимальной величиной общего приложенного напряжения.

При использовании предлагаемого способа измерение должно происходить в следующей последовательности.

Задают значение коэффициента Ы.

Прикладывают к датчику с контролируемым материалом суперпоэицию напряжений U = U + U с заданным соотношением между ними.

Увеличивают входное напряжение

U до момента равенства амплитуд тока

I> второй гармоники и I5 третьей гармоники

Увеличивают только постоянное напряжение до выполнения соотношения

Т2 — 2-10 Т9 .

Измеряют амплитуду тока второй. гармонической составляющей и по ее амплитудному значению судят о свойствах контролируемого материала.

Таким образом, в предварительных опытах определяют конкретные значения U u U . Далее при найденных

Б H U определяют I 2 °

На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит емкостный датчик 1, соединенный с источником

2 постоянного напряжения и генератором 3 высокочастотного напряжения, а также, анализатор 4 спектра,дроссель 5 и конденсаторы б и 7, установленные соогветственно перед генератором 3 и анализатором 4.

1180769 4 источника 2 на генератор 3 и анализатор 4.

Составитель Н. Станчук

Редактор О.Черниченко Техред О.Неце Корректор И. Эрдейи

Заказ 5913/41 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. 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 датчике 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- 10 ния попадания постоянного сигнала от

Ток через датчик l определяют по падению напряжения на резисторе 8.

Настройка анализатора спектра 4 позволяет измерять вторую или третью гармонику тока. После определения

U u U для конкретного материала анаанализатор 4 должен быть постоянно настроен на вторую гармонику.