Способ регистрации неоднородностей в плоских диэлектрических материалах с шероховатой поверхностью

 

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля диэлектрических материалов. Целью изобретения является повышение точности локализации проводящих включений в образце. Сущность способа состоит в следующем . Образец материала размещают на поверхности одной из обкладок 10 измерительного конденсатора (ИК). Второй обкладкой ИК служит прозрачное проводящее покрытие 9,на поверхности стеклянной крьшки 8, На обкладки ИК можно подавать высокочастотное напряжение с частотой, близкой к резонансной частоте контура с ИК. Между диэлектрической сеткой 13 и покрытием 9 размещают фотоматериал, например фотопленку, которая экспонируется свечением разряда. Перед экспозицией определяют нижние значения напряжения разряда, при котором свечение равномерно покрьшает всю поверхность образца и стабильно. Затем отводят электрода друг от друга на расстояние , равное (3-5) h, где h - высота шероховатостей на поверхности образца. Затем гасят разряд, не меняя настройку источника напряжения, вставляют фотоматериал между сеткой 13 и покрытием 9 и зажигают разряд при той же настройке источника, при которой он был погашен. После экспозиции и проявления изображения судят о местах локализации проводящих вклягчений в материале. 2 ил. а Ф (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСОУБЛИН. (191 (11) (5g 4 С 03 В 41/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

8: Ei0631IA1

fk с,", ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4184332/24-21 (22) 23.01.87

I (46) 15,03-. 89. Бюл. У 10 (71) Ленинградская лесотехническая академия им.С,М.Кирова .(72) Б.В.Галактионов, Е.И.Иванова и Ю.П.Сырников (53) 62! .31 9.74(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 106421, кл, С 03 В 4!/00, 1950.

Авторское свидетельство СССР

У 1091106, кл, С 03 В 41/00, 1982, (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В ПЛОСКИХ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ NAТЕРИАЛАХ С ШЕРОХОВАТОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ, (57) Изобретение относится к технике неразрушающего контроля диэлектрических материалов, Целью изобретения является повьппение точности локализации проводящих включений в образце.

Сущность способа состоит в следующем. Образец материала размещают на поверхности одной иэ обкладок 10 измерительного конденсатора (ИК). Второй обкладкой ИК служит прозрачное проводящее покрытие 9 на поверхности стеклянной крьппки 8. На обкладки ИК можно подавать высокочастотное напряжение с частотой, близкой к резонансной частоте контура с ИК. Между диэлектрической сеткой 13 и покрытием 9 размещают фотоматериал, например фотопленку, которая экспонируется свечением разряда. Перед экспозицией определяют нижние значения напряжения разряда, при котором свечение равномерно покрывает всю поверхность образца и стабильно, Затем отводят электроды друг от друга на расстояние, равное (3-5) h, где h — высота шероховатостей на поверхности образца. Затем гасят разряд, не меняя настройку источника напряжения, вставляют фотоматериал между сеткой

13 и покрытием 9 и зажигают разряд при той .же настройке источника, при которой он был ..погашен, После экспозиции и проявления иэображения судят о местах локализации проводящих вклЮчений в материале. 2 ил.

65864

55!

Изобретение отно сит ся к техник е неразрушающего контроля диэлектрических материалов и может быть использовано при разработке устройств для регистрации распределения проводящих включений в объеме диэлектрических материалов, s том числе волокнистых и с шероховатой поверхностью (типа электроиэоляционных картонов).

Цель изобретения — повьппение точности регистрации мест локализации проводящих включений в образце путем повышения контрастности изображения °

На фиг.1 и 2 представлена схема

: устройства для реализации способа.

Устройство содержит источник (УИП-2) питания, задающий генератор

2 (Г3-33), усилитель 3 мощности (симметричный усилитель), повьппающий трансформатор 4 (ТВС-90ЛЦ2-1), измерительный конденсатор 5, измеритель

6 напряжения (киловольтметр С-96), измеритель 7 частоты. Измерительный конденсатор (фиг.2) вмонтирован в специальный столик с откидной, крышкой 8, выполненной иэ стекла и покрытой проводящим прозрачным слоем 9, являющимся одной из обкладок конден1 сатора. Второй обкладкой конденсатора служит диск 10 с шлифованной верхней поверхностью. Изолятор 11 служит для электрического разделения диска от тубуса микроскопа 12. На чертеже показана также диэлектрическая сетка 13, образец 14 материала и фотоматериал 15.

Резонансный контур, образован вторичной обмоткой повышающего трансформатора 4 и измерительным конденсатором 5. Емкость конденсатора следовательно, и резонансная частота определяются параметрами исследуемого образца и толщиной воздушного промежутка. Резонансные частоты для исследованных образцов картона толщиной 1-3 мм составляют 6-12 кГц. При измерениях верхняя обкладка конденсатора заземляется так же, как все металлические детали устройства, за исключением высоковольтной обкладки— диска 10. Положение крьппки фиксируется поджимным винтом. Диск 10 укреплен на тубусе микроскопа,12, станина которого закреплена на ножках столика. Механизм юстировки микро™ скопа позволяет осуществить грубое и точное перемещение высоковольтного электрода (обкладки) с сохранением

ЭО

40 параллельности между обкладками конденсатора и дает воэможность измерять перемещение от фиксированного положения на несколько мм с точностью 0,05 мм. После настройки требуемого зазора тубус фиксируется с помощью стопорного винта (не показан), В нижней части столика закрытый изолирующим корпусом крепится повьппающий трансформатор (не показан), высоковольтный провод от которого проходит через изолятор внутри тубуса к высоковольтному электроду. Таким образом, изменять расстояние между обкладками можно не снимая высокого напряжения, Крышка 8 обтянута тонкой диэлектрической (нейлоновой) сеткой.

13. Эта сетка служит для того, чтобы увеличить контрастность изображения и удерживать фотоматериал 15 у верхнего электрода при фотографировании непосредственно на фотопленку. Для сохранения идентичности условий разряда при настройке и фотографировании во время настройки между сеткой и стеклом помещают отфиксированный прозрачный фотоматериал. В качестве фотоматериала можно применять фотопленку типа ФТ-31. Наличие откидной крьппки облегчает смену образцов и закладку фотоматериалов. до и после настройки.

Пример. Образец картона типа 3K-! толщиной 1,25 мм с маркировкой сеткой помещают на нижнюю обкладку " высоковольтный электрод, а между нейлоновой сеткой 13 и стеклом вставляют отфиксированный фотоматериал того же типа, который применяют для фотографирования разряда.. Образец вплотную поджимают к верхнему электроду, обтянутому нейлоновой сеткой. Толщина воздушного промежутка равняется 0,15 мм (толщина сетки), и разряд развивается в ячейках сетки. При небольшом анодном напряжении на усилителе мощности (20В), изменяя частоту задающего генератора определяют резонансную частоту контура по максимуму напряжения на конденсаторе (9„5 кГц). Путем увеличения напряжения питания и выходно.го напряжения задающего генератора

U разжигают разряд (Up =3,6 кВ). При этом разряд вспыхивает отдельными пятнами, которые хаотически перемещаются по площади электрода и меняют яркость, Далее напряжение на конден1465864 саторе увеличивают до U =3,9 кВ, При этом свечение разряда равномерно покрывает всю площадь электр9да.и стабильно увеличивается зазор между электродами опусканием на 0,4 мм

5 нижнего электрода. При этом разряд наиболее ярко горит над металлическими включениями. После визуальной настойки при поджатом стопорным вин- 1ð том тубусе отключают переменное напряжение на входе усилителя и при снятом таким образом высоком напряжении производят замену отфиксированной пленки на неэкспонированную. 15

Эту операцию производят при красном свете так же, как и настройку и последующее фотографирование. Крьппку возвращают в горизонтальное положение и вновь фиксируют поджимным вин- 20 том. Затем производят фотографирование. Свидетельством того, что при за-мене пленки условия разряда не измеI няются служит восстановление прежнеь

ro значения Б„на конденсаторе при 25 подаче напряжения на вход усилителя, а также проверявшееся специально постоянство резонансной частоты. Время экспозиции задается длительностью интервала между включением и выключе- 30 нием сигнала на входе усилителя и регистрируется вручную или таймером.

В зависимости от яркости свечения и чувствительности фотоматериала оно составляет 1-5 с. Яркое свечение может возникнуть над крупномасштабными неровностями поверхности, но их лег ко отличить от свечения над металлическими включениями. Образец перемещают так, что ярко светящаяся область 40 оказывается над краем электрода. В случае свечения над деформированной диэлектрической поверхностью свечение резко ограничено краем электрода, в случае металлического включения . 45 свечение выходит за край электрода.

Включения в образце при испытаниях выполнены в виде отрезков проволоки диаметром от 0,1 до 1 мм и длиной от

1 мм до 5 мм, беспорядочно распределенных в картоне при формировании образца на листоотливочной машине.

Оптимальные размеры воздушного промежутка, позволявшие наиболее четко выделить свечение над металлическими включениями, и параметры разряда для образцов электроизоляционного картона (Е = 3, 2+ О, 1) различной толщины и с различной глубиной тиснения сетки с обеих сторон образца показывают, что при глубоком оттиске сетки для подавления фона от поверхности нужно опускать нижний электрод на 0,4-0,5 им, при мелком — на 0,1

0,15 ии. С учетом толщины сетки это соответствует толщине воздушного промежутка и = (3-5)h для обоих видов поверхности независимо от толщины образцов, где h — высота шероховатостей. При дальнейшем увеличении толщины разрядного промежутка разряд гаснет сначала над тонкими включениями, а затеи полностью. При этом напряжение горения не должно превышать напряжения зажигания более чем на 307..

Увеличение напряжения горения при разрядных промежутках 0,5-0, 6 мм приводит к усилению свечения по всей поверхности над металлическим электродом, а при дальнейшем увеличении толщины промежутка разряд становится нестабильным.

Применение фотоаппарата с тубусом, используемым для фотографирования с экрана осциллографа, позволяет фотографировать через стеклянный электрод. В этом случае при настройке отфиксированный фотоматериал не нужен, а настройку и фотографирование производят в освещенном помещении. Кроме того, оказывается не обязательным также и наличие нейлоновой сетки, так как при соприкосновении поверхности образца с прозрачным электродом на первом этапе настройки разряд загорается в углублениях поверхности, однако применение сетки делает изображение более контрастным.

Формула изобретения

Способ регистрации неоднороднос-. тей в плоских диэлектрических материалах с шероховатой поверхностью путем размещения образца материала между обкладками плоского конденсатора, один из электродов которого выполнен прозрачным, на поверхности второго электрода этого конденсатора, подачи между электродами высокочастотного напряжения, достаточного для зажигания и поддержания между электродами электрического разряда, и экспозиции фоторегистрирующего материала через прозрачный электрод свечением разряда, о т л и ч а -ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точСоставитель В.Ким

Редактор С.Лисина Техред Л.Олийнык Корректор Л.Патай

Заказ 946/49 Тираж 412 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

ll13035, Москва,- Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 1465 ности регистрации мест локализации проводящих включений в образце за счет повышения контрастности изображения, между прозрачным электродом и образцом размещают диэлектрическую

5 сетку с постоянной толщиной, не превышанацей высоту шероховатостей на поверхности образца прают эл тродами диэлектрическую сетку к по864 6 верхности образца, зажигают разряд и повышают напряжение между электродами до покрытия свечением всей поверхности образца, затем при неизменном напряжении отводят друг от друга электроды на расстояние, превышающее в 3-5 раэ толщину диэлектрической сетки, и осуществляют экспозицию фоторегистрирующего материала.