Способ измерения диэлектрической проницаемости отдельной компоненты порошкообразного материала
Изобретение относится к технике электрических измерений, в частности к измерениям диэлектрической проницаемости электроизоляционных материалов, состоящих из неоднородных порошкообразных компонентов. Способ включает измерение диэлектрической проницаемости смеси порошок - среда и расчет по полученным данным диэлектрической проницаемости отдельной компоненты Измерение диэлектрической проницаемости в два этапа (1 - при свободной засыпке в воздухе, 2 - после подпрессовки этого материала) и расчет по полученным данным по методу Ньютона для решения нелинейных уравнений относительно отдельной компоненты позволяет увеличить точность и достоверность измерения диэлектрической проницаемости отдельной компоненты порошкообразного материала
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKPt>ITVIRM ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4730341 / 2 1 (22) 15.08.89 (46) 15,12,91. Бюл, N 46 (71) Ташкентский политехнический институт им. А.Р,Бируни (72) С.А.Иногамов. В.С.Блейхман и Б.Н.Беляков (53) 621.317.3(088.8) (56) Малов P.Ä., Меджитов Р,Д., Бреусов О.Н. Заводская лаборатория, 1969, ¹ 9, с.1134 †11, Ермилов И.В, Заводская лаборатория, 1973, ¹ 9, с. 1157-1158, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ОТДЕЛЬНОЙ КОМПОНЕНТЫ ПОРОШКООБРАЗНОГО МАТЕРИАЛА Изобретение относится к электрическим измерениям, в частности к измерениям диэлектрической проницаемости (Г.*) электроизоляционных материалов, состоящих из неоднородных порошкообраэных компонентов. Цель изобретения — повышение точности и достоверности измерения диэлектрической проницаемости отдельной компоненты порошкообразного материала. Способ измерения диэлектрической проницаемости порошкообразного материала .включает операции определения диэлектрической проницаемости смеси порошок — среда, находящейся между об-. кладками измерительного конденсатора и расчета по полученным данным диэлектри„„SU ÄÄ 1698830 А1 (57) Изобретение относится к технике электрических измерений, в частности к измерениям диэлектрической проницаемости электроизоляционных материалов, состоящих из неоднородных порошкообразных компонентов. Способ включает измерение диэлектрической проницаемости смеси порошок — среда и расчет по полученным данным диэлектрической проницаемости отдельной компоненты. Измерение диэлектрической проницаемости в два этапа (1— при свободной засыпке в воздухе, 2 — после подпрессовки этого материала) и расчет по полученным данным по методу Ньютона для решения нелинейных уравнений относительно отдельной компоненты позволяет увеличить точность и достоверность измерения диэлектрической проницаемости отдельной компоненты порошкообразного материала. ческой проницаемости отдельной компоненты. Способ осуществляется путем определения диэлектрической проницаемости порошкообразного материала в состоянии свободной засыпки в воздухе, подпрессовки материала, определении диэлектрической проницаемости материала в сжатом состоянии, а затем определении диэлектрической проницаемости отдельной компоненты порошкообразного материала методом Ньютона для решения нелинейных уравнений относительно данной величины. При этом при использовании микро летрической системы электродов и прибора для замера емкости сначала определяют диэлектрическую проницаемость смеси порошкообразный материал -- возду. в сосTA÷ ии 1698830 свободной засыпки, Для этой величины можно записать уравнение расчета по определению диэлектрической проницаемости гетерогенных смесей 3(6 2А cB — Е1 2Ak 1+ где А+х +р(1 — x)2+ х — объемная доля порошкообразного материала в смеси; е 1 — диэлектрическая проницаемость порошкообразного материала; (1-х) — объемная доля матричной компоненты в смеси (воздух); е 2 — диэлектрическая проницаемость матричной компоненты; k=x при х > 0,5; k=(1 х) при х 0,5; р = при е1 е Е2 Е1 b=1 — х+рх; а=1+р. Учитывая то обстоятельство, что значение. е * достаточно зиать с точностью до второго знака после запятой, а диэлектрическая проницаемость воздуха е b =1,0006, можно принять, что .е р =1, Кроме того, для вычислений определяется масса порошкообразного материала, Затем осуществляется сжатие порошкообразного материала, определяется новый объем, занимаемый смесью (через известную высоту образца смеси и диаметр электродов), а также определяется диэлектрическая проницаемость в сжатом состоянии. Для этой величины можно записать следующее выражение с учетом упорядоченности материала при его сжатии ) С 2А Ест =Е1, (2) 2А k А +I1 — 2хl(a — Ь) где k,а.b,р — то же, что и при определении диэлектрической проницаемости смеси в состоянии свободной засыпки; д =к + р(1 — х) + у= рlр где p — отношение массы порошка при концентрации к всему объему, занимаемому смесью, р нас — плотность порошка в состоянии свободной засыпки (определяется по справочнику, либо экспериментальным путем).Решая систему нелинейных уравнений (1) и(2) относительно е1 методом Ньютона (итераций), можно определить исходную величину, а именно диэлектрическую проницаемость отдельной компоненты смеси. Численное решение данной системы урав5 нений весьма громоздко и трудоемко, поэтому решение можно осуществлять на персональном компьютере по стандартной программе, Пример. Предварительно была опре10 делена диэлектрическая проницаемость монолитного стекла, равная е с> =7,55. Затем осуществлялось измельчение стекла в шаровой мельнице в течение 3 мин, Полученный порошкообразный материал засыпали 15 в измерительный конденсатор (измерительную ячейку) и объемная концентрация стекла в смеси стекло — воздух составила 0,72. С помощью стандартного измерителя емкости Е-7-12 в соответствии с прототипом из20 меряли емкость смеси в состоянии свободной засыпки по формуле сп Ф Есв— S е с — диэлектрическая проницаемость 25 смеси порошок стекла — воздух; С вЂ” емкость смеси; S — площадь электродов: h — расстояние между электродами, Диэлектрическая проницаемость смеси 30 порошок стекла-воздух в состоянии свободной засыпки, определенная в соответствии с прототипом, равна F.се =7,2, Затем по формуле Лихтенекера определяют диэлектрическую проницаемость одного из компонентов смеси — стекла е In к <,— Я72 1-ОЮ х 0.72 — 2.74 е„=4,0, Затем осуществляют подпрессовку смеси, определяют коэффициент сжатия у = 1,048 и диэлектрическую проницаемость смеси в сжатом состоянии (е, .) 45 Есж =732 Вставляя полученные величины ес>. и е сж,, у в формулы (1) и (2), решая систему уравнений относительно е 1 {стекло), опре50 деляют данную величину, равную е1 =-750, Таким образом, данный способ не требует знания объемной концентрации измеряемого материала (компоненты) в смеси, 55 что значительно упрощает измерения и вычисления. Величина диэлектрической проницаемости отдельной компоненты порошкообразного материала, определенная 1698830 Составитель В.Чеботова Редактор М.Кобылянская Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова Заказ 4394 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 предлагаемым способом, значительно ближе к истинной величине для монолитного материала. Формула изобретения Способ измерения диэлектрической 5 проницаемости отдельной компоненты порошкообразного материала, включающий измерение диэлектрической проницаемости смеси порошок — среда и расчет по полученным данным диэлектрической 10 проницаемости отдельной компоненты, о тличающийся тем,что,сцелью повышения точности и достоверности измерения, измерение диэлектрической проницаемости производится в два этапа, а в качестве среды используется воздух, причем на первом этапе измерение производят при нахождении порошкообразного материала в состоянии свободной засыпки в воздухе, на втором этапе — после подпрессовки этого материала, а определение диэлектрической проницаемости отдельной компоненты порошкообразного материала осуществляют по методу Ньютона для решения нелинейных уравнений относительно данной величины.
