Датчик для контроля процесса пропитки наполнителя полимерным связующим



Датчик для контроля процесса пропитки наполнителя полимерным связующим
Датчик для контроля процесса пропитки наполнителя полимерным связующим

 


Владельцы патента RU 2540934:

Открытое акционерное общество "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" (RU)

Изобретение относится к устройствам для контроля процесса пропитки наполнителя полимерным связующим, в частности преформ, преимущественно в процессе инфузии, и может найти применение при изготовлении изделий из полимерных композиционных материалов как простой, так и сложной геометрической формы и различных размеров, в которых в качестве наполнителя могут быть использованы, например, преформы из стекло- или углеволокна. Датчик для контроля процесса пропитки наполнителя полимерным связующим, содержащий непроводящую подложку, на которую нанесены параллельно расположенные токопроводящие ламели, выполненные в виде параллельных линий и образующие гребенчатую форму. При этом непроводящая подложка выполнена из плоского тонкого полимерного композиционного материала на основе стеклоткани, нанесенные на нее токопроводящие ламели выполнены из меди и образуют два гребня, количество токопроводящих ламелей составляет по меньшей мере 30 на 1 см, ширина каждой из токопроводящих ламелей составляет от 0,1 до 0,2 мм, расстояние между токопроводящими ламелями составляет 0,1 мм. Причем каждый из гребней токопроводящих ламелей соединен с соответствующим ему медным электропроводом в изоляции, сечение каждого из которых составляет 0,03-1,0 мм, а сверху непроводящей подложки расположена проницаемая для полимерного связующего мембрана из полиэфирной ткани Airtech Release Ply Super F с плотностью 114 г/м2, герметично соединенная с ней по контуру. Изоляция электропроводов может быть выполнена из фторопласта. Толщина датчика может составлять 0,1-1,0 мм. Техническим результатом является обеспечение контроля пропитки наполнителя полимерным связующим при изготовлении изделий из ПКМ как простой, так и сложной геометрической формы и различных размеров, в качестве наполнителя в которых используются, например, преформы из стекловолокна или углеволокна. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для контроля процесса пропитки наполнителя полимерным связующим, в частности преформ, преимущественно в процессе инфузии, и может найти применение при изготовлении изделий из полимерных композиционных материалов (ПКМ) как простой, так и сложной геометрической формы и различных размеров, в которых в качестве наполнителя могут быть использованы, например, преформы из стекло- или углеволокна.

Аналогом изобретения является пленочный полиимидный конденсатор с рабочей температурой не менее 200°C. Он представляет собой диэлектрическую полиимидную пленку, которая расположена между обкладками из металлических пленок, включающих слои Cr-Cu (Патент RU №2046429, H01G 4/06, опубл. 1995.10.20).

Недостатком этого конденсатора является то, что для его изготовления необходим определенный материал, правильно подобранный к системе наполнитель - связующее, что в ряде случаев затруднительно или невозможно.

Наиболее близким по технической сущности является датчик мониторинга характеристик среды, описанный в Патенте US 4710550, опубл. 01.12.1987 - прототип.

Датчик состоит из двух гребенчатых электродов, каждый из которых имеет штырьки или линии шириной менее 0,02 дюйма (~0,4 мм), находящиеся на расстоянии не более 0,01 дюйма друг от друга. Количество штырьков может изменяться в зависимости от используемой частоты, но, как правило, должно быть, по меньшей мере, 33 штырька на 1 дюйм. Каждый электрод может иметь два контакта для подключения к соответствующему измерительному мосту или анализатору в случае четырехполосного измерения. Электроды могут быть изготовлены из меди или, предпочтительно, из более химически стойких проводящих материалов, как, например, золото, платина, хром, титан, вольфрам, палладий или сплавы из таковых. Электроды прикрепляют к непроводящей подложке известным способом, например вакуумным напылением и/или подходящим связующим, и протравливают со сплошного слоя также известным способом.

Работа датчика основана на измерении полного сопротивления, которое можно выполнить с помощью диэлектрического моста или электроизмерительного устройства, где датчик располагают таким образом, чтобы он находился в контакте с полимерным материалом, предназначенным для измерений, имеющим определенное электрическое сопротивление, отличное от сопротивления подложки датчика.

Недостатками известного датчика, принятого за прототип, является то, что он предназначен для мониторинга и/или контроля химических реакций, в особенности реакций полимеризации, и его конструкция не может обеспечить контроль процесса пропитки наполнителя полимерным связующим при изготовлении изделий из ПКМ как простой, так и сложной формы, в качестве наполнителя в которых используются, например, преформы из стекловолокна или углеволокна.

Задача изобретения - обеспечение контроля пропитки наполнителя полимерным связующим при изготовлении изделий из ПКМ как простой, так и сложной геометрической формы и различных размеров, в качестве наполнителя в которых используются, например, преформы из стекловолокна или углеволокна.

Задача решается тем, что в датчике, содержащем непроводящую подложку, на которую нанесены параллельно расположенные токопроводящие ламели в виде линий и образующие гребенчатую форму, согласно предлагаемому изобретению, непроводящая подложка выполнена из плоского тонкого полимерного композиционного материала на основе стеклоткани, нанесенные на нее токопроводящие ламели выполнены из меди и образуют два гребня, количество токопроводящих ламелей составляет по меньшей мере 30 на 1 см, ширина каждой из токопроводящих ламелей составляет от 0,1 до 1,0 мм, расстояние между токопроводящими ламелями составляет от 0,1 до 0,5 мм, причем каждый из гребней токопроводящих ламелей соединен с соответствующим ему медным электропроводом в изоляции, сечение каждого из которых составляет 0,03-1,0 мм, а сверху непроводящей подложки расположена проницаемая для полимерного связующего мембрана из полиэфирной ткани Airtech Release Ply Super F с плотностью 114 г/м2, герметично соединенная с ней по контуру. Изоляция электропроводов может быть выполнена из фторопласта. Толщина датчика может составлять от 0,1 до 1,0 мм.

Наличие непроводящей подложки, выполненной из плоского тонкого гибкого полимерного композиционного материала на основе стеклоткани с нанесенными на нее ламелями, выполненными из меди, позволяет до проведения пропитки наполнителя (преформы) размещать датчик в участках наполнителя (преформы) сложной геометрической формы при изготовлении изделий как больших, так и малых размеров, прикреплять его к изогнутым поверхностям, а также размещать между слоями заготовки изделия в участках сложной геометрической формы и в зоне технического припуска изделия.

Размеры непроводящей подложки определяются формой и размерами контролируемого участка наполнителя (преформы) изделия и диэлектрическими свойствами полимерного связующего, используемого для его пропитки.

Количество токопроводящих ламелей, их ширина и расстояние между ними выбирается в зависимости от необходимой точности показаний датчика и диэлектрических свойств полимерного связующего, используемого для пропитки наполнителя.

Наличие проницаемой только для полимерного связующего мембраны, герметично соединенной с непроводящей подложкой, исключает попадание наполнителя на токопроводящие ламели и позволяет исключить влияние наполнителя, находящегося в полимерном связующем, на результаты измерений.

На фиг.1 изображен общий вид датчика.

На фиг.2 изображен разрез А-А фиг.1.

Датчик состоит из непроводящей подложки (1), выполненной из тонкого гибкого ПКМ на основе стеклоткани, которая пропитана термореактивным полимерным связующим. На непроводящую подложку (1) нанесены параллельно расположенные токопроводящие ламели (2) в виде линий, выполненные из меди и образующие два гребня. Каждый из двух гребней соединен с соответствующим ему медным электропроводом (3) во фторопластовой изоляции. Сверху непроводящей подложки (1) расположена проницаемая для полимерного связующего мембрана (4) из полиэфирной ткани Airtech Release Ply Super F с плотностью 114 г/м2, герметично соединенная с ней по контуру с помощью клея. Медные ламели нанесены на подложку любым известным методом, например напылением.

Работа датчика заключается в следующем: датчик вставляется в контролируемый участок до осуществления процесса пропитки наполнителя (преформы) полимерным связующим. Электропровода (3) датчика подсоединяются к микрокомпьютеру для измерения диэлектрических параметров. Затем проводится пропитка наполнителя (преформы) полимерным связующим, которое, попав на медные ламели (2) датчика, выступает в роли диэлектрика и меняет его исходные диэлектрические параметры: емкость (С), сопротивление (R) и тангенс угла диэлектрических потерь (tgδ).

Изменение исходных диэлектрических значений датчика снимается микрокомпьютером посредством изменений сигнала емкости (С), сопротивления (R) и тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ) в момент прохождения полимерным связующим участков наполнителя (преформы), на которых эти датчики установлены. Аналоговый сигнал с датчика поступает на микрокомпьютер, запрограммированный так, чтобы отбрасывать случайные электрические сигналы и ненадежные данные, например, из кратковременных пакетных шумов.

Предлагаемый датчик позволяет обеспечить контроль пропитки наполнителя полимерным связующим при изготовлении изделий из ПКМ как простой, так и сложной геометрической формы и различных размеров, в качестве наполнителя в которых используются, например, преформы из стекловолокна или углеволокна.

1. Датчик для контроля процесса пропитки наполнителя полимерным связующим, содержащий непроводящую подложку, на которую нанесены параллельно расположенные токопроводящие ламели, выполненные в виде параллельных линий и образующие гребенчатую форму, отличающийся тем, что непроводящая подложка выполнена из плоского тонкого полимерного композиционного материала на основе стеклоткани, нанесенные на нее токопроводящие ламели выполнены из меди и образуют два гребня, количество токопроводящих ламелей составляет по меньшей мере 30 на 1 см, ширина каждой из токопроводящих ламелей составляет от 0,1 до 0,2 мм, расстояние между токопроводящими ламелями составляет 0,1 мм, причем каждый из гребней токопроводящих ламелей соединен с соответствующим ему медным электропроводом в изоляции, сечение каждого из которых составляет 0,03-1,0 мм, а сверху непроводящей подложки расположена проницаемая для полимерного связующего мембрана из полиэфирной ткани Airtech Release Ply Super F с плотностью 114 г/м2, герметично соединенная с ней по контуру.

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что изоляция электропроводов выполнена из фторопласта.

3. Датчик по п.1, отличающийся тем, что толщина датчика составляет 0,1-1,0 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании переносных устройств поиска присоединений с поврежденной изоляцией сетей постоянного оперативного тока.

Изобретение относится к технике электрических измерений и может быть использовано для измерения израсходованного ресурса электрической изоляции электрооборудования.

Изобретение относится к контролю электрических параметров и может быть применено в авиационной технике. Устройство состоит из основного блока и универсального соединителя.

Изобретение относится к электрическим измерениям, а именно к устройствам контроля сопротивления изоляции электрической сети переменного тока. Устройство контроля сопротивления изоляции электрической сети переменного тока содержит фильтр низкой частоты, вход которого подключен к контролируемой сети, источник опорного напряжения, индикатор и компараторы аварийной и предупредительной сигнализации.

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения параметров RC-двухполюсников и может использоваться при физико-химических исследованиях жидкостей, в системах контроля диэлектрических характеристик веществ и материалов с большим удельным сопротивлением, а также при создании измерительных средств контроля качественных показателей моторных масел.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к области измерения и контроля электрофизических параметров полупроводниковых приборов, и может быть использовано для измерения емкости любого двухполюсника.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения сопротивления заземляющего устройства и его составляющих: сопротивления растеканию заземляющего устройства и сопротивления границы раздела металл-грунт.

Изобретение относится к измерительной технике и к технике измерения свойств материалов с помощью электромагнитных средств, в частности к конструкциям измерительных сосудов (ячеек) для проведения таких измерений в жидких средах.

Изобретение относится к датчикам физических параметров на акустических волнах. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения емкости и активного сопротивления. Сущность изобретения заключается в снижении погрешности определения емкости и сопротивления за счет применения нескольких измерений с последующей их статистической обработкой. Измерительный преобразователь емкости и сопротивления в двоичный код содержит микроконтроллер; образцовый резистор; емкостный датчик; измеряемый резистор; конденсатор образцовой емкости; первый резистор делителя напряжения; второй резистор делителя напряжения; третий резистор делителя напряжения; четвертый резистор делителя напряжения; пятый резистор делителя напряжения; выход передачи двоичного кода. Технический результат заключается в повышении точности измерения. 1 ил.

Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для ответвления и регистрации прямой и отраженной микроволновой мощности в квазиоптическом зеркальном тракте большой мощности (1-500 кВт) при длительности импульса СВЧ 1-100 мс, в диапазоне частот 30-80 ГГц. Устройство содержит корпус с цилиндрами, установленными на нижней и верхней стенках, и делитель пучка, размещенный внутри корпуса. При этом стенки корпуса покрыты слоями профилированного поглотителя, а внутри цилиндров установлены коллиматоры из профилированного поглотителя. В конце каждого коллиматора закреплены детекторные головки, каждая из которых состоит из волновода, соответствующего рабочей частоте, и детектора, перед которым установлена диафрагма. Причем перед волноводом размещен дополнительный поглотитель в виде конуса, в вершине которого выполнено отверстие с возможностью изменения диаметра, а перед входной диафрагмой регистратора прямой мощности размещена поляризационная сетка. Технический результат заключается в возможности измерения и определения баланса мощностей - поступающей в нагрузку мощности, отраженной мощности, а также определении спектрального состава отраженного излучения при подавлении фоновых сигналов. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Техническое решение относится к технике резонансных радиотехнических измерений для вычисления и мониторинга комплексной диэлектрической проницаемости материалов. Сущность: способ для измерения характеристик резонансных структур заключается в том, что генерируют одночастотное зондирующее колебание, преобразуют его в многочастотное, подают его на вход и принимают с выхода резонансной структуры, перестраивают частоту зондирующего колебания в диапазоне измерений, соответствующем полосе частот резонансной структуры, регистрируют изменения его параметров, по которым определяют резонансную частоту fp, амплитуду Up и добротность Q резонансной структуры. Отличительной особенностью данного способа является то, что зондирующее колебание на входе резонансной структуры формируют как два двухчастотных колебания с двумя парами составляющих равной или попарно равной амплитуды соответственно на частотах f11, f12 и f21, f22 с одинаковой средней частотой fC=(f11+f12)/2=(f21+f22)/2 и разными разностными частотами ΔfP1=f11-f12 и ΔfP2=f21-f22, меньших или одна из которых равна полосе пропускания резонансной структуры, перестраивают среднюю частоту fC, причем в ходе перестройки разностные частоты ΔfP1 и ΔfP2 оставляют неизменными, регистрируют изменение средней частоты зондирующего колебания fC и параллельно измеряют коэффициент модуляции m1 и m2 огибающих сигнала биений между составляющими 1-го и 2-го двухчастотных колебаний на выходе резонансной структуры. По достижении коэффициентом модуляции значения m1=m2=1 измеряют резонансную частоту fP как равную значению средней частоты fC в данный момент времени и измеряют соответствующие ему амплитуды огибающих сигнала биений между составляющими 1-го и 2-го двухчастотных колебаний U1 и U2 на выходе резонансной структуры, далее вычисляют резонансную амплитуду UP резонансной структуры по выражению U p = ( χ 2 U 1 2 − U 2 2 ) / ( χ 2 − 1 ) , где χ=U2ΔfP2/U1ΔfP1, и добротность Q резонансной структуры - Q = f p Δ f P i ( U p / U i ) 2 − 1 , где i равно 1 или 2. В устройство для измерения характеристик резонансных структур, содержащее последовательно соединенные перестраиваемый по частоте генератор, преобразователь одночастотного колебания в многочастотное, коммутатор и детектор, а также контроллер управления и измерения характеристик резонансных структур, последовательно соединенные с коммутатором первую линию передачи, резонансную структуру и вторую линию передачи, где второй выход коммутатора подключен к входу первой линии передачи, а второй вход коммутатора подключен к выходу второй линии передачи, дополнительно введены перестраиваемые избирательные фильтры соответственно первой и второй разностных частот, подключенные входами параллельно к выходу детектора, выходами соответственно к первому и второму входам контроллера управления и измерения характеристик резонансных структур, а перестраиваемый по частоте генератор, преобразователь одночастотного колебания в многочастотное, коммутатор, контроллер управления и измерения характеристик резонансных структур и перестраиваемые избирательные фильтры соответственно первой и второй разностных частот имеют входы/выходы управления, объединенные в шину управления. Технический результат: повышение чувствительности и точности измерений. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 2 прил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения емкости и активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения и контроля неэлектрических величин емкостными и резистивными датчиками и передачи результата измерения по радиоканалу. Микроконтроллерное устройство для измерения емкости и сопротивления и передачи результата измерения по радиоканалу содержит микроконтроллер (МК) 1, образцовый резистор 2 (Ro), емкостный датчик 3 (Сх), например, влажности воздуха, резистор 4 (измеряемое сопротивление Rx), например термосопротивление, конденсатор образцовой емкости 5 (Со), резистивный делитель, состоящий из резисторов 6 и 7, выход 8 передачи двоичного кода. Резисторы 2 и 4 первыми выводами подключены к не инвертирующему входу аналогового компаратора МК 1 и первым обкладкам емкостного датчика 3 и конденсатора 5 образцовой емкости, первые выводы резисторов 6 и 7 делителя напряжения подключены к инвертирующему входу аналогового компаратора МК 1, вторые выводы резисторов 2 и 4 подключены, соответственно, к первому и второму выходам МК 1, вторые обкладки емкостного датчика 3 и конденсатора 5 образцовой емкости подключены, соответственно, к третьему и четвертому выходам МК 1, вторые выводы резисторов 6 и 7 делителя напряжения подключены соответственно к пятому и шестому выходам МК 1, выход передачи результата измерения МК 1 подключен к входу приема двоичного кода радиомодуля 8, дискретный выход радиомодуля 8 подключен к входу управления энергосберегающим режимом МК. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения неэлектрических величин резистивными датчиками. Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика содержит: (см. чертеж) резистор 1 (R1), резистор 2 (R2), резистор 3 (R3) резистор 4 (R4), т.е. резистивный датчик, резистор 5 (R5) и микроконтроллер 6. Резисторы 1 и 2 первыми выводами подключены к первому входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, резисторы 3 и 4 первыми выводами подключены ко второму входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, второй вывод резистора 4 и первый вывод резистора 5 подключены к третьему входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, вторые выводы резисторов 1 и 3 подключены к первому цифровому выходу микроконтроллера 6, вторые выводы резисторов 2 и 5 подключены ко второму цифровому выходу микроконтроллера 6. Выход аналогового мультиплексора микроконтроллера 6 подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП), встроенного в микроконтроллер 6. Технический результат заключается в повышении точности. 1 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации автомобильной техники и может быть использовано для диагностирования работоспособности электрической проводки автомобильной техники и поиска неисправностей при ремонте. Устройство для диагностирования разъемных электрических контактных соединений содержит мост сопротивлений, одним плечом которого является диагностируемое сопротивление, измерительный прибор, источник электрического тока, соединенный к двум вершинам моста, дополнительно содержит два конденсатора, два ключа, дифференциальный усилитель. При этом конденсаторы соединяют входы усилителя с вершинами моста, ключи соединены параллельно с конденсаторами, а измерительный прибор соединен с выходом дифференциального усилителя. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет возможности диагностирования флуктуации переходного сопротивления контактов по шумовой составляющей тока, а также в повышении чувствительности устройства. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, емкости и напряжения. Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления, емкости и напряжения в двоичный код содержит четыре резистора, два генератора, управляемые напряжением и снабженные входами разрешения генерирования, и микроконтроллер; первые выводы резисторов подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому выходам микроконтроллера, вторые выводы первого и второго резисторов подключены к входу управления напряжением первого генератора, вторые выводы третьего и четвертого резисторов подключены к входу управления напряжением второго генератора, выходы генераторов подключены к счетным входам встроенных в микроконтроллер первого и второго двоичных счетчиков. Техническим результатом является повышение точности преобразования сопротивления, емкости и напряжения в двоичный код. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ определения параметров прибора СВЧ, включающий измерение в n точках рабочей полосы частот его комплексных параметров рассеяния, моделирование его в рабочей полосе частот в виде эквивалентной схемы, содержащей активные и реактивные элементы, каждый из которых описывают соответствующим параметром, не зависящим от частоты, определение собственно параметров посредством математической процедуры. Причем эквивалентную схему прибора СВЧ представляют в виде Т-образного соединения трех комплексных сопротивлений Z1, Z2, Z3, при этом комплексное сопротивление Z3 включают параллельно, а комплексные сопротивления Z1 и Z2 включают последовательно входу и выходу прибора СВЧ слева и справа относительно комплексного сопротивления Z3 соответственно, каждое из трех комплексных сопротивлений представляют последовательным соединением активного элемента - сопротивления, которое описывают параметром Ri, и двух реактивных элементов - индуктивности, которую описывают параметром Li, и емкости, которую описывают параметром Ci, а определение собственно параметров осуществляют посредством двух математических процедур, при этом в первой определяют три комплексных сопротивления в n точках рабочей полосы частот, во второй - собственно параметры прибора СВЧ Ri, Li и Ci из соответствующих математических формул. Технический результат заключается в существенном упрощении способа и повышении точности определения. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к измерительной технике. Способ включает преобразование измеряемой электрической величины и отсчет измеренной электрической величины. При этом возбуждают открытый резонатор электромагнитными колебаниями, воздействуют преобразованной электрической величиной на открытый резонатор, измеряют резонансную частоту открытого резонатора и по измеренной частоте открытого резонатора, производят отсчет величины измеряемой электрической величины. Техническим результатом заявляемого технического решения является повышение точности измерения электрической величины. 1 ил.

Изобретение относится к области наноэлектроники и может быть использовано в различных областях наноиндустрии. Заявлен способ исследования температурной зависимости электрического сопротивления пленочных образцов при нагреве. Для нагрева пленочного образца и измерения его электрического сопротивления образец помещают в кварцевый реактор, содержащий корпус, на внешней поверхности которого бифилярно намотан резистивный нагреватель, а в стенке корпуса, в центральной его части, установлена термопара с возможностью измерения температуры упомянутого образца. Причем образец внутри корпуса устанавливают в С-образных зажимах с плоскими губками, которые выполняют из вольфрамовой проволоки. С-образные зажимы раскрепляют на растяжках, которые выполняют в виде пружин из вольфрамовой проволоки меньшего диаметра. После чего при помощи резистивного подогревателя, размещенного на поверхности корпуса, производят нагрев образца до заданной температуры. Через С-образные зажимы и растяжки на образец подают измерительный ток и определяют напряжение. Необходимое расстояние от поверхности образца до измерительного элемента термопары и его центрирование по отношению к термопаре осуществляют при помощи упомянутых растяжек. Технический результат - повышение точности получаемых данных. 1 ил.
Наверх