Устройство для измерения диэлектрических и дилатометрических констант веществ

 

ОПИСАНИЕ 37!492

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюа Соаетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. G 01п 25/16

G 0ln 27/22

Заявлено ОЗ.Ч1.1971 (№ 1664242 26-25) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 22.11.1973. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 24.IV.1973

Комитет по релатт иаобретеиий и открытий при Совете Мииистрое

СССР

УДК 539.382(088.8) Авторы изобретения

В. 3. Колодяжный, И. И. Шамонов и А. И. Жемаркин

Заявитель

Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова

Бс"тБ. 1/":: . " (УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

И ДИЛАТОМЕТРИЧЕСКИХ КОНСТАНТ ВЕЩЕСТВ

Изобретение относится к области измерения диэлектрических и дилатометрических констант веществ (твердых, жидких) с .помощью ем костной ячейки и может быть применено:в науке и технике (химии, физике, металлургии, геологии и т. д.) при изучении строения веществ, кинетики химических реакций, фазовых переходов и т. п.

Известно устройство,для,измерения только линейного расширения твердых образцов с помощью трехвыводного конденсатора, состоящего из системы измерительных конденсаторов и эталонного, помещенного в термостат, где поддерживается комнатная температура с точностью 0,01 С.

Система измерительных конденсаторов,,связанных ic образцом, состоит из шести .конденсаторов, емкость каждого из которых может быть сравнена Ic эталон ной с,помощью измерительного емкостного моста.

Цель изобретения — обеспечение возможности одновременного измерения диэлектрической проницаемости и дилатометрических констант веществ (твердых и жидких) в широком диапазоне изменения температур (от — 150 до

+500 С) и давлений (10 — — 70 атм).

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве входящая в него измерительная емкостная ячейка выполнена в виде двух механически связанных между собой конденсаторов, образованных четырьмя электродами, два из которых, принадлежащие различным конденсаторам, жестко связаны между собой и являются подвижными, вследствие чего из5 менение емкости конденсатора, содержащего исследуемый образец, в любой момент времени соответствует суммарным (диэлектрическим и дилатометри ческим) изменениям, а изменение ем кости второго, конденсатора связа10 но только с дилатометрическими изменениями исследуемого обер азца.

На фиг. 1 приведена блок-,схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 изображена в разрезе измерительная емкостная ячейка.

15 Устройство содержит измерительную емкостную ячейку 1, измерительный емкостный мост 2, электронный регулятор 8 температуры и электронный самописец 4.

Конструкция измерительной емкостной

20 ячейки довольно проста, не требует применения,дефицитных и дорогостоящих 1материалов,,измерения,по времени непродолжительны, результаты измерений надеждины, точность — на уровне хороших прецизио нньтх приборов по25 добного |класса (10 — — 10 — т, зависит от точности применяемого ем костного моста).

Измерительная ячейка (фиг. 2) состоит из системы четырех плоских электродов (5, б, 7, 8) диаметром 30 мм, прадставляющ|их два»е30 ханически связанных между собой ко д"нса.

3 тора. Электроды 5 и 8 имеют охранные хольца для того, чтобы уменьшить влияние краевых эффектов при измерении емкостей.

Электрод 5 находится внутри тефло новой втулки 9, которую применяют в случае исследования жидких веществ. Электроды 6 и 7 жестко связаны между собой штоком и представляют единое целое. Шток скользит по внутренней поверхности втулки 10. Прижимная .пружина 11 служит для обеспечения надежного контакта образца с поверхностями измерительных электродов, Электроды 5, 6, 7, 8 посредством асбоцементных деталей 12, 18 соединены с основанием 14, на которое намотан нагреватель 15 с регулирующей термопарой 16 ыа его поверхности.

Систему электродов с нагревателем помещают в вакуумный блок 17. Откавку вакуумного блока, производят через штуцер 18. Все соединения электродов (кроме электрода 8), нагревателя и термонары с регистпирующей (емкостным мостом, электронным самописцем

ЭПП-09) и управляющей (элек11ронным регулятором температуры) аппаратур ой осуществляют посредством штырькового разъема 19.

Электрод 8 через систему тефлоновых прокладок 20 имеет выход наружу. Все металлические части емкостнюй ячейки изготовлены из латуни. Наружные поверхности электродов 5, 6, 7, 8 жромирова ны.

Работает устройство следующим образом, Исследуемое вещество (твердое, жидкое) помещают между электродами 5, 6. С помощью электронного регулятора температуры, связан ного с регулирующей термопарой 16, задают определенный, режим |нагревания исследуемого образца. Измерительное пространство откачввают (или ооздают давление) чсрез штуцер 18. Под действием температуры исследуемый образец начинает расширяться (сжиматься), увеличивая (уменьшая) расстояние между эле кгродами 5, 6 — 7, 8. Расширяю371492 щийся образец давит на электрод 6 и перемещает его, это перемещение через шток передается на элекпрод 7, который приближается к электроду 8, увеличивая таким образом величину емкости между электродами 7, 8. Это увеличение емкости соответствует только дилатометрическим изменениям образца, а изменение емкости между электродами 5, 6 соответствует суммарным (диэлектрическим и ди10 латометричеоким) изменениям исследуемого образца. Зная .соответствующие, изменения емкостей 5 — 6 и 7 — 8 при указанном выше режиме нагревания ячейки без помещения исследуемого образца в ячейку, т, е. откалибровав

15 измерительную ячейку в определенном интервале температур и давлений, определяют диэлектрическую проницаемость и дилатометрические константы веществ. При калибровке измерителыной ячейки расстояние между элек20 тродами 5, 6, равное толщине образца, устанавливают с помощью ми крометрического винта 21.

На установке проведены измерения пара,метров бензола iB интервале темпер атур

25 0 — 100 С, которые показали хорошее соответствие литературным данным.

Предмет изобретения

Устройство для измерения диэлектричеоких и дилатометрических констант веществ, состоящее из измерительной емкостной ячейки, электронного регулятора температуры и изме35 рителыной схемы, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности и диапазона измерения, емкостная ячейка состоит из двух конденсаторов, образованных четырьмя электродами,,два из которых, при надлежащие раз40 личным конденсаторам, механически связаны между собой и снабжены средствами для их перемещения.

17

1Е

1Ф

15 фиг. 2

Составитель В. Гусева

Техред Г. Дворина

Редактор И. Орлова

Корректор И. Божко

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 114!/8 Изд. № 1254 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5