Устройство для измерения диэлектрических характеристик электроизоляционных материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N27/22 

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диаметр

электродов меньше ширины дугообразного выреза в диске манипулятора.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ даЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ в виде дисковьзх образцов, содержащее корпус из ссэединенных между собой верхнего и нижнего оснований, два измерительных электрода, закрепленную на верхнем основании подающую кассету и установленный на нижнем оснований поворотный манипулятордля переме1цения образцов, отличающеес я тем, что, с целью повышения производительности измерений, на верхнем основании установлена приемная кассета с толкателем и фиксаЛ рами образцов, зазор между подающей кассетой и нижним основанием больше толщины одного образца и меньше толщины двух образцов, манипулятор выполнен в виде закрепленного на оси шагового двигателя диска, толщина которого меньше толщины образца, кассеты и электроды установлены на равном расстоянии от центра диска, в котором на этом же расстоянии равномерно по окружности выполнены ду- § гообразные вырезы с длиной по дуге (Л не менее двух диаметров образца и шириной, равной диаметру образца. с со 05 СП

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для определения диэлектричес ких характеристик электроизоляционных материалов в виде дисковых обра цов. Известно устройство для измерени диэлектрических характеристик твердых диэлектриков, которое содержит корпус, изолированные электроды и индикаторное устройство. Диэлектрические характеристики определяются измерением межэлектродного расстояния в ячейке с образцом и без образ ца при сохранении емкости tl3. Однако производительности этого устройства вследствие измерения каждый раз по одному образцу достаточно низкая. Кроме того, полностью отсутствует автоматизация процесса измерения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения диэлектрических характеристик электроизоляци онных материалов в виде дисковых образцов, содержащее корпус из соединенных между собой верхнего н ниж него оснований, два измерительнБ1х электрода, зaкpeплeннyto на верхнем основании подающую кассету и устано ленный на нижнем основании поворот ный манипулятор для перемещения образцов Г2:. Недостатком данной конструкции является низкая производительвость измерений, обусловленная цикличностью процесса измерения„.Устройст во снабжено одной кассетой для образцов в виде полок, которая служит как для подачи образцов, так и для их приема, т,е, для измерения необходимо загрузить кассету образцами, произвести измерения, -освободить ка сету от образцов и только после это го можно производить измерения ново партии образцов, что довольно неудо но в условиях заводских лабораторий когда количество измеряемых в смену образцов доходит до ста штук. Кроме того, низка степень автоматизации. Цель изобретения - повышение производительности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения диэлектрических характеристик элект роизоляционных материалов в виде ди ковых образцов, содерхсаадем корпус из соединенных между собой верхнего и нижнего основанийf два измерительных электрода, закрепленную на верхнем основании подакщую кассету и установленный на нижнем основании поворотный манипулятор для перемещения образцов, на верхнем основании установлена приемная кассета с толкателем и фиксатораг/ш образцов, зазор Между подакацей кассетой и нижним основанием больше толщины одного образца и меньше толщины двух образцов, манипулятор выполнен в виде закрепленного на оси шагового двигателя диска, толщина которого меньше толщины образца, кассеты и электроды установлены на равном расстоянии от центра диска, Б котором на этом же расстоянии равномерно по окружности выполнены дугообразные вырезы с длиной по дуге не менее двух диажтров образца и шириной, равной диа метру образца. Кроме того, диаметр электродов меньше ширины дугообразного выреза в диске манипулятора. На фиг-. 1 представлено описываем мое. устройство, общий вид на фиг„2 разрез ка фиг. 1; на фиг. 3 разрез В-Б на фиг. 1 на фиг с 4 разрез В-В на фиг. 1. Верхнее основание 1, соединенное с помощью стяжек с нижним основанием 2, представляет собой корпус устройства, которое содержит два измерительных электрода,, Неподвижный измерительный потенциальный электрод 3 закреплен, на нижнем оско-вании через электроизоляционную прокладку. Подвижный заземленный измерительный электрод 4 закреплен на штоке микрометрического винта 5 , Перемснцение подвижного электрода осуществляется ходовой гайкой 6, соединенной через муфту с электрод.вигателем 7 „ Межэлектро.дное расстояние отсчитывается по. стандартной индикаторной головке 8 Дисковые образцы твердых диэлектриков 3 загружаются в подающую кассету .10, выполненную в виде гильзы и закрепленную на верхнем основании таким образом, что рассто.янйе (зазор) от кассеты до нижнего основания больше толщи ны одного образца и меньше толщины двух образцов. Перемещение образцов в устройстве осуществляется поворотным манипулятором, установленным на нижнем основании и выполненным в виде, диска 11, закрепленного на оси шагового двигателя 12, В диске 11 манипулятора, толщина которого меньше толщины образца, имеются дугообразные вырезы, ограниченные четырьмя сопрягающимися дугами, причем две из них концентрические и их центр находится на оси вращения манипулятора, радиус двух других равен радиусу образца. Длина вырезов по дуге не меньше двух диаметров образца а ширина равна его диаметру.

Диск 11 манипулятора перемещается шаговым электродвигателем 12, подсоединенным через муфту. Диаметры электродов меньше ширины дугообразного выреза в диске 11 манипулятора. Пропущенные через электродное устройство образцы,толкателем 1 выталкиваются из манипулятора в приемную кассету 14, чьтолненную в виде гильзы, снабженную фиксаторами образцов и установленную на верхнем основании. Толкатель 13 выполнен в виде круглого стола на центральной ножке, закреплен на нижнем основании и снабжен приводом 15 возвратнопоступательного движения. Крайнее нижнее положение толкателя находится на уровне нижнего основания, а крайнее верхнее положение выше фиксаторов приемной кассеты. Для предохранения от пкрекоса образцов диаметр стола составляет 0,5-0,8 диаметра образца.

Все устройство выполнено таким образом, что геометрические центры вырезов манипулятора, подающей и приемной кассет к электродов находятся на одинаковом расстоянии от центра диска 11 манипулятора, а электроды и подакадая и приемная кассеты разнесены друг от друга иа .

Такая конструкция обеспечивает загрузку в подагацую кассету партии образцов, их измерение и выгрузку в .приемную кассету, причем во время измерения можно добавлять образцы в подающую кассету, а пропущенные через электродную систему образцы вынимать из приемной кассеты без прерывания процесса измерения. Следствием этого является повышение производительности измерений характристик образцов твердых диэлектриков .

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Партия образцов загружается в подающую кассету, при этом манипулятор установлен таким образом, что под подающей кассетой находится задний участок одного из окон, и нижни образец опускается через окно маниплятора на нижнее основание корпуса.

а второй снизу образец лежит на нижнем и так далее. Далее манипулятор поворачивается на 60°, при этом образец, захваченный манипулятором, скользит по нижнему основанию, а следующий образец за счет того, что расстояние от нижней кромки подгшвдей кассеты до нижнего основания меньше толп1ины двух образцов, скользит сначала по нижнему образцу.и далее за счет того, что толщина диска 11 манипулятора меньше толщины образца, второй образец скользит по верхней плоскости диска 11 манипулятора, упираяс в стенку подающей кассеты, и далее проваливается в следуквдее окно манипулятора. При этом благодаря тому, что диаметр электрода меньше ширины дугообразного выреза в диске 11, отсутствует необходимость точного размщения образца в межэлектродном пространстве. Далее манипулятор проворачивается еще на 60°, при этом первый образец попадает в межэлектродное пространство, и вращением ходовой гайки подвижный электрод опускается до соприкосновения с образцом, измеряется межэлектродное расстояние t, запоминается .емкость С и подвижный электрод поднимается в верхнее положение, а следующий образец за счет того, что окно выполнено указанным образом, лежит неподвижно на нижнем основании. Затем манипулятор поворачивается еще на 60, при этом первый образец выходит из межэлектродного пространства, второй выталкивается из подающей кассеты, третий сначала скользит по верхней поверхности второго образца, затем по верхней поверхности манипулятора и далее проваливается в его следующее окно, а передняя часть окна манипулятора, где находится второй образец, устанавливается между электрода да, перемещением подвижного электрода устанавливается емкость, равная запомненной, измеряется межэлектродное расстояние t и подвижный электрод поднимается в верхнее положение. При этом за счет того, что диаметр электрода меньше диаметра образца, равного ширине выреза в диске 11, краевая емкость электродной системы, образованная силовыми линиями электромагнитного поля на краю электрода, не зависит ни от положения, ни от материала манипулятора. Это, в свою очередь, обеспечивает точность измерения диэлектрических характеристик исследуемых образцов. Далее манипулятор снова поворачивается на 60°, при этом в подающей кассете и электродах производятся действия, аналогичные описанным, а первыйобразец останавливается на толкателе под приемной кассетой, толкатель приводом поднимается в крайeee верхнее пбложение, первый образец, раздвигая подпружиненные фикса торы, выталкивается из манипулятора в приемную кассету и тоикатель возвращается в йижнее положение на уровень нижнего основания. Следующие операции аналогичны описанным. Расчет диэлектрической проницаемости ;Ьбра9ца ё производится по известнЪй формуле.

Снабжение устройства приемной кассетой с фиксаторами и толкателем, выполнение манипулятора с разномерно разманенными вырезами в его диске И установка подающей кассеты на расстоянии , большем одной толщины и меньшем двух толщин образца от нижнего основания, обеспечивает непрерывный процесс измерения диэлектриЧеских характеристик дисковых образцов твердых диэлектриков. А -А

Выполнение окон манипулятора описанной формы обеспечивает измерение пустой электродной системы непосредственно после измерения каждого образца, что за счет исключения влия5 НИН нестабильности электрической измерительной системы, позволяет повысить точность измерения диэлектрИ ческих характеристик.

Техническое преимущество предла 0 гаемого устройства перёд известным заключается в более высокой производительности измерений, оно обеспечивает измерение 80-160 образцов в смену, т.е. в 4-5 раз больше, чем c известная ячейка. Кроме того, данное устройство, дополненное несложной электронной схемой управления, обеспечивает полностью автоматичес кое (без вмешательства оператора) измерение партии образцов.

Фцё.г

-г

(ригЛ