Способ измерения объемной плотности заряда электретов Советский патент 1984 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к физическим методам исследования электретов и может быть использовано для нера рущающего контроля остаточной поляризации в средах с электретнь ш сво ствами. Известен способ измерения объемн го заряда электретов, заключающийся в том, что в образец помещают метал лические зонды и измеряют разность потенциалов между ними. По полученным данным с помощью уравнения Пуас сона рассчитывают объемный заряд ;электрета tilНедостатки этого способа - искажения в распределении электрического поля в образце, вносимые зондами и, следовательно, большая погрешность в определении объемного заряда электрета. Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения объемной плотности заряда электретов, включающий наложение электродов на испытуемьй электрет, который нагревают, сообщая тем самым носителям зарядов дополнительную энергию, необ рдимую для их движения. При этом во внешней цеци, составленной из электродов, накладываемых на электрет, и регистрирующего прибора, протекает ток деполяризации. По величине тока и времени измерения определяют объемный заряд электретаС23 Однако известный способ связан с разрушением остаточной поляризации электрета в процессе нагревания образца. Кроме того, способ имеет низкую точность измерений, время из мерения составляет 1-2 ч. Цель изобретения - проведение из мерений без разрушения поляризации электрета, повьпиение точности и сокращение времени измерения. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения объемной плотности заряда электретов, включающему наложение электродов на испытуемый электрет, излучаю в электрет продольные ультразвуковые колебания, принимают прошедшие колебания, измеряют скорость распространения этих колебаний в элект рете, а величину объемной плотности заряда определяют по формуле объемная плотность заряда где р электрета;циклическая частота ультразвуковых колебаний; скорость продольных ультразвуковых колебаний в электрете;скорость ультразвуковых колебаний в неполяризованном диэлектрике; диэлектрические проницаемости вакуума и электрета; плотность электрета. Сущность изобретения заключается в измерении скорости распространения продольных ультразвуковых колебаний в электрете и расчете объемной плотности заряда по формуле (1) при условии, что значения остальных параметров, входящих в нее, заранее известны. Приведенная формула учитывает взаимодействие ультразвукового поля с локализованным объемным нескомпенсированным электрическим зарядом в электретах. Измерение скорости распространения ультразвуковых колебаний электрета основано на сравнении времени и прохождения ультразвуковых колебаний через исследуемый образец и эталонную жидкость, скорость распространения ультразвука в которой известна. На чертеже показана схема устройства, реализующего предлагаемь Й способ. Устройство содержит задающий мультивибратор 1, соединенный с вхбдом генератора 2 коротких импульсов, выходы которого соединены с излучающими пьезопластинами 3. Приемные пьезопластины 4, установленные в эталонной 5 и измерительной 6 линиях, соединены с двумя входами усилителя 7. Выходы ждущего мультивибратора 8 соединены с входом задающего мультивибратора и входом регистратора 9 второй вход которого соединен с выходом усилителя. Устройство работает следующим образом. Задающий мультивибратор 1 генериует прямоугольные импульсы переменой длительности. Передний фронт

импульса запускает генератор 2 коротких импульсов, возбуждающий одновременно излучающие пьезоплёстины 3 в эталонной 5 и измерительной 6 линиях. Задний фронт прямоугольного импульса запускает ждущий мультивибратор 8, формирующий отрицательный прямоугольный импульс, длительность которого определяет время развертки луча на экране регистратора 9. Импульсы ультразвуковых колебаний, преобразованные приемными пьезопластинами А в электрические сигналы, поступают на усилитель 7 и наблюдаются на экране регистратора. Изменяя расстояние между пьезопластинами в эталонной камере, совмещают изображения импульсов, пришедших с эталонной и измерительной линий. В этом случае время прохождения ультразвука через эталонную и измерительную линии одинаково. По длине образца 2 , величине скорости распространения ультразвука в эталонной жидкости V

И длине столба Ц эталонной жидкости определяют величину скорости Vp распространения ультразвуковой волны в исследуемом образце по формуле

Р

(2),

.Подставляя известные значения величин 4 ормулы ( 1 ) и значение измеренной скорости распространения продольных ультразвуковых колебаний в электрете, по формуле (1) определяют величину объемной плотности заряда электрета.

Использование предложенного способа измерения объемной плотности г заряда электретов обеспечивает по сравнению с известными сокращение операционного времени измерения до 5-10 мин, значительное повышение точности измерения, экономию электретных материалов, что в конечном счете, приводит к повьпиению производительности труда и эффективности производства электретных материалов.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМНОЙ ПЛОТНОСТИ ЗАРЯДА ЭЛЕКТРЕТОВ, включающий наложение электродов на испытуемый электрет, отличающийся тем, что, с целью проведения измерений без разрушения поляризации электрета, повьшения точности и сокращения времени измерения, излучают в электрет продольные ультт развуковые колебания, принимают прошедшие колебания, измеряют скорость распространения этих колебаний в электрете, а величину объемной плотности заряда определяют по формуле .2 -|f/2 объемная плотность заряда где PQ электрета; циклическая частота ультраUJ звуковых колебаний; Vn скорость продольных ультразвуковых колебаний в электрете; (Л Г V-rt скорость ультразвуковых колебаний в неполяризованном диэлектрике; BO. диэлектрические проницаемости вакуума и электрета; плотность электрета. Р 30 ;о :л э X)