Устройство для контроля электрических параметров жидкости Советский патент 1984 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к измерите ной технике, а именно к устройствам для контроля электрических параметр как изотропных жидкостей, так и ани зотропных - жидкокристаллических. Известно устройство для измерени электрических параметров жидкости, содержащее плоский или цилиндрически конденсатор, заполненньп1 исследуемой жидкостью и снабженньш охранным элек родом С 1 3. . Однако данное устройство не может быть использовано для измерения элек рических параметров жидкокристаллических материалов , так как для этого в процессе измерения необходимо изме нять направления соответствующих осей молекул :жидких кристаллов отно тельно системы электродов. Ориентировать молекулы жидких кристаллов относительно системы элек родов можно либо внешним магнитным полем, либо путем модификации поверх ности электродов (напримерf поливиНШ1ОВЫМ спиртом). Более универсальньм является ориентация молекул жидких -кристаллов внешним магнитным полем. Наиболее близким по технической е тдности к изобретению является устройство для контроля электрических пара зетров жидкости, содержащее магнит с полюсными наконечниками, мезкдз которыми установлена с возможноетью поворота ячейка с охранным и двумя параллельно расположенными измерительными электродами, образуюЩ1-1МИ измерительную камеру 2, Недостатками известного устройства являются: сложность конструктивного исполнения, так как ячейка состоит из большого числа фигурных трудоемких в изготовлении деталей к невозможность использования в качестве диэлектриков недеформируемых материалов (кварц, фарфор и т.п по причине чрезвычайной трудности их механической обработки. Поэтому в качестве электроизолирующего материала используется фторопласт, который обладает значительной текучестью под jHarpy3KOE и большим коэффициентом температурного расширения Вследствие этого после разборки ячей ки для очистки и последующей сборки для замеров, а также проведения замеров в температурном диапазоне, заметно меняются ее геометрические размеры (расстояние ме;кду электродами) . что приводит к колебаниям объема ячейки до 5%. Кроне TorOs уменьшение внутреннего объема ячейки, с целью уменьшения расхода исследуемой жидкости, с одновременным сохранением квадратной формы сечения приводит к пропорциональномл, уменьшению площади электродов, что наряду с усложнением изготовления и сборки ячейки ведет к повьшению ошибки измеренияj Целью изобретения является упрощение конструкции устройства для контроля электрических параметров жидкостей при сокращении объема контролируемой жидкости и повышении точности измерений . Поставленная цель достигается тем, что в устройстве Для контроля электрических параметров жидкости, содерулап ем магнит с полюсными наконечниками, между которыми установлена с возможностью поворота ячейка с охранным и двумя параллельно расположенными измерительными электродами, образующими измерительную камеру, охранный и один из измерительных электродов выполнены в виде слоев из токопроводящего материала, расположенных в одной плоскости и нанесенных ка noBefixHocTb электроизоляционной пластины, а другой измерительный электрод выполнен в виде ме-гталлической пластины, П-образной формы. Конструкт4-шное выполнение охранного и одного КЗ измерительных электродов 3 одной Ш1ОСКОСТИ путем нанесения СЛО2В из токопроводящего материала заданного рисунка на изоляционную пластину из недеформируемого атериала, например, из кварца, не требуюашо какой-либо механической обработки, и выполнение другого измерительного электрода в виде металлической пластины, например из титана, П-образной. формы, которая не представляет затруднений в выполнении механической обработки путем резерова}шя паза, значительно упроает не только конструкцию ячейки, о и устройства в целом. Выполнение измерительной ячейки з недеформируемых материалов одноременно с упрощением конструкции риводит к тому, что геометрические азмеры ячейки nocjie разборки для чистки и сборки, для последующего измерения, а также в процессе измерений в температурном диапазоне, остаются неизменными, а это повышает точность контроля электрических пара метров исследуемой жидкости. Прямоугольное сечение измерительной камеры задаваемое П-образной формы пластины для получения результатов с определенной точностью по сравнению с кв ратным сечением обеспечивает уменьше ние объема контролируемой жидкости. На фиг.1 изображены элементы пред гаемой конструкции ячейкиJ на фиг.2 измерительный электрод П-образной формы с охранным и измерительными электродами; на фиг.З - расположение магнитов относительно ячейки во врем проведения измерений (2 положения). Устройство для контроля параметро жидкости содержит измерительный злек род 1, выполненный в виде П-образной пластины из коррозионно-стойкого и химически неактивного металла (титан легированная сталь) с бортиками 2, которые задают расстояние между изме рительными электродами и создают границы емкости, в которую заливается исследуемое жидкокристаллическое вещество, пластину 3 из химически стойкого недеформируемого диэлектрика, например кварца, на которой расположены второй измерительный электрод 4 охранный электрод 5, основание 6, выполненное как и вкладываемый в него измерительный электрод 1 из коррозионно-стойкого и химически неактивного металла (титан, нержавею щая сталь). Измерительный электрод 1 и основание 6 могут быть выполнены и как одно целое. Для полного исключения краевых эффектов зазор 7 между измерительным электродом 4 и охранным электродом 5 меньше рабочего расстояния между измерительными электродами 1 и 4. В местах 8 и 9 пластины 3 прикрепляются выводы для подключения ячейки к измерительной аппаратуре. Еще один вывод подсоединяется к измерительному электроду 1 (не показано). Наиболее подходящим материалом для пластины 3 является кварц, обладающий необходимой прозрачностью. По этой причине имеется возможность визуально контролировать полноту заполнения ячейки исследуемьм веществом. Измерительный А и охранный 5 электроды выполнены из токопроводящего материала, например из двуокиси олова, путем нанесения слоя на кварцевую пластину одним из известных способов проведения фотолитографии. Форма и площадь измерительного электрода 4 определяются чувствительностью измерительной аппаратуры и выбираются из условия, чтобы собственная емкость ячейки при заданной величине расстояния между рабочими поверхностями измерительных электродов 1 и 4 превьщ1ала емкость монтажа. В устройстве для контроля параметров жидкости пластина 3 поверхностью, на которой расположены измерительный 4 и охранный 5 электроды, обращена внутрь ячейки, т.е. в сторону измерительного электрода 1, Конфигурация охранного электрода 5 и ширина бортиков 2 выбираются из условия; исключить замыкания электродов 1 и 5. Выступающие бортики (не показаны) основания 6 предназначены для исключения бокового смещения пластины 3. При высоте бортиков 2 в пределах от 50 до 1500 мкм контролируемое жидкокристаллическое вещество надежно удерживается в рабочей полости ячейки устройства капиллярными силами. Устройство работает следующим образом. Замеряют емкость пустой ячейки. Затем в щель с торца вводят жидкокристаллическое вещество, которое под действием капиллярных сил легко и равномерно заполняет всю ячейку. Заполненную ячейку помещают между полюсами магнита и измеряют компоненты соответствующих электрических параметров при двух взаимно перпендикулярных положениях полюсов 10 и 11 магнитов (фиг.З) относительно плоскости электродов. Предлагаемое устройство для контроля электрических параметров жидкости по сравнению с известными устройствами просто в конструктивном исполнении. Ячейка состоит из минимального числа деталей, не представляющих трудностей в изготовлении. Расположение охранного электрода относительно измерительного (соответственно и расстояние между ними) жестко задано и не меняется при любых манипуляциях с ячейкой (сборка, разборка, очистка). В сочетании с тем.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКОСТИ, содержащее магнит с полюсными наконечниками, между которыми установлена с возможностью поворота ячейка с охранным и двумя параллельно расположенньми измерительными электродами, образующими измерительную камеру, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повьшения точности измерений, охранный и один из измерительных электродов выполнены в виде слоев из токопроводящего материала, расположенных в одной плоскости и нанесенных на поверхность электроизоляционной пластины, а другой измерительный электрод выполнен в виде металлической пластины П-образной формы. СО О5 сл СП со