Способ определения физико-механических параметров жидких кристаллов Советский патент 1987 года по МПК G01N29/00 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, использующей акустические колебания, и может быть использовано при определении физико-механических параметров, восприимчивости жидких кристаллов.

Цель изобретения - определение анизотропии диамагнитной восприимчивости за счет измерения параметров ультразвуковых (УЗ) колебаний при формировании в жидком кристалле магнитного и электрического полей.

На чертеже схематично представле

ко устройство, реализующее способ оп

ределения физико-механических параметров жидких кристаллов.

Сущность способа определения физико-механических параметров жидких кри кристаллов заключается в следующем.

В жидком кристалле формируют магнитное поле с вектором Н напряженности. Излучают и принимают УЗ колеба- НИН из жидкого кристалла. Прозвучива- ние жидкого кристалла осуществляют так, чтобы ось излучения-приема и вектор Н напряженности лежали в одной плоскости измерений. Поворачивают вектор Н на угол Л в плоскости измерений и измеряют изменение 4 А амплитуды принятых колебаний. Затем поворачивают вектор Н на угол ,т.е. измеряют анизотропию диэлектрической проницаемости, т,е, возвращают его в исходное положение и формируют в жидком кристалле электрическое поле с вектором Е напряженности. Электрическое поле формируют так, чтобы вектор Е напряженности лежал в плоскости измерений и образовал с вектором Н напряженности угол Ч . После этого увеличивают напряженность электрического поля до тех пор, пока измерение амплитуды принятых УЗ колебаний не примет liaHee измеренного значения лА, и измеряют значение до

стигаемой при этом напряженности Е . Анизотропию tfj диамагнитной восприимчивости определяют из выражения

.- 4-Е

вТТР

(stn2 Ctg2 оС- )

3, зафиксированного значения дА

Устройство, реализующее способ оп- 55 напряженности прекращается, достигнутое при этом значение напряженности Е измеряется, а анизотропия f диамагнитной восприимчивости определяется по формуле, вывеределения физИко-механических параметров жидких кристаллов, содержит камеру 1, установленные в камере 1 УЗ преобразователи 2 и 3, например, пье13253492

зоэлектрические, из кварца Х-среза,

генератор 4 и блок 5 измерений. Устройство также содержит магнит 6, окружающий камеру 1, установленный относительно нее с возможностью вращения, и формирователь 7 электрического поля, например блок питания ИП-11. Выход генератора 4 соединен с излучающим преобразователем, а вход блока 5 измерений, например, вольтметра, соединен с приемным преобразователем 3. В ходе работы камера 1 заполняется исследуемым жид кристаллом о.

Способ определения физико-механических параметров жидких кристаллов реализуется следующим образом.

В жидком кристалле 8 формируют постоянным магнитом б магнитное поЛе с вектором Н напряженности, лежащим в одной плоскости - плоскости измерений с акустическими осями соосных

0

5

5

преобразователей 2 и 3 и, в частности, параллельным им. С помощью генератора 4 возб уждают преобразователь 2, который излучает УЗ колебания. Преобразователь 3 принимает УЗ колебания, прошедшие через жидкий кристалл 8, и передает их в блок 5, где гфо- исходит измерение амплитуды принятых УЗ колебаний. Поворачивают магнит 6 вокруг камеры 1, в результате чего вектор Н поворачивается в плоскости измерений на заданный угол. Амплитуда УЗ колебаний, принятых преобразователем 3 при этом измеряется вследствие анизотропного характера поглощения ультразвука. Это изменение А амплитуды сигнала измеряется с помощью блока 5 и фиксируется. Возвращают магнит 6 в исходное положение и измеряют анизотропию диэлектрической проницаемости жидкого кристалла

5 8 одним из известных методов, например, с помощью моста Е7-8 (не показан) . Затем формирователем 7 формируют электрическое поле с вектором Е напряженности, лежащим в плоскости

0 измерений и, начиная с минимальных значений, увеличивают напряженность. По достижении изменершем амплитуды сигнала, принятого преобразователем

0

денной из уравнения балансов сил, действующих на директор со стороны электрического и магнитного полей в пренебрежении влияния ограничивающих поверхностей

t-E

(sin2 V.ctg2 ot- COS24 ),

где.

f. Ч ot анизотропия диэлектрической проницаемости жидкого кристалла;

угол между векторами напряженности Е и Н электрического и магнитного полей соответственно; угол поворота магнита 6 относительно камеры 1. При измерениях предлагаемым способом на МББА (п-метоксибензилиден- п-н-бутиланилин) при 25° в магнитном поле с индукцией ,3 Тл поворот магнитного поля осуществляется на 45. Анизотропия S составляет , 0,72, а напряженность Е электрического поля, ориентированно относительно магнитного под углом 80°, составV i

ляет 1,73-10

1,01-10 ед

В/м. Согласно формуле АХ 1,01-10 ед. СГС, Погрешность определения этой величины не превышает 5%. Формула изобретения

Способ определения физико-механиг ческих пар&м тров жидких кристаллов,

Редактор А. Козориз

Составитель В. Гондаревский

Техред Л.Сердюкова Корректор В. Бутяга

Заказ 3043/38Тираж 776 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

25349°

заключающийся в том, что формируют в жидком кристалле магнитное nojje с вектором Н Напряженности, излучают и принимают ультразвуковые колебания в плоскости измерений, проходящей через вектор Н напряженности, изменяют магнитное поле в процессе излучения-приема так, чтобы вектор Н напря- 1Q женности поворачивался в плоскости измерений, измеряют изменение л А амплитуды принятых ультразвуковых колебаний и с его помощью определяют искомый параметр, отличающий15 с я тем, что, с целью определения анизотропии диамагнитной восприимчивости, дополнительно изменяют магнитное поле в процессе излучения- приема так, чтобы вектор Н напряженности повернулся в исходное положе20

ние, измеряют анизотропию с диэлектрической проницаемости, формируют в жидком кристалле электрическое поле с вектором Е напряженности, 25 лежащим в плоскости измерений, изменяют в процессе излучения-приема напряженность до величины напряженности Е,

при которой изменение амп

литуды принятых колебаний равно 4 А, а анизотропию диамагнитной восприимчивости определяют из выражения.

, -g ( ),

где - угол между векторами Е и.Н; ot - угол поворота вектора Н.

Изобретение относится к измерительной технике. Целью изобретения яв.ляется определение анизотропии.диамагнитной восприимчивости жидких кристаллов (ЖК) благодаря измерению параметров ультразвуковых колебаний, прошедших через ЖК при формировании магнитного и электрического полей. Формируют в ЖК 8 магнитное поле магнитом 6 с вектором Н напряженности и про- звучивают Ж 8 теневым методом преобразователями 2 и 3 в плоскости измерений, в которой лежит вектор Н. Поворачивают вектор Н в плоскости измерений относительно камеры 1 и измеряют изменения амплитуды принятых ультразвуковых колебаний. Возвращают магниты 6 в исходное положение, формируют в ЖК электрическое поле с вектором Е напряжённости в плоскости измерения под углом Ч к вектору Е и увеличивают напряженность Е до тех пор, пока изменение амплитуды прин5- тых ультразвуковых колебаний .не примет ранее найденного значения. По результатам производимых операций с учетом анизотропии диэлектрической проницаемости определяют искомьй параметр . 1 ил. (Л WXl // СП &д Jiin СО