Способ измерения диэлектрической проницаемости дисперсных сыпучих диэлектриков Советский патент 1989 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения диэлектрических характеристик дисперсных сыпучих диэлектриков.

Цель изобретения - повьшение воспроизводимости результатов измерений.

Дисперсный, сьтучий диэлектрик представляет собой материал, образованный совокупностью большего числа макрочастиц, сплошного диэлектрического материала (например, полиэтилена, полистирола, стеклянных сфер и т.д.), размеры которых неодинаковы и колеблются в некоторых пределах.

Способ основывается на том, что при вибрационном уплотнении дисперсного сыпучего материала, особенно при свободном, т.е. без груза, происходит фракционное разделение дисперсного сыпучего диэлектрика по размерам частиц по высоте, при этом частицы большего размера вытесняются наверх, а частицы меньшего размера вниз. В результате в некоторый момент времени после начала виброуплотнения происходит полное фракционное разделение пробы, т.е. оказывается, что наиболее крупные частицы находятся на самом верху и чем меньше размер

со |

СП

3:15

частиц, тем на более низком уровне (по высоте) они находятся. Частицы минимального размера находятся на самом нижнем уровне. Наиболее эффектив- но фракционное разделение происходит при свободном (без груза вибрационном воздействии в цилиндрических бункерах.

После достижения полного фракционного разделения диэлектрика при свободном (без груза) виброуплотнений производят принудительное вибрационное доуплотнение под действием груза с целью уменьшения пористости контролируемой пробы. Роль груза выполняет верхний злектрод, При зтом масса верхнего электрода выбирается из соотношения

m « K-CT S,.

где S - площадь электрода;

GI - предел упругости материала

дисперсного сыпучего диэлектрика;

К - коэффициент, значение которо- го получено опытным путем в зависимости от среднего размера частиц, исходя из условия отсутствия остаточной деформации частиц сыпучего диэлектрика после доуплотне- ния.

В частности, значение этого коэффициента для сыпучей среды из пенопо- листирола ПСВС (средний диаметр час- тиц а .2,5 мм) К 0,002, для сыпучей среды из полиэтилена низкого давления (d « 4 мм) К 0,001.

При массе верхнего электрода-груза большей, чем т, наступают невос- станавливаемые деформации и разрушение частиц сыпучей среды.

При массе груза, меньшей т, происходит неполное доуплотнение.

После проведения такого двухэтап- ного виброуплотнения проводят измерение диэлектрической проницаемости.

При таком способе достигается практически полная повторяемость получаемой упаковки и, как следствие, наблюдается практически полная воспроизводимость результатов электрических измерений за счет повьшения

воспроизводимости упаковки частиц пробы сыпучего диэлектрика.

На фиг.М-3 показаны стадии изменения состояния пробы дисперсного сыпучего материала (фиг.1).

15.4

Сначала подвергают воздействию вибрации без груза, в результате чего добиваются полного фракционного разделения дисперсного сыпучего диэлектрика по размерам частиц по высоте (фиг.2), а затем проводят доуплотнение под действием груза до получения плотной упаковки частиц (фиг.З). Способ реализуют следующим образом В измерительную плоскоконденсаторную ячейку, представляющую собой цилиндр из изоляционного материала, обкладками которой служат дно цилиндра и груз, засыпают пробу дисперсного сыпучего диэлектрика.

Затем ячейку с пробой (без груза) устанавливают на вибростенд и под действием вибрации добиваются полного фракционного разделения сыпучего материала по размерам частиц по высоте. После этого в ячейку вкладывают верхний электрод, служащий одновременно грузом, и проводят принудительное доуплотнение пробы до получения плотной упаковки дисперсного сыпучего диэлектрика. После чего проводят электрические измерения.

Предлагаемый способ может быть использован при контроле влажности сыпучих материалов, в частности сили- кагеля, зерна, удобрений и т.п.

о р м у л а

изобретения

1. Способ измерения диэлектрической проницаемости дисперсных сыпучих диэлектриков с помощью емкостного датчика, заключающийся в проведении вибрационного уплотнения пробы, о т - лич ающий с тем, что, с целью повьшения воспроизводимости результатов измерений, вибрационное уплотнение ведут без груза до полного фракционного разделения дисперсного сыпучего материала, а затем проводят принудительное доуплотнение до получения плотной упаковки под действием груза, массу которого выби- рают исходя из соотношения

m ,

где К - экспериментально определяемый коэффициент, зависящий от материала и среднего размера частиц; - предел упругости материала

пробы;

S - площадь верхнего электрода датчика,

515097156

2. Способ по п. 1, о т л tf ч а ю- используют верхний измерительный щ и и с я тем, что в качестве груза электрод датчика.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении электрических параметров дисперсных сыпучих диэлектриков. Цель изобретения - повышение воспроизводимости результатов измерений. Способ включает вибрационное уплотнение дисперсного сыпучего диэлектрика в плоскоконденсаторной измерительной ячейке в два этапа. На первом этапе проводят свободное (без груза) вибрационное уплотнение, при этом происходит полное фракционное разделение сыпучего материала по размерам частиц по высоте. На втором этапе проводят принудительное доуплотнение до получения плотной упаковки под действием груза, массу которого выбирают из соотношения M=K^. @ ^.S, где K- экспериментально определяемый коэффициент, зависящий от материала и среднего размера частиц

σ- предел упругости материала пробы

S- площадь верхнего электрода. Грузом служит верхний электрод. Повышение воспроизводимости измерений достигается за счет высокой повторяемости подготовки пробы к измерениям. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Фке.2

фи.1

Фиг.З