Способ определения соотношения наполнителя и связующего в композиционных материалах Советский патент 1991 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относите к способам ди- элькометрического контроля веществ, а именно к способам исследования состава композиционных материалов, и может быть использовано в судостроительной, авиационной и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности определения.

На чертеже изображена конструкция емкостного первичного преобразователя с переменным межэлектродным расстоянием.

Способ реализуется в следующей поел едовател ьности.

Два одинаковых емкостных первичных преобразователя (ЕПП) заполняются: первый - наполнителем, второй - пропитанным

наполнителем, т.е. наполнителем и связующим. Третий дополнительный ЕПП имеет те же геометрические размеры, что и первые два. ЕПП включаются в частотозадающие цепи генераторов идентичной конструкции, выполненных по идентичной схеме. На выходе генераторов снимают сигналы с информативным параметром - частотой ft. fs. f3.

Для реальных композиционных материалов всегда будет выполняться условие f3 fi fc при равенстве ё начале измерения межэлектродных расстояний ЕПП di d2 63. Увеличивают межэлектродные расстояния первого и второго ЕПП до тех пор. пока чистоты первого и второго генераторов не сравняются и не будут равны частоте h генератора с незаполненным ЕПП, т.е. при

ON СП

00

СЛ

f 1 f2 fs: di й2 d3.

Измеряют полученные значения di, da, йзи рассчитывают соотношение наполнителя и связующего (Н) по формуле

1 +

РН Јсв - 1

РСВ Јн - 1

d2-B

dz

- 1

-n-idi

di -В

О)

где di, da - межэлектродные расстояния ЕПП с непропитанным наполнителем и пропитанным наполнителем соответственно;

РН , - плотности наполнителя и связующего;

Јн , Јса - диэлектрические проницаемости наполнителя и связующего; В - постоянный коэффициент, определяющий начальные условия измерения А

В

f3

2

где А

1

4л LE0S

(2)

где L - индуктивность катушки частотозада- ющей цепи; х

е0 - диэлектрическая постоянная;

S - площадь пластины ЕПП.

Формула (1) является эквивалентом начального соотношения

Н

ГЛсв

ГПсв + ГОн

где Шее - масса связующего;

гпн - масса наполнителя, полученного для данной процедуры измерений.

На скобе 1 крепятся диэлектрические пластины 2. к которым приклеиваются пластины 3 конденсатора. Верхняя из пластин 2 крепится к микрометрическому винту 4, с помощью которого изменяется межэлектродное расстояние между пластинами 3 конденсатора. Между скобой 1 и верхней пластиной 2 устанавливается измеритель 5 перемещения, прикрепленный к скобе 1 и касающийся верхней пластины 2 измерительным штоком.

Таких ЕПП входит в устройство три. Первым подключается ЕППз и определяется частота тз по выходе гене ратора, Затем с

помощью микрометрического винта 4, после последовательного подключения к генератору ЕПП2 и ЕПП 1, устанавливается та же частота в емкостных первичных преобрээо- вателях на пропитанную и непропитанную ткань. Межэлектродное расстояние, получающееся после установки равенства частот, измерялось индикатором 5.

Формула изобретения Способ определения соотношения наполнителя и связующего в композиционных материалах, заключающийся в том, что измеряют электрическую емкость наполнителя в первом емкостном первичном преобразователе и емкость наполнителя, пропитанного связующим, во втором идентичном первичном преобразователе, причем оба преобразователя включены вчастотозада- ющие цепи генераторов, и определяют соотношение наполнителя и связующего по результатам совокупных измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, дополнительно измеряют электрическую емкость третьего незаполненного первичного преобразователя, имеющего те же размеры и подключенного по той же схеме в частотозадающую цепь генератора, что и первые два(увеличи- вают межэлектродное расстояние у первого и второго первичного преобразователей до тех пор, пока частоты на выходах соответствующих генераторов не достигнут значения частоты генератора с незаполненным первичным преобразователем, измеряют межэлектродные расстояния первичных преобразователей, а соотношение наполнителя и связующего (Н) рассчитывают по формуле

РН . Јсв 1 Рее ен - 1

Н

1 +

dg - В 1 d2 1 di dl

где di, d2 - межэлектродные расстояния ЕПП с непропитанным наполнителем и пропитанным наполнителем соответственно,

РН ,рсв плотность наполнителя и связующего;

Јн . Јсв диэлектрические проницаемости наполнителя и связующего;

В - постоянный коэффициент.

Изобретение относится к способам исследования состава композиционных материалов и может быть использовано в судостроительной, авиационной и др. отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение точности способа определения соотношения наполнителя и связующего в композиционных материалах. Реализуется процедура совокупных измерений в идентичных преобразователях емкость- частота. Первый емкостный первичный преобразователь (ЕПП) заполняется наполнителем, второй ЕПП - наполнителем и связующим и третий ЕПП не заполняется вообще. Увеличивают межэлектродные расстояния первого и второго ЕПП до тех пор, пока частоты первого и второго преобразователей не станут ранвыми частоте на выходе третьего преобразователя. Измеряют межэлектродные расстояние ЕПП и по эмпирически найденному соотношению рассчитывают соотношение наполнителя и связующего. 1 ил.