Устройство для определения удельной поверхностной электропроводности листовых материалов Советский патент 1992 года по МПК G01N33/34 G01R27/00 

та электродов, с поверхностью образца, При испытании бумаги с помощью указанного устройства точность определения электропроводности недостаточная, так как на результаты определения оказывает отрицательное влияние контактное сопротивление электродов с поверхностью бумаги.

Ближайшим аналогом является устройство для определения удельной поверхност- ной электропроводности, содержащее .корпус, не менее трех плоских электродов с одинаковой площадью контакта, расположенных параллельно друг другу и соединенных с источником питания и измери- тельным прибором, и прижимной элемент.

Электроды в указанном устройстве расположены друг от друга на равном расстоянии, а прижимной элемент создает давление электродов на образец, величина -которого практически не меняется. Усилие прижима прилагается в средней части площади, занимаемой электродами. Эти конструктивные признаки снижают объективность определения и ограничивают об- ласть применения устройства.

Цель изобретения - повышение объективности результатов определения и расширение технологических возможностей.

Указанная цель достигается тем, что ус- тройство для определения удельной поверхности электропроводности листовых материалов, содержащее корпус, не менее трех плоских электродов с одинаковой площадью контакта, расположенных парал- лельно друг другу и соединенных с источником питания и измерительным прибором, и прижимной элемент, согласно изобретению, дополнительно имеет крышку, шарнирно укрепленную на корпусе, элект- роды расположены с последовательно увеличивающимися расстояниями между ними, а прижимной элемент выполнен в в иде эластичной камеры, снабженной штуцером для соединения с источником повышенного давления и закрепленной на внутренней поверхности крышки.

Устройство представлено на чертежах.

На фиг. 1 дано устройство, общий вид: на фиг. 2 - график определения электропро- водности бумаги.

Устройство содержит корпус 1, установлепные на нем плоские электроды 2, прижимной элемент, выполненный в виде эластичной камеры 3 Электроды 2 установ- лены параллельно друг другу на последовательно увеличивающихся расстояниях между ними и имеют одинаковую площадь контакта. Минимальное количество электродов составляет не менее трех. Эластичная камера 3 снабжена штуцером 4 для соединения с источником повышенного давления и манометром (на фиг. 1 - источник повышенного давления и манометр не показаны).

Электроды 2 соединены с источником питания 5 и измерительным прибором 6.

На фиг. 1 показано подключение к источнику питания первой пары электродов 2. Крышка 7 шарнирно укреплена на корпусе 1, а эластичная камера 3 закреплена на внутренней поверхности крышки 7.

Для предохранения образца от растягивающих воздействий эластичной камеры во время прижима электродов служит прокладка из диэлектрического материала (не показана).

Работа устройства показана на примере испытания образца бумаги.

Для подготовки устройства к работе необходимо соединить штуцер 4 с источником повышенного давления и манометром, образец бумаги положить на электроды 2, а на бумагу положить прокладку. Первую пару электродов соединяют с источником питания 5 и измерительным прибором 6, закрывают крышку 7, при этом эластичная камера 3 оказывается расположенной на прокладке.

Подают в камеру 3 под давлением воздух, или жидкость и тем самым обеспечивают равномерный прижим образца бумаги к поверхности электродов 2. Включают источник питания 5 и на первую пару электродов 2 подают заданную величину разности потенциалов. По показаниям измерительного прибора 6 измеряют величину тока, протекающего по бумаге между первой парой электродов 2. Затем аналогичным образом подключают следующие пары электродов 2. При этом величины разности потенциалов между каждой парой электродов задают таким образом, чтобы на единицу длины расстояния между каждой парой электродов приходилась постоянная величина. Соответственно производят измерение величины протекающего тока по бумаге между каждой соседней парой электродов 2, Вычисляют искомую величину удельной поверхностной электропроводности образца бумаги, После окончания испытания отключают источник питания 5, снижают давление в эластичной камере 3, удаляют прокладку и освобождают образец бумаги.

В том же порядке, .описанном выше, производят испытание следующего образца.

Искомую величину удельной поверхностной электропроводности вычисляют графическим или аналитическим путем.

В первом случае производят построение графика электрического сопротивления по точкам для каждой пары электродов в зависимости от величины, обратной расстоянию между электродами ,по следующей зависимости (фиг. 2):

Я

Ui

li Li

где fx - удельное поверхностное сопротивление l-пары, Ом/см;

Ui - разность потенциалов на l-паре, В;

h - сила тока на i-паре; А;

Li - расстояние между парой электродов, см.

Экстраполируя график до пересечения его с осью ординат, определяют величину поверхностного сопротивления бумаги ро. После умножения р0 на ширину S образца бумаги и взятия обратной величины получают значения удельной поверхностной электропроводности as

ffs (po S)1.

Один из примеров такого вычисления искомой величины приведен на фиг. 2. По оси абсцисс указаны величины, обратные расстоянию между электродами, см , По оси ординат указаны величины удельного поверхностного сопротивления образцов бумаги. Три точки на графике соответствуют значениям удельного электросопротивления бумаги между электродами каждой из трех пар. Линия графика построена по этим трем точкам.

Во втором случае удельную поверхностную электропроводность определяют по формуле

AJk uiV s Г ..

IK li J U - U

ffs K где Ui, UK- соответственно разности потенциалов на I и К парах электродов, В;

li, IK - соответственно сила токов между I и К парами электродов, А;

, LK- соответственно расстояние между электродами i и К пар, см;

S - ширина исследуемого образца бумаги, см.

Графический метод определения предпочтителен при количестве электродов более четырех и в этом случае он обеспечивает более высокую точность определения.

Аналитический метод более удобен при трех-четырех электродах.

Расположение электродов с последовательно увеличивающимися расстояниями

между ними и создание на каждой соседней паре электродов постоянной разности потенциалов на единицу длины расстояния между электродами позволяет исключить влияние контактного сопротивления между

электродами и поверхностью образца, получить ряд точек, соответствующих электрическому сопротивлению между каждой парой электродов, по этим точкам построить график и по точке его пересечения с

осью ординат получить значение удельного поверхностного сопротивления.

Возможность изменять усилие прижима и конструкция устройства с крышкой, шарнирно установленной на корпусе, позволяют проводить исследования различных по толщине и жесткости листовых материалов.

Использование устройства обеспечивает расширение его технологических возможностей, повышение объективности результатов определения удельной поверхности электропроводности и способствует нахождению технических решений по повышению качества листовых материалов, для

которых удельная поверхностная электропроводность является одним из важных показателей.

35

Формула изобретения

Устройство для определения удельной поверхностной электропроводности листовых материалов, содержащее корпус, не менее трех плоских электродов с одинаковой

площадью контакта, закрепленных на нем параллельно друг другу, и соединенных с источником питания и измерительным прибором, и прижимной элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения

объективности результатов определения и расширения технологических возможностей, оно дополнительно имеет крышку, шарнирно укрепленную на корпусе, при этом электроды расположены с последовательно увеличивающимися расстояниями между ними, а прижимной элемент выполнен в виде эластичной камеры, снабженной штуцерами для соединения с источником повышенного давления и закрепленной на

внутренней поверхности крышки.

Ч

$:

i

2,0

фиг. 2

.см

-/