Способ контроля влажности Советский патент 1992 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к области электрических измерений неэлектрических величин и предназначено для измерения влажности тонких диэлектрических материалов, преимущественно листовых, пленочных и нитевидных.

Известен способ контроля влажности листовых диэлектрических материалов, заключающийся в том, что на материал воздействуют электрическим полем и по изменению напряженности этого поля судят о контролируемом параметре,

Однако при высокой диэлектрической проницаемости материала чувствительность способа снижается.

Известен также способ контроля влажности диэлектрических материалов, заключающийся в том, что контролируемый материал помещают в электрическое поле и по приращению напряженности судят о контролируемом параметре материала.

Однако и этот способ при увеличении зазора между излучателем и приемником поля имеет НИЗКУЮ чувствительность.

Цель изобретения - повышение чувствительности к контролируемому параметру.

Поставленная цель достигается1 тем, что на контролируемый материал воздействуют одновременно двумя переменными противофазными электрическими полями, а о влажности судят по ослаблению напряженности поля в точке пространства, расположенной с противоположной стороны материала, причем расстояние от точки контроля напряженности поля до контролируемого материала больше его толщины.

На фиг, 1 представлено устройство для контроля влажности, содержащее источник электрического переменного поля 1 и противофазный ему источник поля 2, высокопотенциальные электроды 3 и 4, подключенные к источникам переменного поля, контролируемый материал 5, зонд (низкопотенциальный электрод) 6, измеритель уровни напряженности поля 7.

На фиг. 2 показана эпюра распределения напряженности электрического поля с учетом фазы вдоль электродов.

сл

С

ч

XI

ю XI

о

На фиг. 3 показаны эпюры распределения напряженности электрического поля вдоль электродов Т и Е при внесении в поле контролируемого листового диэлектрического материала с различной проводи- мостью СГ|, где m - оо ,72 . Для сравнения показана эпюра распределения напряженности поля при отсутствии материала Ео. Из фиг. 3 следует, что при 7i- оо напряженность поля Е# в точке рас- положения зонда 6 стремится к нулю. Зонд 6 расположен напротив высокопотенциального электрода 4 (фиг, 1) таким образом, что контролируемый материал 5 находится между высокопотенциальными электрода- ми 3, 4 и зондом 6.

С уменьшением проводимости материала напряженность поля в этой точке увеличивается. Таким образом по напряженности электрического поля в точке расположения зонда можно контролировать электрические свойства материала.

Предлагаемый способ контроля влажности материалов реализуется следующим образом.

Измеряют напряженность поля в точке расположения зонда, например, путем измерения емкостного тока между одним из высокопотенциальных электродов и зондом. Затем вносят контролируемый матери- ал и измеряют приращение напряженности поля в этой же точке (измеряют приращение емкостного тока). В предлагаемом способе внесение материала, обладающего проводимостью за счет влажности, приводит к уменьшению напряженности поля, и, следовательно емкостного тока. В известном же способе (прототипе) внесение материала приводит к увеличению напряженности поля. Причем чувствительность от внесения материала в предлагаемом способе по сравнению с прототипом будет тем выше, чем больше расстояние от точки контроля до контролируемого материала. По величине приращения судят об электрических харак- теристиках контролируемого материала, в частности, о влажности.

Воздействие на контролируемый материал двумя противофазными направлениями приводит к тому, что с увеличением электрической проводимости материала осуществляется ослабление электрического поля в точке пространства, расположенной с противоположной стороны воздействия этих полей. То есть происходит экранирование электрического поля. Поскольку электрическая проводимость материала существенно зависит от влажности последнего, то по ослаблению электрического поля можно судить о влажности материала.

Реализация способа может быть осуществлена с использованием известных технических средств: генератора переменного напряжения с двухтактным противофазным выходом, например ГЗ-56, измерительного дифференциального конденсаторами измерителя емкостного тока, реализованного на операционных усилителях.

Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: бесконтактный контроль влажности материала, т.к. расстояние между электродами и зондом больше толщины контролируемого материала, увеличение чувствительности. Способ может использоваться также для контроля количества проводящих примесей в диэлектрических материалах.

Формула изобретения

Способ контроля влажности тонких диэлектрических материалов, заключающийся в воздействии на контролируемый материал электрическим полем, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности контроля, на контролируемый материал воздействуют одновременно двумя переменными противофазными электрическими полями, а о влажности судят по ослаблению поля в точке пространства, расположенной с противоположной стороны материала, причем расстояние от точки контроля напряженности поля до контролируемого материала больше его толщины.

Использование: область электрических измерений неэлектрических величин. Сущность изобретения: на контролируемый материал воздействуют двумя противофазными переменными электрическими полями, а о влажности судят по ослаблению напряженности поля в точке пространства, расположенной с противоположной стороны воздействия этих полей, причем расстояние от точки контроля напряженности до контролируемого материала много больше толщины последнего. 1 ил.

Фиг1

1

e Т

Фиг. 2

1

f f

J