СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ Советский патент 1969 года по МПК G01R27/26 

Изобретение относится к области электрйче йких измерений, а точнее к измерению диэлектрической проницаемости гранул. Известны способы измерения диэлектрической проницаемости отдельных гранул путем сравнения моментов, действующих на помещенные в однородное электрическое поле измеряемую и эталонную гранулы. Эти способы не позволяют измерять диэлектрическую проницаемость сферических гранул. По предлагаемому способу сравнивают электрические силы, действующие на помещенные в поле коронного разряда измеряемую и эталонную гранулы в момент отрыва их от заземленного электрода. На чертеже представлено устройство, реализующее описываемый способ. Устройство содержит заземленный электрод 1, покрытый полихлорвиниловой пленкой 2, коронирующие проводники 3, элементарную нить 4, торсионные весы 5, основание ее стойкой 6, регулировочный винт 7, источник 8 высокого напряжения. Подлежащая измерению е гранула 9 приклеивается к концу элементарной ниТИ 4. Полихлорвиниловая пленка 2 применена для увеличения действующей силы и лучшего сохранения заряда на грануле 9. Силу, действующую на гранулу 9, определяют следующим образом. Гранула, подвешенная на нити 4, доводится до соприкосновения с заземленным электродом. Показание весов при этом равно нулю. После подачи напряжения поворотом рычага управления стрелкой торсионных весов 5 увеличивают натял ение нити 4. В момент равенства сил электрического поля силе тяжести гранула отрывается, прн 5том сразу же регистрируется по торсионным весам 5 величина действующей силы. Для определения диэлектрической проницаемости в первую очередь определяется величина силы, действующей на гранулу 9, находяо1уюся на заземленном электроде 1 в поле коронного разряда. Эту силу определяют по формуле F.F,,FQ + -S,(1) где FI - сила воздействия электрического поля на заряженную гранулу; F- - сила взаимодействия между зарядом и заземленной плоскостью; Е - напряженность электрического поля на поверхности заземленного электрода;Q - величина заряда; Q - расстояние от центра заряда до поверхности заземленного электрода -- при отсутствии изоляции, ширина гранулы.

Гранула 9 располагается на заземленном электроде / длинной осью поперек ноля. Для этого случая заряд гранулы в поле

Q.(R),(2)

4Аф

гдеа - длина гранулы;

b - ширина гранулы; Кф - диэлектрический коэффициент

формы, зависящий от диэлектрической проницаемости и соотношения осей гранулы;

ji(R) -показатель разрядки, зависящий главным образом от конкретного сопротивления гранулы, находящейся на плоскости.

Так как объемное удельное сопротивление нолихлорвиниловой пленки 2 больше сопротивления гранулы в IQe раз, то для практических расчетов показатель разрядки х{) принимаем равным единице.

Учитывая это и подставляя значения Q ii Q в формулу (1), получим

(3)

г, .

г Ь

4в„ (Ь +

где е„ - дизлектоическая проницаемость полихлорвиниловой пленки; б - толщина полихлорвиниловой пленки. Силу электрического поля (F), действующую на частицу, можно определить с помощью торсионных весов, как разницу между показаниями весов в момент отрыва гранулы от заземленного электрода при наличии электрического поля (п) и без него (р.

F ,(4)

где Р„ - показания весов при отрыве гранулы от заземленного электрода при наличии электрического поля; р - вес частицы.

В уравнении (3) напряженность поля на поверхности заземленного электрода неизвестна. Для ее исключения бралась гранула с известной диэлектрической проницаемостью и определялась сила, действующая в электрическом поле на эталонную гранулу. За эталон принимают металлический шарик или эллипсоид, диэлектрическая проницаемость которых равна со.

Поделив равенство, полученное для П€следуемой гранулы по уравнению (3), на равенство, полученное для эталонной гранулы, получим

Р

(5)

где и, э - индексы соответственно для исследуемой и эталонной границы.

В выражении (5) содержится только одна неизвестная величина КфаВоспользуемся формулой

1 -Кв -1) 01 (К)

(6)

Кф

где е - диэлектрическая проницаемость; 01 (/С) - коэффициент деполяризации.

Для удлиненных эллипсоидальных частиц, расположенных в электрическом поле длинной осью поперек поля, коэффициент деполяризации можно определить по формуле

fh 1К А: ( 1 artA/l -/С ,7 ..(7)

2(1 -АГ)

где К. - коэффициент сферичности, равный отнощению малой оси эллипсоида к большой.

Из формулы (6) ясно, что для металлов, имеющих диэлектрическую проницаемость , /Сф Ф1().

Определив по выражению (5) коэффициент формы для исследуемого эллипсоида, по равенству (6) определяем его диэлектрическую проницаемость

„ 1-Ф1(/С)«

(8) Кф„-.Ф1(К)

предмет изобретения

Способ измерения диэлектрической проницаемости отдельных гранул путем подвешивания на элементарной нити в электрическом поле, отличающийся тем, что, с целью возможности измерения диэлектрической проницаемости сферических гранул, сравнивают электрические силы, действующие на помещенные в ноле коронного разряда измеряемую и эталонную гранулы в момент отрыва их от заземленного электрода.

t

&&