УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ДИЛАТОМЕТРИЧЕСКИХ КОНСТАНТ ВЕЩЕСТВ Советский патент 1973 года по МПК G01N25/16 G01N27/22 

1

Изобретение относит|ся к (Области измерения диэлектрических и дилатометрических констант веществ (твердых, жидких) ic .помощью емкостной ячейки и может быть применено в науке и технике (химии, физике, металлургии, геологии и т. д.) при изучении строенля веществ, кинетики химических реакций, фазовых переходов и т. п.

Известно устройство для измерения только линейного расширения твердых образцов с помощью трехвыводного конденсатора, состоящего из системы измерительных конденсаторов и эталонного, помещенного в термостат, где поддерживается комнатная температура с точностью .

Система измерительных конденсаторов, связанных 1C образцом, состоит из щести конденсаторов, емкость каждого из которых может быть сравнена с эталонной с ломощью измерительного емкостного «оста.

Цель изобретения - обеспечение возможности одновременного И31мер0кия диэлектрической проницаемости и дилатометрических констант веществ (твердых и жидких) в широком диапазоне изменения температур (от -150 до -Ь500°С) и давлений (10-7-70 атм).

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве входящая в него измерительная емкостная ячейка выполнена в виде двух механически связанных между собой конденсаторов, образованных четырьмя электродами, два из которых, принадлежащие различным конден1сат Орам, жестко связ-аны между собой и являются ПОДВИЖНЫМИ, вследствие чего изменение емкости конденсатора, содержащего исследуемый образец, в любой момент времени соответствзет суММарным (диэлектрическим и дилатометрическим) изме-нениям, а изменение емкости второго конденсатора связано только с дилатометрическими изменениями исследуемого образца.

На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 изображена в разрезе измерительная емкостная ячейка.

Устройство содержит измерительную емкостную ячейку il, измерительный емкостный мост 2, электронный регулятор 3 температуры и электранный самописец 4. Конструкция иЗ.мерительной емкостной

ячейки довольно проста, не требует применения дефицитных и дорогостоящих материалов, измерения -по времени непродолжительны, результаты измерений надежны, точность - на уровне харощих прецизионных приборов иодобного класса :(, зависит от точности (Применяемого емкостного моста).

Измерительная ячейка (фиг. 2) состоит из -системы четырех плоских электродов (5, 6, 7, 8) диаметром 30 мм, представляющих два механически связанных между собой копденса

торЗ. Электроды 5 и 5 имеют охранные кольца для того, чтобы уменьшить влияиие краевых эффектов при измерении емкостей.

Электрод 5 находится внутри тефлоновой втулки Я которую применяют в случае исследования жидких веществ. Электроды б и 7 жестко связаны между собой штоком и представляют единое целое. Шток скользит по внутренней поверхности втулки 10. Прижимная лружина 11 служит для обеспечения «адежного контакта образца с поверхностями измерительных электродов. Электроды 5, 6, 7, 8 посредством асбоцементных деталей J2, 18 соединены с основанием 14, на которое иамотан «агреватель J5 с регулирующей термопарой 16 на его поверхности.

Систему электродов с «агревателем помещают в вакуумный блок 17. Откачку вакуумного блока .производят через штуцер 18. Все соединения электродов (кроме электрода 8), нагреВателя и термопары с регистрирующей (емкостным мостом, электронным самописцем ЭПП-09) и управляющей (элвкт|ронным регулятором темлературы) аппаратурой осуществляют посредством штырькового разъема 19. Электрод 8 через систему тефлоновых прокладок 20 имеет выход наружу. Все металлические части емкостиой ячейки изготовлены из латуни. Наружные поверхности электродов 5, 6, 7, 8 Х1ромироваиы.

Работает устройство следующим образом.

Исследуемое шещество (твердое, жидкое) помещают между электродами 5, 6. С помощью электронного регулятора температуры, связанного с регулирующей термопарой 16, задают определенный режим нагревания исследуемого образца. Измерительное пространство откачивают (или создают давление) через штуцер 18. Под действием температуры Исследуемый образец начинает расширяться (сжиматься), увеличивая (уменьшая) расстояние между электродами 5, 6-7, 8. Расширяющийся образец давит на электрод 6 и перемещает его, это перемещение через шток передается на элект1род 7, который .приближается к электроду 8, увеличивая таким образом величину емкости между электродами 7, 8. Это увеличение емкости соответствует только дилатометрическим изменениям образца, а изменение емкости между электродами 5, 6 соответствует суммарным (диэлектрическим к дилатометрическим) изменениям исследуемого образца. Зная соответствующие изменения емкостей 5-6 и 7-8 при указанном выше режиме нагревания ячейки без помещения исследуемого образца в ячейку, т. е. откалибровав измерительную ячейку в определенном интервале температур и давлений, определяют диэлектрическую проницаемость и дилатОМетрические константы веществ. При калибровке измерительной ячейки расстояние между электродами 5, 6, равное толщине образца, устанавливают с помощью микрометрического винта 21.

На установке проведены измерения параметров бензола в интервале температур О-100°С, которые показали хорошее соответствие литературным данным.

Предмет изобретения

Устройство для измерения диэлектрических и дилатометрических констант веществ, состоящее из измерительной емкостной ячейки, электронного регулятора температуры и измерительной схемы, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности и диапазона измерения, емкостная ячейка состоит из двух конденсаторов, образованных четырьмя электродами, два из которых, принадлежащие различным конденсаторам, механически связаны между собой и снабжены средствами для их перемещения.

in