БЕСКОНТАКТНАЯ ЕМКОСТНАЯ ЯЧЕЙКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ Советский патент 1973 года по МПК G01N27/22 

1

Изобретеиие отиоситсл к из.герителы1ои технике и может иайти применение для измерения электрофизических свойств жидкостей: диэлектрической иропицаемостп е, электроироводиости X и тапгепса угла потерь tg6.

Бесконтактные методы позволяют вести измерения электрических свойств агрессивных п токсичных жидкостей. Однако методы определения абсолютных значений г, /, и tg6 разработаны педостаточио и областью применения бесконтактных методов остаются относительные измерения.

Р1звестная ячейка и методика измерения абсолютных значений жидкостей емкостиым бесконтактным методом содержит ряд недостатков, среди них: необходимость калибровки ячейки по эталонны жидкостям, сложность соотпошепий между измеряемыми величинами и параметрами раствора и др.

С целью устранения этих недостатков нредложеиа конструкция емкостной герметизироваиной ячейки с неременньвг расстоянием между электродами (фнг. 1).

Контролируемое изменение расстояния между электродамп осуществляется с номощью лшкрометра /, укрепленного па металлической прижимной гайке 2 и передающего перемещение подвижному электроду 5 через фторопластовый шток 4, соединенный с помощью резьбы с опорной площадкой 5, пзготовленной нз оргтекла с полнрованной для предотврап1,ени,1 вран),ення электрода верхней нлокостью. Пружина 6 обеспечивает необходимый прижим плоиигдкн к микрометру, а фторопластовыГ

сильфон 7 - герл етизацию объелит ячейки ирн неремещеиии штока. Неиодвижный электрод с: впрессован во фторопластовую гайку 9.

Герметизация нижней части рабочего объема обеспечивается с иожевого уплотнеиия 10 (фторопласт но фторопласту). Фторопластовый штуцер //, укрепле1П1ый во фторопластовом корпусе 12, служит для заполне1 ия ячейки измеряемой жидкостью, а штуцер 13 с пробкой - для выхода воздуха при заполнении ячейки. Пробка 14 используется при сливе раствора.

Электроды 3 и 8 представляют собой тонкие (0,5 мм керамические пласт1П1ки из титаиата бария (f 1200). посеребренные с внутренни:.

сторон методом вжнгания н впрессованные во фторопластовые шток 4 и 9. На ненодБнжный электрод 8. кроме того, нанесено охранное кольцо, заземляемое (как н все другие металлические детали) при измерениях н

трехточечной схеме (например, на мостике Е8-2).

Таким образом, рабочий объем ячейки выполнен из химически стойких материалов (фто ропласт и керамика).

Припаян 1ые к электродам и oxpaHHON y

3

кольцу выводы с помощью кабелей с раз-ье-м-ами (показан только нижний 15) обеспечнвают контакт ячейки с измерительным ирибором.

На фиг. 2 приведена обиачцишятая экви валентная схема (электрическая моде.чь)-, где (( бесмсонтактнаи емкое-гна; ячейка (С - суммарная изолнруюи1его л.нулектрика; С и / --- элек1рическнс иараыетры pacTB(jpa); б - Cg и 6 - экв1 вале1ГП1ые емкость и проводимость ячейки в параллельной схеме замещения.

Приближенная эквивалентная схема не учитывает изменений электрических свойств раствора вблизи границы «диэлектрик-раствор в связи с действием нограничых сил. Наличие двойного электрического слоя, неизбежио вносящего ошибку в измерение, обычно учитывается введением в эквивалентную схему дополнительной У С-ценочки (изображена на фиг. 3).

Измерения заключаются и определении при известной частоте м () эквивалегггных нара.глелыплх емкости 6% и ироводимости Г/э ячейки ири расстояниях d и с/2 между электродами (точнее, между проекциями элекТ1)одов иа виутреннне стенки нзо.1ирующе1о диЭьЧектрика -- керамики). Функцнямн расссояння между э.чектродами являются Io.ibKO С и R.

13 случае знач1Г1ельиой нроводимости растворов мо1ут быть использованы ячейки без охранного кольца (т. е. измереиия могут производиться иа ириборах по двух-, а пе по трехточечпым схемам), так как при этом С,, naMiioio больп.е краевой емкости, силов 1е ,чинин к то394711

4

рой расноложе1 ы, в осповпом, во фторопластовой стенке стакана.

Калибровка ячей, т. е. оиреде.тение ее геометрического фактора К. (r.if-) для каждого расстояния и паразит азй е; 1костн произволнгся е iKLMouUMO и:11 с-реннй емкости пустой ячейки H;i двух расстояниях. Нрн этом е.гкость (.абочего нромежутка CQI для расстояния г/, между электродами гголучается через величиьу ЛСэо ,0 (разницу измеренных емкостей пустых ячеек при расстояниях с1 п d-2

,d.,

соответственно) и п- - ;

Сп

1-я

Паразитная емкость, предполагаемая ностояппой для топких электродов прн малом перемен1;ении,

Спараз П

п р е д мет п з о б р е т е н и я

Бескоптактпая емкостпая ячейка для измерепня электро()изнческнх свойств жидкостей, содержащая два электрода, помещенные в цнлиидр из химически стойкого диэлектрика, отлпчаюшаяся тем, что, с целью повьпиения точпости измереиня, ячейка герметизирована сильфоно м, а электроды вынолнены в виде дисковых плоско-параллельных нластин, одна из которых имеет возможпость плавно нерелгещаться относительно другой с помощью микрометра на заданное Г)аеетоян1и

/Jc

/

5

.4

Фиг. 2