ЕМКОСТНОЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВМАТЕРИАЛА Советский патент 1974 года по МПК G01R31/00 G01R27/26 

1

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к нзлгерснию диэлектрических и геометрических нараметров материалов емкостным способом.

Известен способ измерения диэлектрических свойств материала, основанный на измерении нараметров измерительного конденсатора при двух различных глубинах проникновения электрического поля в исследуемом материале, соответствующих различным раснределениям напряженности электрического ноля в нем и определении результата но разности полных измеренных сопротивлений.

Однако известный способ. излмерения не позволяет измерять один диэлектрический параметр с исключением влияния одного геометрического параметра.

Целью изобретения является обеспечение возможности многопараметрового контроля диэлектрических и геометрических параметров слоистых сред.

Сущность способа заключается в том, что периодически изменяют глубину проникновения электрического поля в исследуемый материал между двумя крайними значениями, снимают амплитудно-временные осциллограммы параметров конденсатора в эталонной однородной и в исследуемой среде и по характеристикам обеих осцилограмм определяют интересующие диэлектрические и геометрические параметры.

Супцюсть изобретения пояснена примером применения способа для двухпараметрового контроля диэлектрической проницаемости и толщины исследуемого материала.

На фиг. 1 приведены кривые изменения емкости конденсатора С от толщины d материала; на фиг. 2 - изменение емкости конденсатора С во времени t; на фиг. 3 - схема установки обкладок измерительного конденсатора на поверхности исследуемого материала.

Кривые изменения емкости конденсатора в зависимости от толщины материала (см. фиг. ) приведены только для трех значениС глубины проникновения электрического поля в исследуемый материал: для среднего значепия (кривая 1). для минимального значения (кривая 2) и для максимального значения (кривая 3).

С целью упрощения на фнг. 1 не нриведены другие нромежуточные значения глубин проникновения поля при непрерывном ее изменении (в простейщем случае достаточно не менее двух фнксированных значений глубин проникновения). Для частного значения толп,ины материала и периодическом изменении глубины проникновения электрического поля емкость конденсатора изменяется от

среднего значения (точка а на кривой 1), до максимального (точка б на кривой 2) и до минимального значения (точка в на кривой 3). Развертку этого процесса во времени дает график 4, приведенный на фиг. 2.

В данном примере диапазон изменения толщины Дй подобран на участке кривых изменения емкости, где чувствительность конденсатора к толщине материала одинакова. Поэтому изменение только толщины материала вызывает изменение среднего значения Со конденсатора, амплитудное значение остается постоянным.

Изменение только диэлектрической проницаемости вызывает изменение емкости конденсатора от среднего значения а на кривой 5 до максимального значения б на кривой б и до минимального значения в на кривой 7. Следовательно, изменится как амплитудное значение, так и среднее значение Со емкости .конденсатора (кривая 8 на фиг. 2).

Таким образом, зная амплитудное и среднее значение емкости конденсатора при периодически изменяющейся глубине проникновения электрического поля, можно одновременно определить два параметра: диэлектрическую проницаемость и толщину контролируемого материала.

Более подробное исследование формы осциллограмм параметров измерительного конденсатора с периодически изменяющейся глубиной проникновения поля даст возможность определить более, чем два параметра.

Предмет изобретения

1. Емкостной способ определения параметров материала, основанный на измерении характеристик заполненного исследуемым материалом измерительного конденсатора при двух глубинах проникновения электрического

поля в материале, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности многопараметрового контроля диэлектрических и геометрических параметров слоистых сред, осуществляют периодическое изменение глубины проникновения электрического поля в исследуемый материал между двумя крайними значениями, снимают амплитудно-временные осциллограммы параметров конденсатора в эталонной однородной и в исследуемой

среде и по характеристикам обеих осциллоrpaMiM определяют интересующие диэлектрические и геометрические параметры.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что изменение глубины проникновения поля

в однородной среде производят по синусоидальному закону.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что емкость измерительного конденсатора при периодическом изменении глубины проникновепия поля в однородной среде поддерживают постоянной.