Ячейка для исследования диэлектрических характеристик твердых диэлектриков Советский патент 1980 года по МПК G01N27/22 

Недостатком известной конструкции является малая производительность и низкая экономичность, которые обуслов лены необходимостью при каждой смене образца выдержки ячейки в течение опреде..енного времени, чтобы температур образца была близка к нормальной. После смены образца надо вновь по заданному закону поднимать температуру в термостате, а затем выдерживать образец при этой температуре определенное время. Этот процесс достаточно длителен, зависит от материала и геометрических размеров образца и может доходить до 2 - 3 ч. Таким образом, производительность измерений на фиксированной температуг ре - примерно 3-4 образца в смену, . производительность же температурных исследований (снятие зависимостей диэлектрических характеристик материало от температуры) еще ниже. Целью изобретения является повьашение производительности температурных измерений диэлектрических характеристик исследуемых веществ. Цель достигается тем, что извecтнa ячейка дополнительно снабжена кассето в виде полок, выполненных соответстве но размеру образца и скрепленных между собой , через прокладки, причем прокладки выполнены в виде 4ac ти кольца (Ч 110) с внутренним диаметром, равным диаметру образца, а поворотный манипулятор имеет вырез такой, чта его угол охвата составляет 240 - 250, причем геометрические центры электродов, полок и прокладок кассеты находятся на одинаковом расстоянии от ОСИ вращения манипулятора. С целью предотвращения выпадания образцов из кассеты, она снабжена двумя цилиндрами, закрепленными соосно с полками кассеты по обе стороны от нижнего основания, причем цилиндры имеют вырез, сопрягающийся с прокладками кассеты, а между верхним цилиндром и плоскостью нижнего основания . имеется зазор, равный расстоянию между полками кассеты. На фиг. 1.представлен общий вид предложенной ячейки; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1. Нижнее основание 1, соединенное с помощью теплоизоляционных несущих стержней 2 с верхним основанием 3, представляет собрй каркас ячейки. Неподвижный потенциальный, электрод 4 закреплен на нижнем основании 1 через электроизоляционные втулки. Подвижный электрод 5 закреплен на штоке микрометрического винта 6. Перемещение под вижного электрода осуществляется ручкой 7, а межэлектродное расстояние отсчитывается по стандартной индикаторной головке 8. Перемещение образца в ячейке осуществляется поверхностным манипулятором 9, состоящим из пластины с захватом для образца, закрепленной на оси. Ось манипулятора вращается в направляющей 10. Манипулятор перемещается над нижним основанием 1. Перемещение манипулятора осуществляется ручкой манипулятора 11, соединенной с ним посредством теплоизоляционного стержня и компенсирующей муфты. Для одновременного помещения в ячейку нескольких образцов служит кассета 12, которая состоит из полок, выполненных в размер образца и соединенных через прокладки 13, представляющие собой части кольца толщиной, большей толщины образца, стяжками 14. Смена образца производится перемещением кассеты в вертикальном направлении ручкой 15, при этом прокладки кассеты,которые занимгиот угол меньше ИО, перемещаются в вырезе манипулятора, угол захвата которого 250°. Геометрические центры электродов и полок кассеты расположены на одинаковом расстоянии от оси вращения манипулятора. Точную установку образцов в мёжэлектродное пространство и в кассету обеспечивают ограничители манипулятора 16 и 17, установленные на нижнем основании 1 и регулируемые с помощью эксцентриков. Кассета перемещается в направляющем колодце, состоящем из верхнего 18 и нижнего 19 цилиндров с вырезами, сопрягающимися с прокладками кассеты для прохождения кассеты. Направляющий колодец закреплен соосно с полками кассеты по обе стороны нижнего основания, а между верхним цилиндром и плоскостью нижнего основания -имеется зазор равный расстоянию между полками кассеты. Внутренний диаметр направляющего колодца больше диаметра образца с учетом его температурного расширения а диаметр захвата манипулятора больше внутреннего диаметра кольца. Такая конструкция обеспечивает одновременное помещение в термостат серии образцов твердых диэлектриков и их измерение после того, как температура образца достигнет необходимой величины. Следствием этого является повышение производительности температурных исследований диэлектрических характеристик образцов твердых диэлектриков. Загрузка образцов в ячейку производится следующим образом. После подъема электрода 5 ручкой 7 на высоту, большую толщины образца, манипулятор 9 перемещается ручкой 11 в положение электрод и поднимается в верхнее положение. Затем образец помещается в межэлектродное пространство. Далее кассета 12, ручкой 15 перемещаетсу так, чтобы ее первая полка располагалась в плоскости нижнего основания и перемещением ман-ипулятора вниз и далее в положение кассета образец помещается в кассету. Для загрузки следующего образца кассета 12перемещается на следующую полку, а мани пулятор 9 перемешается ручкой 11 в .1 положение электрод и поднимается в верхнее положение. Остгшьные образц разгружаются в кассету аналогичньш способом. Измерение диэлектрической проницаемости образцов твердых диэлектриков методом сохранения емкости производит ся в следующей последовательности. Ячейка, загруженная обраэцсши, помеща ется в термостат. Устанавливается нужная температура измерения по заданному для данного ма териала закону. Подвижный электрод ручкой 7 опуска ется до упора и выставляется нуль.индикаторной головки. Подвижный электрод позанимается на высоту, большую толщины образца. Образец с помощью манипулятора 9 ручкой 11 перемещается из кассеты 12 в межэлёктродное пространство, после этого подвижный электрод опускается до упора, а манипулятор 9 ручкой 11 поднимается вверх. Измеряется межэлектродное расстояние -t и запоминается емкость ячейки {после чего манипулятор 9 ручкой 11 . опускается вниз для захвата образца. Подвижный электрод поднимается вверх СХ разец перемещается манипулятором 9 из межэлектродного пространства в кассету. С помощью ручки 7 перемещением подвижного электрода 5 емкость ячейки восстанавливается равной заполненной. Измеряется межэлектродное расстояние t . Перемещением кассеты в захват манипулятора вводится следующий образец. Дальнейшие операции аналогичны вышеописанным. Расчет диэлектрической проницаемос ти ведется по известной формуле. Введение в состав ячейки кассеты в виде полок дает возможность повыси производительность температурных измерений диэлектрических характеристик исследуемых веществ. Формула изобретения 1.Ячейка для исследования диэлектрических характеристик твердых диэлектриков, содержащая подвижный и неподвижный электроды, заключенные в корпус, состоящий из верхнего и нижне го оснований, соединенных теплоизоляционными стержнями, теплоизоляционную крышку, закрепленную под верхним основанием и поворотный манипулятор для перемещения образца, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности измерений, она дополнительно снабжена кассетой в виде полок, выполненных соответственно .размерам образца и скрепленных между собой стяжками через прокладки, выполненные в виде части кольца ( НО) с внутренним диаметром, равным да1аметру образца, а угол захвата манипулятора составляет 250, причем геометрические центры электродов и полок кассеты расположены на одинаковом расстоянии от оси вращения манипулятора. 2.Ячейка поп.1, отличающаяся тем, что, с целью укрепления образцов в кассете, она снабжена двумя цилиндрами, закрепленными соосно с полками кассеты по обе стороны нижнего основания, в цилиндаах выполнены вьфезы, сопрягающиеся с прокладксьми кассеты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.R.H.A. Miggs, М.А.В. SC.A. Qnst. Р. Eeectronic engineering, 1964, October, p. 682. 2.Маккэмон и Уорк. Приборы для научных исследований. 1965, № 8, с.95. 3.Технический- отчет по работе Разработка базовой конструкции лабораторного диэлькометра для жидких и твердых сред типа ТАНГЕНС-2М, инв. Б 231303 Госреестр0230-73 (прототип).

Фиг.1