Ячейка для измерения электрофизическихпАРАМЕТРОВ ВОлОКНиСТыХ МАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01N27/22 

(54) ЯЧЕЙКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ 3 10 возникают систематические погреишости, вызванные этим обстоятельством. Кроме того отсутствие тождественности в оценке диэлектрических параметров групп витков нитей; производимой двумя различными диаметрально противоположными парами датчиков, приводит к погрешностям, связанным с разбросом физико-механических и электрических свойств контролируемых нитей по длвше, а отсутствие ограничителя намотки нитей по высоте обусловливает погрешности, вызванные изменением фактора наполнения измерительного устройства. Одновременное поступление сигналов с двух датчиков требует специальной сложной аппаратуры для обработки, расшифровки и регистрации инфор мации, вносящей дополнительные погрешности в значения измеряемых параметров. Цель изобретения - устранение названных недостатков и повышение точности измерения электрофизических параметрЬв волокнистых материалов. Цепь достигается тем, что в известном ко денсаторе, содержащем камеру и плоские электроды, камера для помещения исследуемо го материала выполнена в виде куба, на диа гонально противоположных ребрах которого шарнирно закреплены электроды так, что они могут поворачиваться в пространстве относительно шарнирного соединения на угол 90°. Цри . этом электроды посередине снабжены поперечными канавками для размещения осей шарниров. Применение конденсатора, состоящего из двух плоских электродов, лежащих в параллельных плоскостях и разделенных камерой с испытуемым материалом дает возможность получить простую конфигурацию электрического поля, степень однородности которого рассчитывается с любой точностью. Кубическая форма камеры и подвижные электроды обеспечивают равнозначность и ко структивную возможность измерений в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Грани куба с обеих сторон в плоскости, перпендикулярной расположению электродов,. имеют ступенчатые ограничительные выточки для установки подвижных граней, с помощь которых достигается уплотнение материала в межэлектродном пространстве. За счет уплотнения материала увеличивает точность измерений и воспроизводимость опытов при повторах, так как уменьшается степень воздушных включений, улучшается электрический контраст, ослабляются поверхностные и переходные процессы, устраняется неоднородность заполнения камеры. Точности измерений служат так же замки фиксирующие электроды, в которых располо жены поперечные выточки для размеще1шя осей шарниров. Последние обеспечивают исключение воздушных промежутков между поверхностью граней и электродами, а замки предотвращают смещения электродов в процессе работы. На фиг. 1 изображена ячейка для измерения электрофизических параметров волокнистых материалов, общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. З-разрез Б-Б на фиг. 2. Ячейка имеет плоские электроды 1, лежащие в параллельных плоскостях, между которыми в центральной части расположена камера 2, выполненная в виде куба из диэлектрика с высокими электрическими характеристиками, например из оргстекла (плексиглаза). Расположение камеры в центральной части уменьшает эффект изменения краевой емкости за счет перераспределения полей при внесении исследуемых волокон в измерительную ячейку, а ее геометрическая форма дает возможность получить однозначное однородное электрическое поле при измерениях в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Камера имеет внутренние размеры 60x60x60 мм, что связано с технологией приготовления грубых кормов. Боковые грани 3 перачещаются в ступенчатых выточках 4 до упора 5. Шдвижное соединение электродов на диагонально противоположных ребрах куба осуществляется с помощью петель 6, закрепленных на гранях с внзггренней стороны электродов, а так же штырей 7, утопленных в поперечных выточках 8, создающих условия плотного прилегания электродов к поверхности граней. Наполнение камеры материалом 9 производится со стороны подвижных граней 3. Неподвижность и параллельность злектродов во время измерений обеспечивается с помошью замков 10, исключающих кроме того предпосылки образования воздушных зазоров между электродами и гранями. Электроды снабжены выводами II для подключения к измерительному устройству. Для проведения измерений в камеру помещают материалы с уложенными волокнами в одном направлении и уплотняют его в плоскости перпендикулярной направлению расположения волокон (в этой плоскости грани куба вьшолнены подвижными). Фиксируют электроды с помощью замков. Зажимы подсоединяют короткими экранированными проводниками к измерительной схеме моста переменного тока, куметра, измерителя полных сопротивлений и т.д. Определяют диэлектрические характеристики материалов в плоскости, параллельной направлению расположения волокон, затем электроды разворачивают на 90 относительно их первоначального положения, фиксируют и проводят измерения в плоскости, перпендикулярной направлению рас положения волокон. Применение в известном устройстве ленточ ных злектродов, имеющих большое искажени однородности злектрического поля (поле рассеяния), связано с трудностями его учета экспериментально и аналитически. Предлагаемая ячейка обеспечивает однородное поле в образце, стабильность геометрических констант - постоянной емкости, обусловленной полями рассеяния (краевой емкости) и изменяющейся активной рабочей емкости в габаритах образца, возможность их измерения при помощи широко .распространенны приборов: моста переменного тока, куметра и др. Точность определения диэлектрической проницаемости в тангенсе угла потерь регламентируется в основном точностью измерения емкости, геометрических размеров ячейки и зависит от частоты, на которой производятся измерения. Измерения с помощью описанной ячейки показывают высокую воспроизводимость замеров при повторах, их точность и значительное упрощение процесса обработки результатов измерений. Измерительная ячейка дает возможность определять электрофизические параметры как анизотропных, таки изотропных материалов в лабораторных условиях. Формула изобретения 1. Ячейка для измерения электрофизических параметров волокнистых материалов, содержащая камеру для помещения испытуемого материала и плоские электроды, отличающаяся тем, что, с целью повыщения точности измерения, камера выполнена в виде куба, на диагонально противоположных ребрах которого шарнирно закреплены электроды таким образом, что их ориентация в пространстве может изменяться в секторе, ограниченном смежными гранями, имеющими с обеих сторон в плоскости, перпенхиосулярной расположению электродов, ступенчатые ограничительные выточки для установки подвижных граней и замки, фиксирующие электроды. 2. Ячейка по п. I, отличающаяся тем, что электроды посередине снабжены поперечными канавками для размещения осей шарниров. Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе 1.Михайлов Н. В. и др. Метод определения риентации в полимерных материалах по дилектрической проницаемости.-Высокомолекуярные соединения, 1965, т. 7, вып. 3, с. 41116. 2.Авторское свидетельство СССР f 536424, л, G 01 N 27/22, 1975 (прототип).

Фиг. 2.

5 f,

SS 7 V Фиг. Л