Ячейка для измерения диэлектрической проницаемости Советский патент 1982 года по МПК G01N27/22 

- . , , Изобретение относится к измерительной технике и может быть кспользовано для определении относительной диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков при помощи резонансных измерителей емкости абсолютным методом.

По основному.авт.св.Р 824009 известна ячейка для измерения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков при помощи резонансных измерителей емкости абсолютным методом, содержащая двустенный корпус, внутренняя стенка которого служит статором, а наружная - заземленнь1м кррпу- . сом, и заземленный ротор. Соединяясь, стенки образуют герметичный корпус.

Пространство между вн тгренней и наружной стенками двустенного корпуса заполнено теплоносителем. При измерении ячейки помещается в термостат 1 .

Недостатком известной ячейки является . больщая погрецшость измерення на высоких частотах, вследствие влияния остаточных параметров измерительного контура. Относителыгая погрешность измерения диэлектрической проницаемости иа частоте 1 МГц, вызванная влиянием индуктивности подводящих проводов 0,5 мг/н, составит 0,85%. Эта данные приведены для случая измерення ди- : электрической проницаемости твердых Дюлектриков методом сохранения расстояния /

Уменьщение длины подводящих проводов от измерительного прибора к ячейке затруднительно при испытании дизлектриков в нормальных условиях. Основное же назначение

10 измерений диэлект 1ческой {фоницаемости абсолютным методом - эталонирование диэлектрической проницаемости вещества, что требует большой точности измерения, которая возможно только при термостатированик

15 ячейки, так как термостатировадае позволяет стабилизировать как емкость самой ячейки, так и диэлектрическую проницаемость вещества. При этом учитывается, что емкость, ячейки и диэлектрическая проницаемость

20 вещества зависит от температуры.

Цель изобретения - повыщенче точноста измерения диэлектрической проницаемости жидких диэлектриков на высокой частоте 3 посредством уменьшешш погрешности, обусловленной влиянием остаточных параметров измерительного контура. Поставленная цель достигается тем, что из вестная ячейка снабжена двумя штуцерами, расположенными на наруяшой стенке корпуса и максимально разнесены по высоте, при этом верхний штуцер расположен выше верхнего края потенциального статора на рас С;Тоянни, превышающем двойной зазор между внутренней и наружной стенками двустен нного корпуса. Кроме того расположены на корпусе ячейки тангенциально и диаметрально противоположно к его поперечному сечению. Снабжение ячейки штуцерами на наружной стенке двухстенного корпуса обеспечит возможность проточного термостатирования, что позволит сократить длину соединительных проводов от измерительного блока к ячейке и, как следствие, уменьаопъ значение остаточ ных параметров измерительного контура. А уменьшение остаточных параметров измерительного контура позволит, в свою очередь, повысить точность измерения диэлектрической проницаемости на высокой частоте и расширить верхчастотный диапазон ячейки. Разнесение штуцеров по высоте на максимальное расстояние позволит повысить термостатирующий зффект за счет увеличения площади соприкосновения движущегося потока теплоносителя с внутренней стенкой двустенного корпуса, при зтом верхний штуцер должен быть, расположен выше верхнего края потенциального электрода на двойной зазор между стенками двустенного корпуса, что необходимо для обеспечения стабильности монтажной емкости ячейки, образовайной токопроводящими покрьггиями, нанесенными на станки двустенного корпуса. Тангенциальное и диаметрально противоположное к поперечному Сечению корпуса ячейки расположение штуцеров обеспечивает винтообразное движение теплоносителя, что, с свою очередь, повышает термостатирующий эффект. На фиг. 1 представлена ячейка, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Ячейка имеет подвижный заземленный ротор 1, перемещаемый в направляющей 2, и двустенный корпус, состоящий из потенциального изолированного статора 3 и зазем ленной наружной стенки 4. Двустенный корпус выполнен из стекла или другого изолирующего материала. Статор и токопроводящий экран образованы токопроводящим покрцтием на стенках двустенного корпуса, причем верхняя граница статора выше нижнего края ротора на двойную величину зазора между ними. Потенциальный провод 5 проходит через внутреннюю; затем через наружную стенки двустенного корпуса и далее внутрн экранирующей трубки 6 к разъему 7. Перемещение ротора 1 осуществляется микрометрическим винтом 8. На. наружной стенке 4 двустенного корпуса расположены два максимально разнесенных по высоте штуцера 9 и 10. Причем верхний штуцер 9 расположен выше, верхнего края потенциального электрода на расстоянии, превышающем двойной зазор между внутренней и наружной стенками двустенного корпуса. Штуцера .расположены на корпусе тангенциально и диаметрально противоположно к его поперечному сечению. Каркасом ячейки являются два основания: верхнее 11 и нижнее 12,соединеннь1е с помо1цью щпилек 13. Ячейка снабжена кожухом 14, закрепленным на основаниях 11 и 12. Пространство между двустенным корпусом и кожухом 14 заполнено теплоизоляционным материалом 15. В качестве теплоизоляционного материала используется каолиновая вата. Штуцера 16, расположенные на основании 11 и соединенные со штуцерами 9 и 10 трубками 17, предназначены для подключения ячейки к внешнему термостату. ТерМостатирование ячейки осуществляется прокачиванием через нее теплоносителя от внешнего термостата, при зтом теплоноситель через один из штуцеров 16 и далее через штуцер 10 поступает в двустенный корпус. Обратно в термостат теплоноситель поступает через штуцер 9 и другой из штуцеров 16.. Тангенциальное расположение и максимальное разнесение по высоте щтуцеров 9 и 10 обеспечивает винтообразное движение теплоносителя в двустенном корпусе, что в свою очередь, препятствует образованию застойных зон и, как следствие, снижает градиент температуры теплоносителя, что необходимо для обеспечения минимального градиента температры исследуемой жидкости. Пассивный термостат, образованный теплоизоляционным материалом. 13, уменьшает зависимоть температуры теплоносителя и, как следствие, исследуемой жидкости от колебаний температуры окружающей среды. . Методика измерений диэлектрической проницаемости на предложенной ячейке основана на измерении емкости ячейки при двух положениях ротора при заполненной и пустой ячейке. Расчет диэлектрической проницаемости ведется по формуле с- Д С- г