Накладной конденсатор Советский патент 1982 года по МПК G01N27/22 

(54) НАКЛАДНОЙ КОНДЕНСАТОР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения диэлектрических свойств материалов.

Известен емкостный датчик, состоящий из целого ряда конденсаторов, соединенных между собой шарнирным соединением, и стабилизирующий изменяющееся компенсирующее электрическое поле накладного конденсатора путем внесения поправок согласно корректирующему графику или таблице после измерения емкости накладных ковденсаторов с эталонами, используемыми только для одного радиуса кривизны контролируемой поверхности 1 .

Однако емкостный датчик обладает больщой трудоемкостью измерения и необходимостью больщого количества эталонов с различной кривизной и невысокой точностью.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является накладной измерительный конденсатор, со. держащий гибкие проводящие электроды, закрепленные на пленке из диэлектрического материала. Конденсатор прикладывается к контролируемому изделию так, чтобы электроды были направлены пер- пендикулярно образующей контролируемой цилиндрической поверхности, прижимаются к ней и измеряют емкость заполненного конденсатора. Нерабочая емкость этого конденсатора измеряется после фиксации

10 положения электродов и снятия его с контролируемой поверхности материала. Диэлектрические характеристики рассчитываются по известным зависимостям 2.

Хотя по сравнению с известными ука15занный конденсатор обладает некоторыми преимуществами, например отказ от больщого количества эталонов, однако других недостатков аналога он не устраняет.

Цель изобретения - повышение точ20ности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в нерабочее электрическое поле накладного конденсатора, содержащего гибкие проводящие электроды, закрепленные на пленке из диэлектр1тческого материала, введен дополнительный плоский электрод, жестко закрепленный на основании, конфигурация и наружные размеры которого аналогичны основным электродам, и расположенный на расстоя нии, определяемом из условия 11 tlQ 11 , где 1i(j- расстояние от основных электродов без контролируемого ма териала до дополнительного электрода; h - максимальный изгиб основных . электродов, соответствующий радиусу кривизны контролируем го материала; - глубина зоны контроля. На фиг. 1 изображен конденсатор; на фиг. 2 - график изменения емкости С пустого накладного кочренсатора от рас стояния (кривая 6) и емкости С компенсирующего конденсатора (кривая 7). Крнденсатор содержит гибкую диалектрическую пленку 1, неподвижные призмы 2, электроды 3, дополнительный электрод 4, пружины 5. Введение дополнительного электрода в нерабочее электрическое поле наклад-. кого конденсатора позволяет достичь поставленной цели следующим образом. Емкость пустого накладного конденса тора С (фиг. 2) изменяется в зависим ти от его изгиба и зависит от расстояни его центра до дополнительного электрода (кривая 6). Емкость между дополнитель ным электродом и электродами накладного конденсатора Со изменяется в зависимости от расстояния центра накладного конденсатора и дополнительного электрода в соответствии с кривой 7. Измерив емкость С2, можно, по графи ку определить емкость пустого накладно го конденсатора при заполнении его измеряемым материалом. Поэтому, измерив емкость накладног конденсатора и определив емкость плоского конденсатора с одной установки ем костного датчика на контролируемый материал, по известным зависимостям определяют диэлектрические характеристики материала. Чувствительность датчика зависит от расстояния накладного конденсатора до неподвижного электрода. Она уменьшается в зависимости от расстояния, причем это расстояние зависит от радиуса кривизны контролируемого материала. Кроме того, размеры электрода определяются локальной наперед заданной площадью контроля и радиусом кривизны Контролируемого материала, причем 0 ( Д Ь I где при л чувствительность максимальная. Все измерения поддаются автоматизации, поэтому с помощью предлагаемого конденсатора можно определять диэлектрические характеристики с одной установки, т.е. исключается фиксация электродов, снятие его с контролируемого материала и измерение его емкости, что значительно повышает точность измерений, ускоряет процесс контроля и расширяет возможность его применения в системах автоматизированного контроля. Формула изобретения Накладной конденсатор, содержащий гибкие проводящие электроды, закрепленные на пленке из диэлектрического материала, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, он снабжен дополнительным плоским жестко закрепленным на основании электродом, конфигурация и наружные размеры которого аналогичны основным электродам, и расположенным на расстоянии, определяемом из условия 2 11 где tiQ - расстояние от основных электродов без контролируемого материаЛа до дополнительного электрода;ti - максимальный изгиб основных электродов, соответствующий радиусу кривизны контролируемого материала; п глубина зоны контроля. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Матис И. Т. Электроемкостные преобразователи для неразрушаюшего контроля. Рига, Знание, 1978, с. 57. 2.Авторское свидетельство СССР № 372515, кл. G, OiN 27/26, 1971 (прототип).