Устройство для контроля удельного объемного электрического сопротивления вязких композиционных электропроводящих материалов
Владельцы патента RU 2312332:
Федеральное государственное унитарное предприятие Федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" (RU)
Устройство для контроля удельного объемного электрического сопротивления вязких композиционных электропроводящих материалов содержит диэлектрический корпус с цилиндрической полостью и систему кольцевых электродов, расположенных внутри полости корпуса, контактирующих с контролируемым материалом. Кольцевые электроды установлены между диэлектрическими кольцевыми элементами таким образом, что их внутренние поверхности образуют цилиндрическую полость, в которой установлены плунжеры, выполненные в виде цилиндрических электродов, боковая поверхность которых сопряжена с внутренней поверхностью кольцевых электродов и диэлектрических кольцевых элементов. Контролируемый материал размещают между внутренними торцевыми поверхностями плунжеров. В диэлектрических кольцевых элементах и корпусе выполнены сквозные отверстия, в которых закреплены съемные диэлектрические заглушки. Изобретение обеспечивает снижение трудоемкости процесса контроля удельного объемного электрического сопротивления вязких композиций, повышение точности измерений. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Устройство для контроля удельного объемного электрического сопротивления вязких композиционных электропроводящих материалов относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения удельного объемного электрического сопротивления вязких композиционных электропроводящих материалов.
Известно устройство для измерения удельного объемного электрического сопротивления пластмасс [ГОСТ 20214-79 «Пластмассы электропроводящие. Метод определения удельного объемного электрического сопротивления при постоянном напряжении», с.10], содержащее корпус, выполненный из изоляционного материала, и систему измерительных электродов, контактирующих с образцом из контролируемого материала.
Применение данного устройства для измерения удельного объемного электрического сопротивления вязких электропроводящих композиционных материалов вызывает значительную случайную погрешность измерения за счет невозможности обеспечения постоянства геометрических размеров (толщины и ширины) контролируемого электропроводящего слоя.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для определения объемного удельного электрического сопротивления материалов [авт. свид. СССР №840725, G01N 27/02, Б.И. №23, 1981], содержащее диэлектрический корпус с цилиндрической полостью и систему кольцевых электродов.
Использование данного технического решения для контроля удельного объемного сопротивления вязких электропроводящих материалов выявило следующие недостатки:
- процесс заполнения рабочей полости устройства вязкой испытуемой электропроводящей композицией представляет собой весьма трудоемкую операцию;
- результаты измерения часто содержат значительную случайную погрешность, обусловленную возможным содержанием в контролируемой пробе материала воздушных включений, удаление которых невозможно без удаления самой пробы материала из рабочей цилиндрической полости устройства. Это обстоятельство требует:
- частой перезагрузки испытуемой пробы, что существенно повышает трудоемкость процесса контроля;
- нерационально большого количества контролируемого материала.
Техническим результатом заявляемого устройства является снижение трудоемкости процесса контроля удельного объемного электрического сопротивления вязких композиций, повышение точности измерения.
Технический результат достигается тем, что устройство для контроля удельного объемного электрического сопротивления вязких композиционных электропроводящих материалов содержит диэлектрический корпус с цилиндрической полостью и систему кольцевых электродов, расположенных внутри полости корпуса, контактирующих с контролируемым материалом, кольцевые электроды установлены между диэлектрическими кольцевыми элементами таким образом, что их внутренние поверхности образуют цилиндрическую полость, в которой установлены плунжеры, выполненные в виде цилиндрических электродов, боковая поверхность которых сопряжена с внутренней поверхностью кольцевых электродов и диэлектрических кольцевых элементов, а контролируемый материал размещен между внутренними торцевыми поверхностями плунжеров. В диэлектрических кольцевых элементах и корпусе выполнены сквозные отверстия, в которых закреплены съемные диэлектрические заглушки.
На фиг.1 представлено устройство, содержащее диэлектрический корпус 1 с цилиндрической полостью, в которой размещены кольцевые электроды 2, установленные между диэлектрическими кольцевыми элементами 3. Плунжеры 4, 5, выполненные в виде цилиндрических электродов, установлены в камере для размещения контролируемого материала 6. Камера образована внутренней поверхностью кольцевых диэлектрических элементов 3, кольцевых электродов 2 и торцевыми поверхностями цилиндрических электродов, причем боковая цилиндрическая поверхность плунжеров 4 и 5 сопряжена с внутренней поверхностью кольцевых диэлектрических элементов 3 и кольцевых электродов 2. В корпусе 1 и в диэлектрических кольцевых элементах 3 выполнены сквозные отверстия 7, соединяющие камеру с внешним пространством. В сквозных отверстиях 7 закреплены съемные диэлектрические заглушки 8.
На фиг.2 представлена принципиальная схема подключения.
Измерительное устройство 9 через плунжеры, являющимися токовыми электродами 12, подключено в последовательную электрическую цепь, состоящую из источника питания 11 и измерителя тока 10. Кольцевые электроды 13 подключены через коммутатор 14 к измерителю напряжения 15.
Устройство работает следующим образом.
Плунжер 4, со стороны которого будет производиться заполнение контролируемого материала 7, извлекают из камеры, а плунжер 5 вводят в объем камеры до крайнего противоположного диэлектрического кольцевого элемента. Заполнение камеры контролируемым материалом осуществляют с помощью дозатора (не показан). По мере заполнения свободного объема камеры производят перемещение плунжера 5 в свое исходное положение. Устанавливают на открытый торец камеры ранее извлеченный плунжер 4. Имеющиеся воздушные включения удаляют из камеры через отверстие 7 путем перемещения плунжеров 4, 5. После удаления воздуха отверстие 7 закрывают диэлектрической заглушкой 8. Устройство подключают к измерительной схеме, представленной на фиг.2. Пропуская через контролируемый материал 6 электрический ток, проводят измерения падения напряжения на различных участках сформированного цилиндрического слоя контролируемого материала, переключая коммутатор 14 к различным парам кольцевых электродов.
Расчет удельного сопротивления производится на основе статистической обработки результатов измерения тока, напряжения, с учетом внутреннего диаметра камеры, расстояния между кольцевыми электродами.
Использование данного устройства выгодно отличает его от прототипа, поскольку введение новых конструктивных признаков позволяет существенно снизить трудоемкость процесса формирования испытуемого образца из контролируемого материала, обеспечивающего снижение случайной погрешности измерения за счет снижения влияния воздушных включений в контролируемом материале.
1. Устройство для контроля удельного объемного электрического сопротивления вязких композиционных электропроводящих материалов, содержащее диэлектрический корпус с цилиндрической полостью и систему кольцевых электродов, расположенных внутри полости корпуса, контактирующих с контролируемым материалом, отличающееся тем, что кольцевые электроды установлены между диэлектрическими кольцевыми элементами таким образом, что внутренние поверхности образуют цилиндрическую полость, в которую установлены плунжеры, выполненные в виде цилиндрических электродов, боковая поверхность которых сопряжена с внутренней поверхностью кольцевых электродов и диэлектрических элементов, а контролируемый материал размещен между внутренними торцевыми поверхностями плунжеров.
2. Устройство для контроля удельного объемного электрического сопротивления вязких композиционных электропроводящих материалов по п.1, отличающееся тем, что в диэлектрических кольцевых элементах и корпусе выполнены сквозные отверстия, в которых закреплены съемные диэлектрические заглушки.
