Сканирующий емкостной преобразователь

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Редько Всеволод Петрович Сергеев Сергей Сергеевич Терешко Ирина Васильевна Терешко Валерий Михайлович Хомченко Александр Васильевич Горчаков Тимур Анатольевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Сканирующий емкостной преобразователь для неразрушающего контроля параметров диэлектриков в жидком или парообразном состоянии в диэлектрических сосудах, например ампулах, содержащий два металлических электрода, отличающийся тем, что металлические электроды выполнены дугообразными на диэлектрической подложке, а диэлектрический сосуд имеет возможность вертикального перемещения.(56) 1. Подмастерьев К.В. и др. Неразрушающий контроль Справочник в 7 т. / Под общ. ред. В.В. Клюева. Электрический контроль. - М. Машиностроение, 2004. - Т. 5. Кн. 2. - С. 591. 2. Герасимов В.Г., Покровский А.Д., Сухоруков В.В. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн. 3. Электромагнитный контроль Практ. пособие / Под ред. В.В. Сухорукова. - М. Высш. шк., 1992. - С. 30. 94992013.08.30 Полезная модель относится к электроемкостным устройствам неразрушающего контроля и исследований жидких диэлектриков. Известны проходные емкостные преобразователи с измерением полной, частичной или перекрестной электрической емкости, состоящие из четырех или цилиндрических,или плоских, или изогнутых электродов, расположенных вдоль объекта контроля 1. Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемым результатам является проходной тип емкостных преобразователей, принятый за прототип, состоящий из четырех электродов 2. Однако проходные емкостные преобразователи применяются в основном для контроля размеров поперечного сечения линейно протяженных диэлектрических и проводящих изделий, таких как, например, текстильных нитей, волокон толщины диэлектрических и полупроводниковых пластин, а в случае контроля жидкостей выполняются в виде погружаемых в контролируемую среду электродов или в виде сосудов с электродами, заполняемых контролируемой жидкостью. Задачей полезной модели является создание сканирующего емкостного преобразователя для неразрушающего послойного локального контроля и исследования методом сканирования качества диэлектрических жидкостей и их паров, например, в цилиндрических ампулах из диэлектриков, в частности, стеклянных ампулах с жидкостями медицинского назначения. Указанная задача достигается тем, что в сканирующем емкостном преобразователе для неразрушающего контроля параметров диэлектриков в жидком или парообразном состоянии в диэлектрических сосудах, например ампулах, содержащем два металлических электрода, согласно полезной модели, металлические электроды выполнены дугообразными на диэлектрической подложке, а диэлектрический сосуд имеет возможность вертикального перемещения. Так как с электрическими параметрами диэлектриков, в частности такими, как тангенс угла диэлектрических потерь, электрическая емкость и электропроводность, обусловленная токами смещения, коррелируют различные физико-механические, химические, биологические, структурные и другие свойства жидких диэлектриков, то, изучив предварительно эту связь, можно контролировать постоянство свойств жидких диэлектриков,измеряя их электрические параметры. Сущность полезной модели поясняется фигурами. На фиг. 1 показана схема сканирующего емкостного преобразователя на фиг. 2 представлено распределение тангенса угла диэлектрических потерь паров водыдо (кривая 1) и после (кривая 2) встряхивания ампулы на фиг. 3 представлены результаты измерений электропроводности , , обусловленной токами смещения паров воды до (кривая 3) и после (кривая 4) встряхивания ампулы на фиг. 4 представлены результаты сканирования электроемкости ,паров воды до (кривая 5) и после (кривая 6) встряхивания ампулы. Полезная модель состоит из двух дугообразных металлических электродов 1 на диэлектрической подложке 2. Длина дугообразных электродов 0,79 Д, где Д - диаметр диэлектрического сосуда. В качестве объекта контроля 3 представлена стеклянная ампула с исследуемым жидким диэлектриком. Сканирование производится путем перемещения объекта контроля 3 или объекта исследований с последующей регистрацией измеряемых электрических параметров. В качестве измерительной цепи используется измеритель , , (индуктивности, емкости, сопротивления), на фиг. 1 не показан. Полезная модель для неразрушающего контроля и исследований жидких диэлектриков работает следующим образом. Объект контроля 3 устанавливают вертикально в начальное положение так, чтобы верх свободного пространства 4 (дно ампулы) совпадал с плоскостью диэлектрической подложки 2, а затем перемещают вверх. Таким образом объект контроля 3 перемещается в тонком локальном электрическом поле, которое создается двумя тонкими металлическими дугообразными электродами в плоскости, перпендику 2 94992013.08.30 лярной направлению движения объекта контроля или объекта исследований. Измерительным прибором (на фиг. 1 не представлен) регистрируется величина тангенса угла диэлектрических потерь ( ), электропроводность , обусловленная токами смещения, и электрическая емкостьпри каждом очередном перемещении объекта контроля или объекта исследований с шагом не более 2 мм. Сильная зависимость диэлектрических параметров жидкостей от внешних воздействий и примесей обеспечивает высокую чувствительность полезной модели. На фиг. 2, 3 и 4 приведены результаты сканирования пространства над мениском у медицинской ампулы с водой для инъекций до и после нескольких периодических встряхиваний. Отсчет расстояний в мм ведется от дна ампулы. Результаты измерений диэлектрических потерь ( ) хорошо совпадают с результатами расчетов, выполненных по формуле/2, где- электропроводность,емкость,- частота измерительного напряжения. Относительная погрешность измерений,иопределяется погрешностью используемого измерительного прибора. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3