Устройство для определения зависимости удельного электрического сопротивления жидких сред и диэлектриков от содержания дисперсной фазы

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ УДЕЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЖИДКИХ СРЕД И ДИЭЛЕКТРИКОВ ОТ СОДЕРЖАНИЯ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Зубко Денис Васильевич Зубко Василий Иванович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Устройство для определения зависимости удельного электрического сопротивления жидких сред и диэлектриков от содержания дисперсной фазы, состоящее из двух пластинчатых электродов, съемных контактов, фторопластовой измерительной ячейки, симметрично установленной в центре между электродами, поперечное сечение которой в 20-25 раз меньше площади электродов, отличающееся тем, что дополнительно содержит цифровой измеритель иммитанса. 100982014.06.30 Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к электрическим измерениям, и может быть использована для автоматического определения зависимости удельного электрического сопротивления жидких сред и диэлектриков от содержания дисперсной фазы в различных областях промышленности. Известно устройство для контроля электрических свойств изоляционных жидкостей 1, содержащее измерительную ячейку из диэлектрического материала, пластинчатый и игольчатый электроды. Диагностика электроизоляционных жидкостей заключается в том,что исследуемая жидкость помещается в измерительную ячейку из диэлектрического материала, установленного на проводящем основании. В электроизоляционную жидкость помещается электрод игольчатой формы, на который подается высокое постоянное напряжение относительно проводящего основания для обеспечения в жидкости поляризации высокого напряжения, последующей регистрации и анализа электрических сигналов высоковольтной деполяризации, появляющихся на электроде после снятия испытательного напряжения. При этом для чистых электроизоляционных жидкостей характерно плавное изменение кривой напряжения деполяризации, а для жидкостей, содержащих примеси,характерно появление скачков напряжения деполяризации, обусловленных внутренними разрядами зон высоковольтной поляризации. Известно микроконтроллерное устройство 2 для исследования диэлектрических свойств биологических объектов и изоляционных материалов, содержащее микроконтроллер, емкостной датчик, первый и второй резисторы и цифровой индикатор. Основными недостатками устройств 1, 2 являются низкая точность и узкий диапазон измерения электрических свойств биологических объектов и изоляционных материалов,обусловленные необеспечением однородного электрического поля в объеме контролируемых материалов и неучетом краевого эффекта электродов. Погрешности, связанные с указанными факторами, никак не учитываются и, таким образом, вносят существенный вклад в точность измерения электрических свойств жидких сред и диэлектриков. Наиболее близким по конструкции и принципу действия к заявляемому устройству является устройство для контроля электрических свойств жидких электролитов и диэлектриков 3, состоящее из двух пластинчатых электродов, фторопластовой измерительной ячейки, симметрично установленной в центре между электродами, поперечное сечение которой в 20-25 раз меньше площади электродов, рукоятки, ярма и съемных контактов. Основной недостаток данного устройства связан с невозможностью определения зависимости удельного электрического сопротивления жидких сред и диэлектриков от содержания дисперсной фазы. Погрешность, связанная с указанным фактором, никак не учитывается и, таким образом, вносит существенный вклад в точность определения удельного электрического сопротивления жидких сред и диэлектриков в зависимости от содержания дисперсной фазы. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности определения удельного электрического сопротивления жидких сред и диэлектриков за счет контроля содержания дисперсной фазы в жидких средах и диэлектриках в интервале от 5 до 35 мас. ,обеспечения однородного электрического поля в объеме контролируемых материалов и учета краевого эффекта электродов в диапазоне частот электрического поля до 1 МГц. Поставленная задача решается тем, что устройство для определения зависимости удельного электрического сопротивления жидких сред и диэлектриков от содержания дисперсной фазы, состоящее из двух пластинчатых электродов, съемных контактов, фторопластовой измерительной ячейки, симметрично установленной в центре между электродами, поперечное сечение которой в 20-25 раз меньше площади электродов, дополнительно содержит цифровой измеритель иммитанса. Технический результат достигается за счет контроля содержания дисперсной фазы в жидких средах и диэлектриках в интервале от 5 до 35 мас. , обеспечения однородного 2 100982014.06.30 электрического поля в объеме контролируемых материалов и учета краевого эффекта электродов в диапазоне частот электрического поля до 1 МГц. В результате применения предлагаемого устройства становится возможным повысить точность определения удельного электрического сопротивления за счет контроля содержания дисперсной фазы в жидких средах и диэлектриках в диапазоне от 5 до 35 мас. ,обеспечения однородного электрического поля в объеме контролируемых материалов и учета краевого эффекта электродов в диапазоне частот электрического поля до 1 МГц. Сущность полезной модели поясняется фиг. 1-2. На фиг. 1 схематично изображено устройство для определения зависимости удельного электрического сопротивления жидких сред и диэлектриков от содержания дисперсной фазы в магнитной жидкости. На фиг. 2 приведен пример реализации устройства для определения зависимости удельного электрического сопротивления магнитной жидкости от содержания дисперсной фазы для различных частот электрического поля. Устройство включает в себя два квадратных пластинчатых электрода 1 из нержавеющей стали, фторопластовую измерительную ячейку с жидкой средой либо диэлектриком 2,симметрично установленную в центре между пластинчатыми электродами, поперечное сечение которой в 20-25 раз меньше площади электродов, поверхности которых отшлифованы, отполированы, хромированы и притерты друг к другу, съемные контакты 3, 4 и цифровой измеритель иммитанса 5. Устройство работает следующим образом. Измерительную ячейку подключают к прибору 7-20 и измеряют активную электрическую проводимость (1) ячейки без жидкой среды либо жидкого диэлектрика. Измеряют активную электропроводимость (2) ячейки с жидкой средой либо жидким диэлектриком. Удельное электрическое сопротивление жидкой среды либо жидкого диэлектрика вычисляют по формуле(1)где- удельное электрическое сопротивление жидкой среды либо жидкого диэлектрика,Омм- электропроводимость жидкой среды либо жидкого диэлектрика, Ом-1- расстояние между электродами, м- площадь электрода, м 2. Примеры реализации устройства для определения удельного электрического сопротивления магнитной жидкости на основе декана. Пример 1. Магнитная жидкость на основе декана. Температура магнитной жидкости 25 С. Содержание дисперсной фазы в магнитной жидкости 5 мас.2010-3 м 410-4 м 2 электропроводимость магнитной жидкости 510-8 См. Измерения электропроводимости магнитной жидкости проведены на частоте электрического поля 104 Гц удельное электрическое сопротивление магнитной жидкости 0,4106 Омм Пример 2. Магнитная жидкость на основе декана. Температура магнитной жидкости Т 25 С. Содержание дисперсной фазы в магнитной жидкости 35 мас.2010-3 м 410-4 м 2 электропроводимость магнитной жидкости 6,6610-8 См. Измерения электропроводимости магнитной жидкости проведены на частоте электрического поля 103 Гц удельное электрическое сопротивление магнитной жидкости 3105 Омм. Вычисленная погрешность определения удельного электрического сопротивления магнитной жидкости в зависимости от концентрации дисперсной фазы в интервале от 5 до 35 мас.составляет примерно 1,5(фиг. 2). 3 100982014.06.30 Таким образом, использование заявляемого устройства позволяет существенно повысить точность определения удельного электрического сопротивления за счет контроля содержания дисперсной фазы в жидких средах либо диэлектриках, обеспечения однородного электрического поля в объеме контролируемых материалов и учета краевого эффекта электродов в диапазоне частот электрического поля до 1 МГц. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4