Устройство для определения зависимости удельной электропроводимости диэлектрических материалов от напряженности постоянного электрического поля

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ОТ НАПРЯЖЕННОСТИ ПОСТОЯННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Зубко Денис Васильевич Зубко Василий Иванович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Устройство для определения зависимости удельной электропроводимости диэлектрических материалов от напряженности постоянного электрического поля, состоящее из двух дисковых электродов, микрометрического устройства со встроенным микровинтом,соединенным с подвижным дисковым электродом, симметрично расположенным с неподвижным электродом, съемных контактов, отличающееся тем, что дополнительно содержит высокочувствительный блок измерительный электрометрический со встроенным высоковольтным источником постоянного напряжения. 99072014.02.28 Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к диэлектрическим измерениям, и может быть использована для автоматического определения зависимости удельной электропроводимости диэлектрических материалов от напряженности постоянного электрического поля в различных областях промышленности. Известны устройства для контроля диэлектрических свойств материалов 1, 2, содержащие высокопотенциальные электроды, переключаемый и низкопотенциальный электроды, которые закреплены на изоляционном основании, служащем одновременно рукояткой конденсатора. Основным недостатком этих устройств является низкая точность измерения удельной электропроводимости материалов, связанная с необеспечением однородного постоянного электрического поля в объеме контролируемого материала, одинаковой силы прижатия и одинаковых условий прилегания электродов к поверхности материала. Наиболее близким по конструкции и принципу действия к заявляемому устройству является устройство для измерения электрических свойств полимерных композиций 3,состоящее из двух дисковых электродов, микрометрического устройства со встроенным микровинтом, соединенным с подвижным дисковым электродом, симметрично расположенным с неподвижным электродом, фторопластовой прокладки, основания и съемных контактов. Основной недостаток данного устройства связан с невозможностью определения зависимости удельной электропроводимости диэлектрических материалов от напряженности постоянного электрического поля. Погрешность, связанная с указанным фактором, никак не учитывается и, таким образом, вносит существенный вклад в точность определения удельной электропроводимости диэлектрических материалов. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности и расширение диапазона определения удельной электропроводимости диэлектрических материалов за счет контроля напряженности постоянного электрического поля в интервале от 3,3104 до 1,5105 В/м, обеспечение однородного постоянного электрического поля в объеме материала, одинаковой силы прижатия и одинаковых условий прилегания электродов к поверхности материала. Поставленная задача решается тем, что устройство для определения зависимости удельной электропроводимости диэлектрических материалов от напряженности постоянного электрического поля, состоящее из двух дисковых электродов, микрометрического устройства со встроенным микровинтом, соединенным с подвижным дисковым электродом, симметрично расположенным с неподвижным электродом, съемных контактов, дополнительно содержит высокочувствительный блок измерительный электрометрический со встроенным высоковольтным источником постоянного напряжения. Технический результат достигается за счет контроля напряженности постоянного электрического поля, обеспечения однородного электрического поля в объеме диэлектрического материала, одинаковой силы прижатия и одинаковых условий прилегания электродов к поверхности материала. В результате применения предлагаемого устройства становится возможным повысить точность и расширить диапазон определения удельной электропроводимости диэлектрических материалов за счет контроля напряженности постоянного электрического поля,обеспечения однородного электрического поля в объеме материала, одинаковой силы прижатия и одинаковых условий прилегания электродов к поверхности материала. Сущность полезной модели поясняется фигурой. Устройство включает в себя микрометрическое устройство со встроенным микровинтом (1), соединенным с подвижным дисковым электродом, симметрично расположенным с неподвижным электродом, рабочие поверхности которых отшлифованы, отполированы,хромированы и притерты друг к другу (2), съемные контакты (4, 5), высокочувствитель 2 99072014.02.28 ный блок измерительный электрометрический (6) со встроенным высоковольтным источником постоянного напряжения. Устройство работает следующим образом. Пластину из диэлектрического материала (3) помещают в центре на нижний неподвижный дисковый электрод (2). Вращением барабана винта микрометра (1) приближают верхний подвижный дисковый электрод (2) к поверхности пластины материала (3) до срабатывания трещотки, отсчитывают его толщину по показанию микрометра. Наличие встроенного высоковольтного источника напряжения в блоке измерительном электрометрическом (6) обеспечивает подачу напряжения через съемные контакты (4, 5) к системе дисковые электроды - диэлектрический материал (2, 3) в диапазоне 1-500 В с дискретностью установки напряжения 1 В. Удельную объемную электропроводимость диэлектрического материала вычисляют по формуле где- удельная объемная электропроводимость диэлектрического материала, Ом-1 м-1- проводимость материала, Ом-1- расстояние между электродами, м- площадь электрода, м 2. Напряженность электрического поля в диэлектрическом материале вычисляется по формуле, где- напряженность постоянного электрического поля, /м- подводимое напряжение к системе дисковые электроды - диэлектрический материал, . Примеры реализации устройства для определения зависимости удельной объемной электропроводимости диэлектрических материалов от напряженности постоянного электрического поля. Пример 1. Пластина из слюды.3,3104 /м 10-3 м 7,06510-4 м 220 С 2,35-15 Ом-1110-12 Ом-1 м-1. Пример 2. Пластина из слюды. Е 1,5105 /м 20 С. Процедура измерения и вычисления, как в примере 1.110-11 Ом-1 м-1. Пример 3. Пластина из оргстекла.3,3104 /м 20 С. Процедура измерения и вычисления далее, как в примере 1.1,2510-12 Ом-1 м-1. Пример 4. Пластина из оргстекла.1,5105 /м 20 С. Процедура измерения и вычисления, как в примере 1.1,0510-11 Ом-1 м-1. Пример 5. Пластина из ситалла.3,3104 /м 20 С. Процедура измерения и вычисления, как в примере 1.1,210-11 Ом-1 м-1. 3 99072014.02.28 Пример 6. Пластина из ситалла.1,5105 /м 20 С. Процедура измерения и вычисления, как в примере 1.1,110-10 Ом-1 м-1. Вычисленная погрешность определения удельной электропроводимости диэлектрических материалов составляет примерно 1,2 . Таким образом, использование заявляемого устройства позволяет существенно повысить точность и расширить диапазон определения удельной электропроводимости диэлектрических материалов за счет контроля напряженности постоянного электрического поля в интервале от 3,3104 до 1,5105 /м, обеспечения однородного постоянного электрического поля в объеме диэлектрического материала, одинаковой силы прижатия и одинаковых условий прилегания электродов к поверхности материала. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4