Устройство для определения температурной зависимости удельной электропроводимости полимерных композиций

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ УДЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Зубко Денис Васильевич Зубко Василий Иванович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Устройство для определения температурной зависимости удельной электропроводимости полимерных композиций, состоящее из двух дисковых электродов, микрометрического устройства с встроенным микровинтом, соединенным с подвижным дисковым электродом, симметрично расположенным с неподвижным электродом, съемных контактов, отличающееся тем, что дополнительно содержит микрохолодильник, рабочий стакан микрохолодильника, термопару хромель-копель, нуль-термостат, цифровой вольтметр,источник постоянного тока, коммутирующее устройство, высокочувствительный блок измерительный электрометрический. Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к электрическим измерениям, и может быть использована для автоматического определения 99522014.02.28 температурной зависимости удельной электропроводимости полимерных композиций 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 диэлектрических свойств 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 с 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 контроля температуры в объеме контролируемой полимерной композиции. Погрешность, связанная с указанным фактором, никак не учитывается и, таким образом, вносит существенный вклад в точность определения удельной объемной электрической проводимости полимерных композиций. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности и расширение диапазона определения удельной электропроводимости полимерных композиций за счет контроля температуры в интервале от 20 до 40 С, обеспечения однородного постоянного электрического поля в объеме полимерной композиции, одинаковой силы прижатия и одинаковых условий прилегания электродов к поверхности материала. Поставленная задача решается тем, что устройство для определения температурной зависимости удельной электропроводимости полимерных композиций, состоящее из двух дисковых электродов, микрометрического устройства с встроенным микровинтом, соединенным с подвижным дисковым электродом, симметрично расположенным с неподвижным электродом, съемных контактов, дополнительно содержит микрохолодильник,рабочий стакан микрохолодильника, термопару хромель-копель, нуль-термостат, цифровой вольтметр, источник постоянного тока, коммутирующее устройство, высокочувствительный блок измерительный электрометрический. Технический результат достигается за счет контроля температуры в интервале от 20 до 40 С, обеспечения однородного постоянного электрического поля в объеме полимерной композиции, 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 полимерных композиций за счет контроля температуры в интервале от 20 до 40 С, обеспечения однородного постоянного электрического поля в объеме полимерной композиции, одинаковой силы прижатия и одинаковых условий прилегания электродов к поверхности материала. Сущность полезной модели поясняется фигурой. Устройство включает в себя микрометрическое устройство с 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), микрохолодильник(6), рабочий стакан микрохолодильника (7), термопару хромель-копель (8), цифровой 99522014.02.28 вольтметр (9), нуль-термостат (10), коммутирующее устройство (11), источник постоянного тока (12), высокочувствительный блок измерительный электрометрический (13). Устройство работает следующим образом. Пластину из полимерного композита (3) помещают в центре на нижний неподвижный дисковый электрод (2). Вращением барабана винта микрометра (1) приближают верхний подвижный дисковый электрод (2) к поверхности пластины полимерного композита (3) до срабатывания трещотки, отсчитывают его толщину по показанию микрометра. Микрометрическое устройство помещают в рабочий стакан микрохолодильника (модель ТЛМ), контроль температуры композита проводят с помощью термопары хромель-копель (ХК),нуль-термостата (модель 9101) и цифрового вольтметра (модель ВМ 559), расход проточной воды через микрохолодильник устанавливают 50 л/ч, режим охлаждения или нагревания композита осуществляется за счет изменения полярности источника постоянного тока посредством коммутирующего устройства, сила тока, протекающего через полимерную композицию, измеряется помощью блока измерительного электрометрического АТ 5350/1 (13). Блок измерительный электрометрический имеет встроенный источник напряжения, обеспечивающий воспроизведение напряжения постоянного тока в диапазоне от 1 до 500 В с дискретностью установки 1 В, который подсоединяют к съемным контактам устройства и измеряют силу постоянного тока, протекающего через полимерную композицию. Удельную объемную электропроводимость полимерной композиции вычисляют по формуле, где- удельная объемная электропроводимость полимерной композиции, Ом-1 м-1- проводимость полимерной композиции, Ом-1- расстояние между электродами, м- площадь электрода, м 2. Примеры реализации устройства для определения удельной объемной электропроводимости полимерных композиций. Пример 1. Стеклотекстолит электротехнический листовой Т 20 С 3,02510-3 м 7,06510-4 м 22,3410-11 Ом-15,4510-12 Ом-1 м-1. Пример 2. Стеклотекстолит электротехнический листовой Т 40 С. Процедура измерения и вычисления далее, как в примере 1.7,4010-12 Ом-1 м-1. Пример 3. Дозирующий стекловолокнистый пресс-материал (ДСВ-2) Т 20 С. Процедура измерения и вычисления далее, как в примере 1.2,510-11 Ом-1 м-1. Пример 4. Дозирующий стекловолокнистый пресс-материал (ДСВ-2) Т 40 С. Процедура измерения и вычисления далее, как в примере 1.4,510-11 Ом-1 м-1. Пример 5. Резина мягкая Т 20 С. Процедура измерения и вычисления, как в примере 1.1,510-12 Ом-1 м-1. Пример 6. Резина мягкая Т 40 С. Процедура измерения и вычисления, как в примере 1.4,510-12 Ом-1 м-1. 3 99522014.02.28 Вычисленная погрешность определения удельной электропроводимости полимерных материалов составляет примерно 1,0 . Таким образом, использование заявляемого устройства позволяет существенно повысит точность и расширить диапазон определения удельной электропроводимости полимерных композиций за счет контроля температуры в интервале от 20 до 40 С,обеспечения однородного постоянного электрического поля в объеме полимерной композиции, одинаковой силы прижатия и одинаковых условий прилегания электродов к поверхности материала. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4