Ячейка для исследования диэлектрических характеристик твердых диэлектриков

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (1)1002934 (61) Дополнительное к авт. свид-ву ¹ 785712 (22) Заявлено 11. 11. 81 (21) 3352871/18-25 с присоеаинением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07. 03. 83: Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 07. 03.83 (5l )M. Кл.

G 01 N 27/22

Гасударственный квмнтет (53) УДК 551.508.

;7(088.8) йе Левам изобретений и вткрмтий (72). Авторы изобретения

Ю. В. Подгорный, В. С. Барабаш, А и С. В. Тумашик (71) Заявитель .54) ЯЧЕЙКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ

Изобретение относится к измерительной технике.

По основному авт. св. Г 785712 известна ячейка для исследования диэлектрических характеристик твердых диэлектриков, содержащая подвижный и неподвижный электроды, заключенные в корпус, состоящий из верхнего и нижнего оснований, соединенных теплоизоляционными стержнями, теплоизоляцион 0 ную крышку, закрепленную под верхним основанием, поворотный манипулятор и кассету для размещения образцов. При исследованиях диэлектрических характеристик в диапазоне температур ячей15 ка устанавливается в воздушный термостатГ1).

Недостатками этой ячейки являются большое время выхода на заданную тем20 пературу, обусловленное сравнительно большой массой и теплоемкостью термостатируемых узлов ячейки при их малой поверхности, и наличие градиента температуры между теплоносителем и тер" мостатируемыми узлами ячейки электродами и кассетой), обусловленное передачей тепла через электрические выводы и управляющие органы ячейки, при этом изменение температуры окружающей среды вызывает соответствующие изменения. температуры электродов и кассеты, .что увеличивает погрешность измерения диэлектрических характеристик.

Цель изобретения - сокращение времени температурных измерений при од.новременном повышении точности.

Цель достигается тем, что в термостатированную ячейку для исследования диэлектрических характеристик твердых диэлектриков, содержащую подвижный и неподвижный электроды, заключенные в корпус, состоящий из верхнего и нижнего оснований, соединенных теплоизоляционными стержнями, теплоизоляционную крышку, закрепленную под верхним

3 100293 основанием, поворотный манипулятор и кассету, дополнительно введены экран тарельчатой формы и обечайка, выполненные из теплопроводящего материала, причем тарельчатый экран прикреплен через теплоизоляционные прокладки к нижней поверхности теплоизоляционной крышки.

При этом теплопроводящий экран соединен с теплоизоляционными стержня- 1g ми с помощью "плавающих" цанг, а теплоизоляционные стержни от места соединения с экраном до нижнего основания ячейки покрыты теплопроводящим материалом. 15

Воздушный зазор между экраном и теплоизоляционной крышкой составляет не более 5 мм.

Кроме того, для обеспечения хорошего теплового контакта обечайки с теплопроводящим экраном они могут соединяться с помощью байонетного соединения.

Причем высота обечайки может быть равна расстоянию от дна термостата д до нижнего края экрана с положительа ным допуском, равным упругости экрана.

Плотное прилегание экрана к верхнему краю обечайки в этом случае обеспечивается собственным весом ячейки.

Введение теплопроводящих экранов и обечайки уменьшает время выхода ячейки на заданную температуру и уменьшает градиент температуры за счет увеличения тепловоспринимающей поверхности термостатируемых узлов ячейки, что обеспечивает уменьшение теплового сопротивления между термостатируемыми узлами ячейки и теплоносителем. Уменьшение градиента обеспечивается также за счет "экранирования" 6 теплопроводящим экраном влияния температуры окружающей среды на температуру узлов ячейки. Этому же способствует крепление теплопроводящего экрана к теплоизоляционным стержням и rlo45 крытие нижней (контактирующей с "плавающими" цангами) части последних теплопроводящим материалом.

Воздушный зазор толщиной не более

5 мм обеспечивает дополнительную эффективную теплоизоляцию между теплопроводящим экраном и теплоизоляционной крышкой за счет отсутствия в таком зазоре конвективных потоков воздуха, а неподвижный воздух является о ень хорошим теплоизолятором.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Ячейка содержит подвижный 1 и неподвижный 2 электроды, заключенные в корпус, состоящий из верхнего 3 и нижнего 4 оснований, соединенных теплоизоляционными стержнями 5, манипулятор 6, кассету 7 для образцов диэлектриков, укрепленную под верхним основанием 3 теплоизоляционную крышку 8, к которой через теплоизоляционные прокладки 9 прикреплен теплопроводящий тарельчатый экран 10, опирающийся краями на верхний край обечайки 11, установленной в термостат 12, в котором расположены также нагреватель 13 и центробежный вентилятор 14.

Теплопроводящий экран 10 соединен с теплоизоляционными стержнями 5 "плавающими" цангами 15, а стержни 5 по всей длине от места соединения с экраном 10 до нижнего основания 4 покрыты теплопроводящим материалом для уменьшения теплового сопротивления между экраном 10 и нижним основанием

4 с укрепленными на нем неподвижным электродом 2 и кассетой 7.

Высота обечайки 11 равна расстоянию от дна термостата до нижнего края экрана 10 с положительным допуском, равным упругости экрана 10. При этом экран 10 под собственным весом ячейки плотно прижимается к верхнему краю обечайки 11, обеспечивая хороший теп-, ловой контакт.

Температурные измерения на ячейке осуществляются следующим образом.

После нагрузки ячейки образцами и помещения ее в термостат 12 устанавливается нужная температура измерения по заданному для данного материала закону и включается нагреватель

13 и центробежный вентилятор 14. Теплоноситель (воздух), окружающий термостатируемые узлы ячейки, увлекается центробежным вентилятором 14, проходит через нагреватель 13 и поднимается вверх вдоль обечайки 11, отдавая тепловую энергию термостатируемым узлам ячейки, обечайки 11 и тарельчатому экрану 10. При этом термостатируемые узлы ячейки (электроды 1 и 2, манипулятор б, кассета 7) нагреваются не только непосредственно от теплоносителя, но и от обечайки 11 и экрана

10 за счет малого теплового сопротивления между этими узлами, т.е. обечайка 11, контролируя с экраном 10, а через него с узлами ячейки, выполняет роль радиатора, что значительно

4 6 электриков по авт. св. t1 785712, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью сокращения времени температурных измерений при одновременном повышении точности, в нее дополнительно введе; ны экран тарельчатой формы и обечайка, выполненные из теплопроводящего материала, причем тарельчатый экран прикреплен через теплоизоляционные прокладки к нижней поверхности теплоизоляционной крышки.

2. Ячейка по и, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что теплопроводящий экран соединен с теплоизоляционными стержнями с помощью "плавающих" цанг, а теплоизоляционные стержни от места соединения с экраном до нижнего основания ячейки покрыты теплопроводящим материалом.

3. Ячейка по пп. 1 и 2., о т л ич а ю щ à R с я тем, что воздушный зазор между экраном и,теплоизоляционной крышкой составляет не более 5 мм.

4. Ячейка по пп. 1-3, о т л и ч аю щ а я с я тем, что обечайка прикреплена к тарельчатому экрану с помощью байонетного соединения.

5. Ячейка по пп. 1-3, о т л и ч аю щ а я с я тем, что высота обечайки равна расстоянию от дна термостата до нижнего края тарельчатого экрана с положительным допуском, равным упругости экрана

5 100293 улучшает теплообмен термостатируемых узлов ячейки с теплоносителем термостата. В результате уменьшается вре,мя выхода ячейки на заданный температурный режим и градиент температуры S между узлами ячейки, обусловленный утечкой тепла через электрические выводы и органы управления.

Введение в состав ячейки теплопроводящих экранов и обечайки и обеспечение малого теплового сопротивления между ними и термостатируемыми узлами ячейки позволяет повысить производительность температурных измерений диэлектрических характеристик за счет 1 уменьшения времени выхода ячейки на заданную температуру и повысить точность измерений за счет уменьшения градиента температуры между верхним и нижним электродами и кассетой с об- о разцами диэлектриков. Испытания предлагаемой ячейки показали, что время выхода ячейки на заданный температурный режим сокращается в 1,4- 1,5 раза, градиент температуры между теплоноси- телем и узлами ячейки уменьшается с 2 до 0,.5"С, а градиент температуры между верхним и нижним электродами и кассетой уменьшается с 0,5-0,4 до 0,1 С.

Это существенно снизило температурнуюЗв составляющую погрешности измерения диэлектрических характеристик.

Формула изобретения

1. Ячейка для исследования диэлектрических характеристик твердых ди35

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 785712, кл. G 01 N 27122, 1979.

1002934

Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1538/25 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель A. Платова

Редактор О. Бугир Техред M. Коштура Корректор В. Бутяга