Устройство для исследования поли-мерных диэлектриков

ОПИСАНИЕ

И ЗОЗРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соеетскии

Социалистическии

Рес убл (1ц842543 (BI ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27. 08. 79 (21) 2811729/18-25 (5I)M. Кл, G 01 N 27/22 с присоединением заявки Р1е— (23)Приоритет

Гееудератвеииый квмитет

СССР аа делам ввебретеиий и аткрытий

Опубликовано 30.06.81. Бюллетень„М 24

Дата опубликования описания 30.06.81. (53) УДК 551. .508.7(088.8) В.В, Смирнов, С.В. Копылов, Ю.М. Плескачевский и Е.Б. Дубова (72) Авторы изобретения

ДЛЯ Д

ДИЭЛЕ КТРИКОВ

Изобретение относится к измери.— тельной технике и предназначено для исследования диэлектрических свойств полимерных диэлектриков в процессе их фрикционного контакТа с металлами и неметаллами.

Известные устройства способы для. определения электрических и диэлектрических свойств как твердых диэллектриков, в том числе полимерных, l0 так жидких и газообразных, содержащие дисковые и кольцевые электроды Щ.

Известные устройства и способы измерения электрических и диэлектрических параметров веществ обладают т5 достаточной в каждом случае точностью и надежностью измерений, однако все они не предназначены для проведения измерений в условиях фрикционного контакта исследуемого полимер° I ного диэлектрика с металлом или неметаллом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

2 устройство, содержащее измерительный дисковый и кольцевой охранный электроды и размещенный между ними исследуемый материал. Для устранения краевого эффекта защитный электрод заземляется 21.

Недостатком данного устройства является невозможность его использования для проведения измерений в процессе фрикционного контакта.

Кроме того, показания устройства недостаточно стабильны при исполь.зовании его для исследования диэлектриков s процессе фрикционного контакта. Нестабильность показаний устройства является следствием градиента по радиусу скорости образца относительно измерительного электрода.

Цель изобретения — создание простого по конструкции и надежного в работе устройства, которое возволяет проводить измерение диэлектрических и электрических свойств полимерных

3 4 имодействие кольцевого измерительного электрода с образцаьи позволяет их притереть и устранить неплотное прилегание друг к другу. Все это позволяет повысить точность диэлектрических измерений. Геометрические размеры электродов 1 и 3 и суммарные размеры электродов 2 и 4 выбраны согласно ГОСТ 6433.4-71.

Разделение верхнего измерительного цилиндрического электрода на два (неподвижный 2 и щ>движный относительно исследуемого полимерного диэлектрика 4) происходит следующим образом.

Ширина электрода 4 определяется экспериментально так, чтобы зависимость электрических параметров всего устройства, например емкости, от ширины электрода .4 имела линейных характер. Экспериментально установлено, что ширина электрода 4 в этом случае должна быть меньше или равна одной четверти от .радиуса электрода 2. При такой ширине электрода 4 зависимость емкости устройства от его ширины практически прямолинейна. Зазор: между электродайи 3 и 4 равен зазору между электродами 4и 2 ГОСТ б433.4-71

Предлагаемое устройство содержит четыре электрода. В таком устройстве особенно важен вопрос о включейии электродов в измерительную цепь. В предлагаемом устройстве подключение электродов 2 и 4 можно выполнять как одного измерительного электрода. Однако в такой схеме часть емкости, обусловленная электродом 4 и электродом 1, будет незна чительной на фоне суммарной емкости электродов 3, 4 и 1. Кроме того, показания такой системы, содержащей один измерительный электрод, находящийся в движении относительно других электродов, будут крайне нестабильны из-за наводимых им переменных электромагнитных полей. В предлагаемой схеме .подключения устройства электрод 2 заземлен. Таким образом, подвижный кольцевой измерительный электрод .извнутри и снаружи окружен элек тродами, находящимися под нулевым потенциалом, что пззволяет повысить точность и стабильность измерений.

Для расширения возможностей устройства предлагается нанесение полимерного покрытия на контактирующую поверхность фрикционно взаимодейстПредлагаемое устройство состоит из нижнего измерительного цилиндрического электрода 1, центрального дискового охранного электрода 2, охранного кольцевого электрода 3 и кольцевого измерительного электрода

4. Между электродами 3, 2, 4 и 1 размещается испытуемый полимерный ди- 35 электрик в виде пленки 5. Электроды

1-3 являются неподвижными относительно друг друга и исследуемого -полимерного диэлектрика, Электрод 4 выполнен в виде кольца и располагается между электродами 2 и 3. Все электроды выполнены с упругими элементами, обеспечивающими надежный контакт .с исследуемым образцом или могут соединяться друг с другом посредст- 4 вом резьбовых соединений. В случае, когда электроды 1-3 соединяются по резьбе, усилие сжатия пленочного образца электродами 1.†. 3 произвольное, а нагружение подвижного электрода

4 может регулироваться и изменяться.

Использование в устройстве измери. тельного электрода в виде кольца, ко. торсе вращается относительно исследуемого образца и. остальных электродов, позволяет устранить разброс показаний из-за неравномерности толщины образцов и зазоров между электродами. Кроме того, фрикционное вза

3 84254 диэлектриков с высокой точностью в процессе фрикционного контакта.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содеркащее измерительный дисковый и кольцевой охранный электроды, дополнительно содержит центральный дисковый охранный и охватывающий его кольцевой измерительный электроды,. причем последний установлен с воз- о можностью вращения относительно исследуемого образца.

Ширину кольцевого измерительного электрода выбирают не более четверти днаметра центрального дискового 15

/охранного электрода, т.е. В < — Э, ./ ! где  — ширина электрода, Ь вЂ” диаметр центрального дискового охранного электрода.

Кроме того, на поверхность. коль- ц цевого измерительного электрода может быть нанесен слой полимерного диэлектрика.

На фиг. 1 приведено устройство, общий вид; на фиг. 2 — схема включе- 25 ния.

5 84 вующего электрода 4. В этом случае возможно изучение диэлектрических и электрический явлений, происходящих при фрикционном взаимодействии.

Устройство работает следующим образом.

Электрод 1 с предварительно нанесенным полимерным покрытием закрепляется через диэлектрическую . прокладку на валу двигателя или привода. Электроды 2 и 3 навинчиваются через диэлектрические переходники на электрод 1. Исследуемый полимерный диэлектрик 5 размещается между электродом 1 и электродами

2 и 3. Вся эта система приводится в движение. Затем сверху подается нагружающее устройство 6. с закрепленным на нем электродом 4, силоизме. рительным устройством 7 и приводится во фрикцнонное взаимодействие с материалом покрытия 5. . Предлагаемое устройство позволяет измерить диэлектрические и электрические характеристики полимерных диэлектриков с высокой точностью в процессе их фрикционного контакта с металлами и неметаллами и обладает более высокой стабильностью показаний.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.1. Авторское свидетельство СССР зо,N- 258708, кл. G 01 и 27/22, 1968.

Формула изобретения

1. Устройство для исследования полимерных диэлектриков, содержащее

2543 4 измерительный дисковый и кольцевой охранный электроды и размещенный между ними исследуемый диэлектрик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, 5 с целью повышения точности диэлектрических измерений, оно дополнительно снабжено центральным дисковым охранным и охватйвающим его кольцевым измерительцым .электродами, причем

10 последний выполнен с возможностью вращения относительно исследуемого диэлектрика.

2..Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что ширина

15 кольцевого измерительного электрода определяется из соотношения:

В < -DI

4 где  — ширина электрода;

0 — диаметр центрального диско20 вого охранного электрода.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е .с я >тем, что на поверхность кольцевого электрода в месте трения нанесен слой полимерного

2S. диэлектрика.

2. Авторское свидетельство СССР

У 363027, кл. G 01 и 27/22, 1971 (прототип) .

842543 Ðèã. 2

Составитель А. Платова редактор Т. Портная Техред Т.Маточка Корректор В. Бутяга

Заказ 5057/46 Тираж 907 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета, СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",, г. Ужгород, ул. Проектная, 4