Устройство для определения зависимости относительной диэлектрической проницаемости магнитной жидкости от содержания дисперсной фазы

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАВИСИМОСТИ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ 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 относительной диэлектрической проницаемости магнитной жидкости 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. 99302014.02.28 Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к электрическим измерениям, и может быть использована для автоматического определения зависимости относительной диэлектрической проницаемости магнитной жидкости 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, после проводят регистрацию и анализ 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 устройство 2 для измерения относительной диэлектрической проницаемости жидких и плоских твердых диэлектриков, которое основано на изменении реактивного сопротивления плоского воздушного конденсатора в результате заполнения его зазора исследуемым диэлектриком. Основными недостатками устройств 1, 2 являются низкая точность и узкий диапазон измерения электрических свойств жидкостей и диэлектриков, 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 контролируемой жидкости. 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 относительной диэлектрической проницаемости магнитной жидкости от содержания дисперсной фазы. Погрешность, связанная с указанным фактором, никак не учитывается и, таким образом, вносит существенный вклад в точность определения относительной диэлектрической проницаемости магнитной жидкости. Задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности и расширение диапазона определения относительной диэлектрической проницаемости магнитной жидкости за счет контроля содержания дисперсной фазы в магнитной жидкости в интервале от 1,25 до 18,4 мас. , обеспечения однородного электрического поля в объеме контролируемой магнитной жидкости и учета краевого эффекта электродов в диапазоне частот 100 Гц - 1 МГц. Поставленная задача решается тем, что устройство для определения зависимости относительной диэлектрической проницаемости магнитной жидкости 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 магнитной жидкости, обеспечения однородного электрического поля в объеме контроли 2 99302014.02.28 руемой магнитной жидкости, учета краевого эффекта электродов в диапазоне частот 100 Гц 1 МГц. В результате применения предлагаемого устройства становится возможным повысить точность определения относительной диэлектрической проницаемости магнитной жидкости за счет контроля содержания дисперсной фазы в магнитной жидкости, обеспечения однородного электрического поля в объеме контролируемой магнитной жидкости и учета краевого эффекта электродов в диапазоне частот 100 Гц - 1 МГц. Сущность полезной модели поясняется фигурами. Устройство включает в себя два квадратных пластинчатых электрода 1 из нержавеющей стали, фторопластовую измерительную ячейку с магнитной жидкостью 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. Цифровой измеритель иммитанса Е 7-20 подсоединяют к съемным контактам фторопластовой ячейки и измеряют электроемкость и электросопротивление ячейки с магнитной жидкостью и без нее соответственно. Относительная диэлектрическая проницаемость магнитной жидкости вычисляется по формуле СС 11,2(1) 0 где 2, 1 - измеренные электроемкости ячейки с магнитной жидкостью и без нее соответственно 0 - вычисленная рабочая электроемкость фторопластовой ячейки. Рабочая емкость фторопластовой ячейки (0) с учетом краевого эффекта электродов в диапазоне частот 50 Гц - 1 МГц вычисляется по формуле где 1 и 2 - измеренные электроемкости рабочего объема ячейки с двумя эталонными жидкостями соответственно 1 и 2 - известные диэлектрические проницаемости эталонных жидкостей соответственно. Вычисленная погрешность относительной диэлектрической проницаемостисоставляют примерно 1,5 . Сущность полезной модели поясняется фиг. 1-2. На фиг. 1 схематично изображено устройство для определения зависимости относительной диэлектрической проницаемости магнитной жидкости от содержания дисперсной фазы. На фиг. 2 приведен пример реализации устройства для определения зависимости относительной диэлектрической проницаемости магнитной жидкости на основе керосина от содержания дисперсной фазы для различных частот электрического поля. Таким образом, использование заявляемого устройства позволяет существенно повысить точность определения относительной диэлектрической проницаемости магнитной жидкости за счет контроля содержания дисперсной фазы в магнитной жидкости, обеспечения однородного электрического поля в объеме контролируемой магнитной жидкости и учета краевого эффекта электродов в диапазоне частот 100 Гц - 1 МГц. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4