Области применения диэлектрических измерений

Области применения диэлектрических измерений [c.168]

Обширной областью применения радиоволнового метода является контроль физических величин, характеризующих материал или его состояние [1]. Аппаратура, разработанная для этого, строится чаще всего на тех же принципах, что и толщиномеры, поскольку влияния толщины и физических величин взаимосвязаны. При необходимости получить повышенную точность измерения физических величин применяют двухканальные приборы типа интерферометров в сочетании с компенсационными способами измерений [1]. Наибольшее распространение получили устройства для измерения плотности материалов на основе измерений диэлектрической проницаемости, влажности материалов и покрытий, оценки механических характеристик композиционных материалов, полуфабрикатов и изделий. Такие устройства могут быть разной сложности вплоть до встроенных в технологический процесс и работающими совместно с ЭВМ. [c.132]

Преимущественная область применения методов и техники СВЧ - это контроль полуфабрикатов, изделий и конструкций из диэлектрических, композитных, ферритовых и полупроводниковых материалов. При контроле объектов из различных металлов и сплавов радиоволны могут использоваться только для измерения геометрических размеров, так как от металлических структур радиоволны полностью отражаются. Поэтому измерение толщины металлических листов, проката, лент возможно только при двухстороннем расположении измерительных преобразователей. [c.420]

Такой широкий частотный диапазон нельзя охватить единым методом измерения. Практически существующие для диэлектриков методы измерения диэлектрической проницаемости на фиксированной частоте и комплексной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь в широком диапазоне частот пригодны и для эластичных магнитных материалов. На рис. 4.11 приведены области применения различных методов [120], которые были использованы для оценки электрических характеристик магнитных резин. [c.109]

Применимость теории Дебая и Гюккеля к растворам электролитов в растворителях с большой диэлектрической постоянной опирается на большой опытный материал. Наоборот, для растворителей с малыми диэлектрическими постоянными данные противоречивы и не дают однозначного ответа. Следует при этом иметь в виду, что в растворителях с малыми диэлектрическими постоянными область применения предельного закона Дебая и Гюккеля ограничивается очень малыми концентрациями, часто недоступными для точных измерений. [c.229]

Особенно высокие качества в отношении коэффициента пропускания и полуширины полосы пропускания обнаруживают комбинации нескольких интерференционных фильтров (мультиплекс-светофильтры) с многослойными диэлектрическими покрытиями. Теория и технология изготовления мультиплекс-светофильтров разработана и описана Ф. А. Королевым [84]. Эти фильтры могут быть изготовлены как для видимой, так и для ультрафиолетовой области спектра и позволяют получить полуширину полосы пропускания порядка 1 А при коэффициенте пропускания до 50—70%. Применение подобных высококачественных светофильтров в упрощенных спектрофотометрах для атомно-абсорбционных измерений представляет большой интерес, так как по сравнению со щелевыми монохроматорами фильтры обеспечивают уменьшение размеров спектрофотометров, простоту использования и большую светосилу ). [c.112]

Наиболее удобным методом определения коэффициентов вращательной диффузии является измерение дисперсии диэлектрической проницаемости, т. е. зависимости диэлектрической проницаемости от частоты приложенного поля. Диэлектрическая проницаемость возрастает при увеличении дипольного момента молекулы и практически линейно зависит от концентрации (разд. 2 гл. И1). Способность молекул изменять свою ориентацию в соответствии с изменением направления приложенного электрического поля позволяет рассчитать их время релаксации. Молекулы сферической формы характеризуются одним значением времени релаксации. В случае асимметричных молекул рассматриваемый метод позволяет определить два значения времени релаксации, если дипольный момент молекулы имеет отличные от нуля компоненты по обеим осям. Метод дисперсии диэлектрической проницаемости может быть использован для измерения малого времени релаксации порядка 10 сек, однако область его применения ограничена растворами с низкой удельной проводимостью. [c.179]

Диполь но-сегментальные потери наблюдаются в области перехода полимера из стеклообразного в высокоэластическое состояние. Поэтому метод измерения диэлектрической поляризации может быть применен для определения температуры стеклования [c.247]

Определение диэлектрических свойств основано главным образом на измерении пробивной прочности, сопротивления, диэлектрической постоянной и фактора диэлектрических потерь. Два первых показателя имеют значение при применении материалов в технике, но не в научных исследованиях, так как эти показатели определяются влиянием различных факторов. Удельное сопротивление вещества или его проводимость определяются, исходя из предположения об ионной проводимости, по числу носителей заряда, величине заряда и подвижности носителей заряда. Число носителей заряда и величина заряда для большинства высокомолекулярных соединений неизвестны они обусловлены наличием примесей или вторичными изменениями полимера. Однако в первом приближении можно считать, что подвижность носителя заряда обратно пропорциональна абсолютной вязкости она особенно мала ниже температуры стеклования, так как вязкость в этой области составляет 10 пуаз. По этой же причине ниже температуры стеклования полярные высокомолекулярные соединения имеют высокое удельное сопротивление, которое быстро возрастает с повышением температуры и увеличивающейся при этом подвижности, при уменьшающейся вязкости Те же соображения относятся и к двух- и многофазным системам, например к случаю введения пластификатора при этом снижается температура стеклования (см. рис. 27), подвижность становится больше, а удельное сопротивление — меньше. Из измерений диэлектрических полей и фактора диэлектрических потерь в зависимости от температуры и частоты можно делать выводы о структуре полимеров. Если полярные макромолекулы подвергаются действию переменного поля, то их полярные группы ориентируются по направ- [c.200]

Для ПОЛНОГО исследования диэлектрических свойств растворов необходим широкий диапазон частот от О до 10 Гц, который невозможно охватить единым методом измерения е и е". Каждый частотный диапазон требует своей измерительной техники. Так, для определения диэлектрической проницаемости в статическом электрическом поле (/ = 0) или при постоянном токе используются установки на основе метода силового электростатического взаимодействия [19]. В диапазоне частот/< 10 Гц применяются преимущественно мостовые измерительные схемы, а при 10 колебательными контурами (резонансные и генераторные методы). Для измерений в сантиметровом и миллиметровом СВЧ-диапазоне радиоволн обычно применяются методы, основанные на использовании резонансных линий и объемных резонаторов [21, 78, 79], методы, использующие волны в свободном пространстве. В последние годы все более широкое применение находят методы временной диэлектрической спектроскопии [80], позволяющие производить измерения в диапазоне 10 средств современной диэлектрометрии и ограниченности настоящего издания в данном разделе будут рассмотрены лишь те из них, которые наиболее широко используются в практике измерений дипольных моментов молекул и в исследовании межмолекулярных взаимодействий в растворах. К ним относятся работающие на фиксированной частоте диэлектрометрические установки (диэлькометры) в ВЧ-диапазоне (/= 10 - 10 Гц), а также резонаторные средства измерений в СВЧ- диапазоне сантиметровых волн с/ 10 ° Гц. Первые из них фактически являются измерителями статической диэлектрической проницаемости, вторые измеряют е и е" в области аномальной дисперсии и позволяют наряду с ц определять времена диэлектрической релаксации молекул. [c.172]

Явление стеклования связывают с аморфными областями в полимере, и для определения температуры стеклования используют различные методы, в частности измерение плотности, теплоемкости, коэффициента преломления, диэлектрических или механических потерь, дифференциальный термический анализ и т. д. Для обычных аморфных полимеров все эти методы дают значения температуры стеклования с отклонениями в пределах нескольких градусов. Конечно, при этом необходимо сделать некоторые оговорки. Так, измерение диэлектрических потерь для определения температуры стеклования трудно осуществимо для неполярных полимеров. Результаты механических измерений зависят от частоты, так что для получения результатов, коррелирующих с результатами, получаемыми другими методами, необходимо применять низкие частоты и т. д. Однако совершенно очевидно, что в тех случаях, когда примененный метод фиксирует изменения и в аморфных, и в кристаллических областях (например, дилатометрия или измерение теплоемкости) трудно получить достоверные значения температуры стеклования высококристаллического полимера. [c.262]

В области сильных электролитов руководящей является теория Дебая и Гюккеля. Ее выводы имеют, однако, ограниченную применимость. Кроме упрощений модельного и математического характера, которые впоследствии удалось точнее обосновать или разработать, эта теория не учитывает некулоновских поляризационных взаимодействий. Поэтому количественно ее можно применять только к разбавленным растворам, а в растворителях с низкими диэлектрическими постоянными область ее применения соответствует концентрациям, малодоступным для точных измерений. [c.225]

Мы не будем рассматривать здесь различные типы измери тельных ячеек и приборов, выпускаемых промышленностью, и технику работы на них — для этого существуют специальные руководства. Типы кривых осциллометрического титрования в основном сходны с кондуктометрическими. Но в осциллометрии ветви кривых линейны только в том случае, если измерения проводят в области перегиба характеристических кривых и не происходит слишком сильных изменений электропроводности. В противном случае на кривых в большей или меньшей степени возникают плавные изгибы. При проведении измерений в выбранной оптимальной рабочей области получают такую же, а иногда даже большую точность измерений, чем в кондуктометрии. Поэтому области применения осциллометрии и кондуктометрии совпадают, иногда осциллометрия даже более предпочтительна. Это происходит в тех случаях, когда важны такие преимущества осциллометрии, как возможность безэлектродных измерений и увеличение чувствительности с уменьшением диэлектрической проницаемости. Осциллометрик используют для индикации кислотно-основного, осадительного и комплексометрического титрования различных типов, а также при титровании агрессивных растворов и в неводных средах. Она пригодна и для решения различных кинетических проблем при исследовании процессов кристаллизации, растворения (на- пример, гидраргиллита в алюминатном щелоке), омыления, этерификации, полимеризации, самоокисления и т. д. Метод ос-Циллометрии находит применение в фазовом анализе, например при изучении процесса плавления, затвердевания, фазового обмена, расслоения, для построения диаграмм состояния и т.д. Особенно важным является использование осциллометрии для Контроля и регулирования процессов производства. Этот метод пригоден для неразрушающего анализа ряда продуктов или содержимого ампул. [c.336]

Рассмотрим емкостный метод измерения порозности. Он основан на использовании имеющейся зависимости между диэлектрической проницаемостью зондируемой области двухфазной системы и ее порозностью. Хотя в литературе и обсуждается воз1Мож-ность использования емкостного метода для измерения газосодержания в системе жидкость — газ [148], однако основной областью применения емкостного метода при измерении порозности до настоящего времеяи является двухфазная система газ — твердое тело, в частности псевдоожиженный слой. [c.158]

Поскольку уксусная кислота достаточно неудобна в работе, использование ее в качестве растворителя имеет смысл лишь тогда, когда это дает существенные преимущества по сравнению с другими, менее ядовитыми соединениями. В электрохимии ее применяли в трех различных областях кислотноосновном титровании, полярографии на КРЭ и как растворитель для реакции анодного ацето ксил про вания. К важнейшим свойствам растворителя, используемого при титровании, особенно при кулонометрической генерации титрованного раствора и потенциометрическом определении конца титрования, относятся диэлектрическая постоянная, кислотность и основность и константа ионного произведения. Уксусная кислота интересна в первую очередь своей кислотностью. По сравнению с другими кислотами, применение которых возможно для этих целей, например серной и муравьиной, уксусная кислота характеризуется лучшим сочетанием свойств. Ее диэлектрическая постоянная ниже, чем у этих двух кислот, но она не настолько мала, чтобы затруднить проведение электрохимических измерений. Хотя по кислотности уксусная кислота уступает указанным кислотам, все же она достаточно сильная кислота и способна титровать многие слабые основания. Уксусная кислота имеет намного меньшую константу автопротолиза (2,5 10 ) [2], благодаря чему она гораздо более удобная среда для титрования. [c.32]

Поглощение сверхвысоких частот используется для определения содержания воды в терпингидрате и в некоторых других фармацевтических препаратах. Бензар и Юдицкий [11] показали возможность применения этого метода для контроля качества продукции в промышленности. Интересная спектроскопическая методика, предложенная Фельнер-Фельдегом [30а], основана на измерении отражения прямоугольных импульсов длительностью от 30 ПС до 200 НС, что соответствует частотам от 1 МГц до 5 ГГц. С помощью этой методики в течение долей секунды можно измерить в тонких слоях изучаемого материала значения диэлектрической проницаемости, соответствующие низким и высоким частотам, времена релаксации и диэлектрические потери. Леб и сотр. [57а] развили этот метод, обеспечив возможность измерения диэлектрических проницаемостей в области высоких частот (10 МГц — 13 ГГц). С помощью разработанной аппаратуры можно измерять диэлектрические характеристики твердых и жидких веществ относительно воздуха. В работе [57а] приведены данные для полярных жидкостей, в том числе для спиртов и водных растворов сахаров. Те же авторы предложили применять при описанных измерениях электронно-вычислительную машину, обеспечивающую сбор и обработку экспериментальных данных и Фурье-преобразование получаемых спектров. Новый импульсный метод нашел применение для определения влаги в молочных порошках. Кей и сотр. [44а ] приводят методику измерений, включающую следующие операции 1) из порошка готовят шарик массой 63 мг 2) взвешивают образец и помещают его в коаксиальную воздушную линию 3) измеряют высоту импульса с помощью осциллоскопа с градуированной шкалой, аналогового или цифрового вольтметра, двухкоординатного самописца или автоматической системы обработки данных 4) устанавливают соотношение между высотой импульса и массой воды в образце. [c.510]

На протяжении 10 последних лет проведены обширные работы в области измерения и автоматического регулирования, и в настоящее время в нефтяной промышленности термин автомати1ации применяется весьма широко. В автоматизацию вкладывают значительные средства. Примерно в июле 1951 г. в исследовательской лаборатории Тринидад Лизхольдс были получены весьма обнадеживающие результаты ио определению содержания воды в эмульсиях типа нефтяное масло — вода методом измерения диэлектрической проницаемости. Опыты с применением лабораторной аппаратуры, продолженные на нефтеперерабатывающем заводе, подтвердили ати результаты и поэтому было решено немедленно приступить к конструи-рова11Ию простой экспериментальной аппаратуры для продолжения этих опытов в более крупном масштабе применительно к различным интересным случаям, которые можно было предвидеть, [c.342]

Для измерения ряда характеристик вещества был применен метод кумет-ра. Прп помощи этого метода измеряли величины, по которым вычисляли коэффициент диэлектрических потерь е" (величина, пропорциональная диэлектрическим потерям). Затем была вычислена обобщенная суммарная проводимость а, вызванная перемещением свободных и смен1,епием связанных зарядов. Измерения проводили в диапазоне частот от 5- Ю до 3-10 г (, что захватывало область макроструктурной поляризации. [c.331]

Эта область, очевидно, также необъятна, и поэтому мы постараемся отобрать лишь те примеры, которые помогут привлечь внимание к практическому применению указанных методов. Так, в последнее время возрастает интерес к применению импедансометрии для оценки числа микроорганизмов в суспензионных популяциях [74, 96], поскольку электрические свойства микробной культуральной среды, как было известно еще в прошлом веке [205], связаны с ростом микробов. В книге [74] рассмотрено применение кондуктометрии (см., например, [142,177]), импедансометрии [4I] и емкостных измерений [75]. В последнем случае изменения, особенно связанные с микроорганизмами, проявляются по их влиянию на электроды [102], поскольку диэлектрическая проницаемость самого раствора или среды меняется незначительно. [c.357]