DE676951C

DE676951C - Capacitor for measuring the dielectric constant of solid materials in the form of plates, tapes or the like.

Info

Publication number: DE676951C
Application number: DEH147879D
Authority: DE
Original assignee: Haardt & Co Akt Ges
Current assignee: Haardt & Co Akt Ges
Priority date: 1936-06-12
Filing date: 1936-06-12
Publication date: 1939-06-15

Description

Kondensator zur Messung der Dielektrizitätskonstante von festen Stoffen in Form von Platten, Bändern o. dgl. Zur Messung der Dielektrizitätskonstante von festen Stoffen sind bereits Kondensatoren bekanntgeworden, die mit verformbaren, auf nachgiebigen Trägern aufgebrachten Metallelektroden, z. B. Stanniolfolien, ausgestattet sind, wobei die Elektroden mit Hilfe von Luft- oder Gasdruck dicht und unter Ausschluß von Luftschwischenräumen, die bekanntlich erhebliche Meßfehler verursachen, an den zu messenden Stoff angepreßt werden. Diese Kondensatoren genügen indessen nicht, wenn Messungen genau sdiü und reihenweise, z. B. unter immer gleichen Bedingungen, vorgenommen werden sollen.Capacitor for measuring the dielectric constant of solids in the form of plates, strips or the like. For measuring the dielectric constant of solid materials are already known capacitors, which with deformable, metal electrodes applied to resilient supports, e.g. B. tinfoil, equipped are, the electrodes tight and under exclusion with the aid of air or gas pressure of air spaces, which are known to cause considerable measurement errors, to the to be measured substance are pressed. However, these capacitors are not sufficient if measurements are exactly sdiü and in rows, e.g. B. under always the same conditions, should be made.

Bei dem Kondensator nach der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise beide Elektroden auf elastischen Trägerkörpern aufgebracht, die mit einer Mikrometerschraube o. dgl. einstellbar zueinander sind bis zur Begrenzung durch nur eine bestimmte Verformung der Elektroden zulassende und gegebenenfalls ein Anlegen des zu untersuchenden Körpers ermöglichende Anschläge, während im Abstand um die Träger röhrenförmige starre Abschirmkörper angeordnet sind, die mit den Elektroden bzw. der Erde leitend verbunden sind.In the capacitor of the present invention, preferred are Both electrodes are applied to elastic support bodies, which are secured with a micrometer screw o. The like. Can be adjusted to each other up to the limitation by only a certain one Deformation of the electrodes permitting and, if necessary, application of the one to be examined Body allowing stops while tubular spaced around the support rigid shielding bodies are arranged, which are conductive with the electrodes or the earth are connected.

Bei der Verformung der Elektroden bleibt die wirksame Querschnittsflächedes gesamten, von den Abschirmkörpern eingeschlossenen Elektrodenfeldes praktisch stets genau` begrenzt. Durch die Abschirmung wird daher einmal ein bestimmter Gesamtfeldquerschnitt, unabhängig von der Fläche eines über die Abschirmung hinausragenden, zu untersuchenden Stoffes, gewährleistet.When the electrodes are deformed, the effective cross-sectional area remains entire electrode field enclosed by the shielding bodies practically always exactly 'limited. The shielding therefore creates a certain total field cross-section, regardless of the area of one to be examined protruding beyond the shielding Substance, guaranteed.

Außerdem werden dadurch, daß die Abschirrnkörper gleichzeitig als Anschläge zur Einstellung eines bestimmten Elektrodenabstandes dienen können, eine gleichbleibende Verformung der Elektroden und gleichbleibende Elektrodenflächen erzielt. Bei dieser Ausbildung der Abschirmkörper werden letztere mit den Anschlagflächen einander zugewandt angeordnet, derart, daß diese Flächen nieten den Elektrodenflächen liegen und bis zu einer bestimmten Verformung der Elektrodenträger einen größeren Abstand voneinander haben ,als die Elektroden.In addition, the fact that the Abschirrnkörper at the same time as Stops can be used to set a certain electrode spacing, a constant deformation of the electrodes and constant electrode surfaces achieved. In this design of the shielding body, the latter are with the stop surfaces arranged facing each other in such a way that these surfaces rivet the electrode surfaces and up to a certain deformation of the electrode carrier a larger one Distance from each other than the electrodes.

Abschirmnungen sind an sich und auch für Kondensatoren bekannt; . bei den bekanntgewordenen Ausführungen sind jedoch, im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand, stets nicht verformbare Elektroden vorgesehen.Shields are known per se and also for capacitors; . In the case of the versions that have become known, however, in contrast to the subject matter of the invention, non-deformable electrodes are always provided.

Nach der weiteren Erfindung besteht der Elektrodenträger .aus einem Formkörper aus Gummi o. dgl., dessen dem zu messenden Körper zugewandte Seite im an sich bekannter' Weise ganz oder zum Teil mit vorzugsweise duktilen Metallen, wie Blattgold, Silberfolie oder dünnem Kupferblech, belegt ist. Auch Zink, Blei o. dgl. sind geeignet; sie werden auf den Träger am besten durch Aufspritzen gebracht. Die Belegungen können 'schließlich auch durch Metallisieren in bekannter Weise erzeugt werden. Gegebenenfalls sied. Bindemittel vorteilhaft, welche die Verforin' , barkeit der Elektroden glicht wesentlich beei trächtigen. ' d Der Kondensator ermöglicht es, die Dielektrizitätskonstante von festen; gegebenenfalls -starren und z.'B. in" die Form von Platten, Bändern o. dgl: gebrachten Stoff-en bei weniger ,als i % Streuung des Feldes genau zu messen. Streufelder treten bei dem neuen Kondensator als Fehlerquelle praktisch überhaupt nicht auf; vielmehr sind die gesamten Felder auclh bei noch so starker Verformung der Elektroden stets genau begrenzt und gegen "Störungen .abgeschirmt.According to the further invention, the electrode carrier consists of one Molded body made of rubber o. The like., Whose side facing the body to be measured in in a manner known per se, wholly or partly with preferably ductile metals, like gold leaf, silver foil or thin copper sheet. Also zinc, lead or the like are suitable; you will be on the carrier best Brought on spray. The assignments can 'finally also by metallizing can be generated in a known manner. If necessary, boil. Binder advantageous, which significantly affect the deformability of the electrodes. 'd The capacitor allows the dielectric constant of solid; possibly - stare and e.g. in "the form of plates, tapes or the like: brought materials with less than i% spread of the field to measure accurately. Stray fields join the new capacitor is practically non-existent as a source of error; rather are the entire fields are always accurate, no matter how strong the deformation of the electrodes limited and shielded against interference.

Die Abstände der Elektroden können ebenfalls genau und insbesondere auch genau wiederholbar ;auf die verschiedensten Meßobjekte eingestellt werden. Es sind daher nicht nur genaue, .sondern auch reihenweise Messungen möglich.The distances between the electrodes can also be precise and in particular also precisely repeatable; can be adjusted to a wide variety of test objects. Therefore, not only exact measurements, but also series measurements are possible.

Die Genauigkeit gestattet; eine große Anzahl von Untersuchungsarbeiten in gewerblichen Betrieben auszuführen, wie die Bestimmung der chemischen.und physikalischen Homogenität bzw. Identität von Gläsern, Kunstpreßstoffen, keramischen Körpern usw. lm einzelnen .ist . beispielsweise der Alkahgehalt von Hartgläsern, der Acetylierungsgrad von Acetylcellüloseprodukten; der Feuchtigkeitsgehalt von Papier, Cellophan u. dgl. zu bestimmen oder sind Chlorzinkrückstände in Fiberplatten und .Hohlräume in keramischen Massen zu ermitteln. Ferner läßt sich die Porosität von keramischen Stoffen ohne Anfeuchtung des Probekörpers feststellen, wenn die Dielektrizitätskonstante des nicht porösen Grundkörpers -bekannt ist.The accuracy allows; a large number of research work to be carried out in commercial operations, such as the determination of chemical and physical Homogeneity or identity of glasses, plastics, ceramic bodies, etc. ln the individual .is. for example the alkali content of hard glasses, the degree of acetylation of acetyl cellulose products; the moisture content of paper, cellophane, etc. determine or are zinc chlorine residues in fiberboards and cavities in ceramic To determine masses. Furthermore, the porosity of ceramic materials can be without Determine the wetting of the specimen if the dielectric constant of the non-porous base body is known.

Mit Hilfe des Meßkondensatörs lassen sich z. B. ,auch die - Feuchtigkeit, Abbindung und Imprägnierung von Zement ermitteln sowie eine Reihe von analytischen Daten, die in der Holzindustrie Bedeutung haben, gewinnen.With the help of the Meßkondensatörs z. B., also the - moisture, Determine the setting and impregnation of cement as well as a number of analytical methods Obtain data that is important in the wood industry.

Die Abbildung zeigt im Schnittschematisch eine beispielsweise A:usfühlungsform des Kondensators gemäß der Erfindung. Auf einer isolierenden Grundplatte i ist der z. B. aus Gummi bestehende Elektrodenträger z mit der Elektrode 3 angeordnet; q. bezeichnet die Zuleitung der Elektrode. Elektrodenträger und Elektrode sind von einer röhrenförmigen metallischen .Abschirmung 5 umgeben, die gleiches Potential wie die Elektrode hat. Der Mantel 5 grenzt auch bei Verformung des Elektro.denträgers und der Elektrode das von dieser ausgehende und ,aufgenommene Feld einschließlich der Streufelder scharf ab. Die Abschirmung 5 ist von einer weiteren geerdeten mantelförmigen Abschirmung 6 umgeben. Die starre Verbindung dieser Teile sichert weiterhin einen genau begrenzten ,Krg,tlinienverlauf und schützt insbesondere ,aticl@ vor Fremdfeldern.The figure shows a schematic sectional view of an example of an embodiment of the capacitor according to the invention. On an insulating base plate i is the z. B. made of rubber electrode carrier z arranged with the electrode 3; q. refers to the lead of the electrode. Electrode holder and electrode are from a tubular metallic .Screen 5 surrounded, the same potential like the electrode did. The jacket 5 also borders when the Elektro.denträgers is deformed and the electrode including the field emanating from and received by it the stray fields sharply. The shield 5 is of a further earthed jacket-shaped Shield 6 surround. The rigid connection of these parts continues to secure one precisely delimited, Krg, tlinien and protects in particular, aticl @ from external fields.

I,"ie starren Abschirmkörper 5 und 6 dienen ;,herbei zugleich als bewegungsbegrenzend Anschläge und ,auch zum Festspannen des in entsprechender Breite eingelegten Meßkörpers 7. Hierdurch wird die genaue und genau wiederholbare Einstellung des Abstandes der Elektroden und der Meßkonstanten ermöglieht.I, "ie rigid shielding bodies 5 and 6 are used; at the same time as movement-limiting stops and, also for clamping the in the appropriate width inserted measuring body 7. This makes the exact and exactly repeatable setting the distance between the electrodes and the measurement constants.

8 bezeichnet einen beweglich gelagerten Elektrodenträger mit Elektrode 9 und ihrer Zuleitung i o. Die entsprechenden starren und metallischen Abschirmkörper haben die Bezeichnungen i i und 12; sie führen beide gleiches, und zwar Erdpotential. Die Elektroden, die Elektrodenträger und die Abschirmkörper sind einander gegenüberliegend angeordnet. Das Meßobjekt 7 wird daher von einem genau definierten -und reproduzierbaren Feld störungsfrei durchsetzt. Mit einer Mikrometerschraube 13 kann das ran den Abschirmkörpern bzw. Anschlägen anliegende Meßo.bjekt eingespannt und seine Dicke zugleich abgelesen werden: Der Kondensator wird mittels bestimmter Körper von bekannter Dielektrizitätskonstante geeicht.8 designates a movably mounted electrode carrier with an electrode 9 and its supply line i o. The corresponding rigid and metallic shielding bodies have the designations i i and 12; they both carry the same thing, namely earth potential. The electrodes, the electrode carriers and the shielding bodies are opposite one another arranged. The test object 7 is therefore of a precisely defined and reproducible one Field interspersed without interference. With a micrometer screw 13 this can be done with the shielding bodies or stops adjacent measuring object clamped and its thickness read off at the same time be: The capacitor is made by means of certain bodies of known dielectric constant calibrated.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Capacitor for measuring the dielectric constant of: solid materials in the form of plates, ribbons or the like with deformable, flexible Metal electrodes applied to carriers, characterized in that; that preferably Both electrodes are applied to elastic support bodies, which are connected to a Microineter screws or the like are adjustable to each other up to the limit only a certain deformation of the electrodes to be allowed and possibly a Stops enabling the body to be measured to be applied while in the distance around the supports are tubular, rigid shielding bodies that are arranged with the electrodes or are conductively connected to earth .. a. Capacitor according to Claim i, characterized in that that the shielding body (5, 6, 11; 12) at the same time to movement-limiting stops , trained and with the. Stop surfaces are facing each other in such a way that these areas lie next to the electrode areas and up to a certain deformation the electrode carriers are at a greater distance from one another than the electrodes. 3. Capacitor according to Claims i and a, characterized in that the electrode carrier is formed from a suitably made of rubber molded body, which to measuring body facing side in a known manner in whole or in part with preferably ductile metals such as gold, silver, copper, lead, aluminum or Zinc, coated or glued.