Анализ диэлектрических свойств образцов нефти различных месторождений
Курсовой проект - Геодезия и Геология
Другие курсовые по предмету Геодезия и Геология
?о условия может привести к значительным ошибкам при измерении проницаемости и потерь, а также к искаженной зависимости этих величин от частоты. Устранение влияния емкости достигается обычно при помощи возможно более плотного прилегания обкладок измерительного конденсатора к образцу. Для хорошего контакта обкладок с образцом на последний могут быть нанесены электроды, тип которых зависит от свойств исследуемого вещества и размеров изготовленного образца. В случае твердых исследуемых материалов в качестве электродов могут быть использованы металлические пленки, наносимые на контактирующие стороны образца методом вжигания серебра (для образцов, не изменяющих своих свойств при нагревании) или при помощи химического серебрения, а также путем катодного распыления подходящего металла в вакууме (платина, золото, серебро, алюминий и др.). Условиям плотного контакта с образцом удовлетворяют пленки, нанесенные аквадагом (молекулярный графит, разведенный в аммиаке). Хорошие результаты дают также электроды, изготовленные из оловянной фольги, плотно зажатой между образцом и обкладкой конденсатора. В некоторых случаях фольга приклеивается к образцу при помощи тонкого слоя подходящего клея с малыми потерями (парафиновое масло, вазелин и пр.).
Тип электродов, наносимых на образец, должен отвечать условиям измерений и соответствовать материалу образца. Плохо прилегающие электроды, как показывает опыт, могут при измерениях дать ложные максимумы или значения проницаемости, не соответствующие действительности. Следует отметить также искажающее влияние влаги, которая может быть абсорбирована образцом, например, при химическом его серебрении. Всякие следы влаги должны быть удалены из образца путем соответствующей его просушки при определенной температуре, характерной для каждого материала.
Геометрические размеры образца, входящие в расчетные формулы, должны быть тщательно измерены до нанесения электродов. В некоторых случаях, например, при измерении в волноводах, электроды должны быть нанесены лишь на боковые поверхности образцов, соприкасающиеся с металлическими стенками измерительного устройства. Толщину покрытия в этих случаях необходимо свести до минимума с тем, чтобы поперечное сечение образца практически не отличалось от поперечного сечения волновода. Толщина образца, определяемая в каждом конкретном случае условиями измерений, в большинстве случаев может быть несколько увеличена или уменьшена. Это обстоятельство позволяет при изготовлении образцов обратить главное внимание на плоскопараллельность их оснований, которая должна быть выдержана с большой точностью [9]. Истинные размеры изготовленного образца, определенные после его тщательной шлифовки, подставляются в формулы, связывающие измеряемые величины с диэлектрической проницаемостью образца. При шлифовке поверхностей образца необходимо следить за тем, чтобы в поры шлифуемого материала не попали посторонние вкрапления, могущие исказить действительные значения проницаемости и потерь. Наличие зазора между образцом диэлектрика и электродом может привести, как уже отмечалось выше, к неправильным результатам при измерении как диэлектрической проницаемости, так и угла потерь из-за изменения измеряемого значения емкости. Измеряемая емкость конденсатора при наличии воздушного зазора между образцом и электродом может быть записана в виде:
(12)
Где толщина диэлектрика, толщина воздушного зазора и площадь диэлектрика.
Истинная ёмкость образца, т.е. ёмкость при равна а отношение истинной ёмкости к измеряемой оказывается равным
(13)
Из рис. 9 видно, что уже при весьма малых зазорах отношение может принимать сравнительно большие значения, особенно при высоких диэлектрических проницаемостях образцов.
Аналогичное изменение при наличии зазора претерпевает и тангенс угла диэлектрических потерь, для делают практически невозможным применение колебательных контуров с сосредоточенными параметрами на длинах волн короче 3-5 м. В связи с этим колебательные контуры с сосредоточенными параметрами заменяются контурами с распределенными параметрами. Помимо резонансных методов используются также мостовые методы, имеющие с резонансными (например, методом замещения) много общего, поскольку и в тех и других производится сравнение параметров образца диэлектрика (емкость и сопротивление, эквивалентное потерям) с заранее калиброванными эталонной емкостью и безреактивным омическим сопротивлением.
При разработке резонансных методов, колебательные контуры которых образованы сосредоточенными элементами, главное внимание следует обращать на простоту и симметрию измерительной схемы, сводящие к минимуму паразитные параметры и связи.
2. ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ КУМЕТРА
.1 Описание экспериментальной установки
Для определения диэлектрических свойств различных сред использовался куметр Е4-11, внешний вид которого представлен на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Куметр Е4-11.
Метод измерения емкости образца и тангенса угла потерь, основанный на использовании куметра, почти не отличается от метода расстройки контура. Отличие состоит только в том, что в куметре измеряется не ток в цепи измерительного контура, а напряжение на зажимах эталонного конденсатора, что позволяет непосредственно измерять добротность и, следовательно, потери. Измерение напряжения производится при помощи