一种电容池式介电常数测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电容池式介电常数测量装置，电容池的底部设有绝缘介质板，在绝缘介质板的中部贴附有铜片，该铜片的两端分别与密封固定于电容池两侧壁上的同轴信号接口的内侧端焊接，同轴信号接口的外侧端通过信号传输线与测试仪器电性连接，电容池的上部设有多个柱孔，上盖的一侧设有与电容池柱孔相对的卡柱，上盖与电容池通过相配的卡柱和柱孔密封连接。本实用新型结构紧凑、小巧简单、不易受外界干扰且灵敏度较高，测量过程简单，可以在线实时测量，也可以在实验研究中添加外场作用，具有广泛的适用性。
【专利说明】
一种电容池式介电常数测量装置
技术领域
[0001]本实用新型属于介电常数测量装置技术领域，具体涉及一种电容池式介电常数测量装置。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步，新材料的发展和应用逐步成为一个国家的核心领域，而物质的介电特性是材料的重要参数，无论是固体还是液体，因此为了更好地应用材料，就必须对材料的介电特性进行准确测量。目前，对材料的测量方法有很多，可分为接触式和非接触式，接触式可应用平行板电容法或传输线法，非接触式可应用谐振腔法。在这些方法中微波测量装置复杂，测量仪器要求较高;平行板电容法测量简单方便，但是测量频带较窄，容易受到杂散电容影响，使测量结果不够准确。为了消除杂散电容对测量结果的影响和扩宽电容法测量频带，因而提出了一种全屏蔽的电容池式介电常数测量装置。
【发明内容】
[0003]本实用新型解决的技术问题是提供了一种结构简单且使用方便的全屏蔽的电容池式介电常数测量装置，通过测量电容池内介质的电容值并借助反演算法得到介质的介电常数。
[0004]本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种电容池式介电常数测量装置，其特征在于:电容池的底部设有绝缘介质板，在绝缘介质板的中部贴附有铜片，该铜片的两端分别与密封固定于电容池两侧壁上的同轴信号接口的内侧端焊接，同轴信号接口的外侧端通过信号传输线与测试仪器电性连接，电容池的上部设有多个柱孔，上盖的一侧设有与电容池柱孔相对的卡柱，上盖与电容池通过相配的卡柱和柱孔密封连接。
[0005]进一步优选，所述的绝缘垫板上设有多个上下贯通的圆孔。
[0006]进一步优选，所述的电容池和盖板均由铬镍合金材料制成。
[0007]进一步优选，所述的铜片宽度为绝缘垫板宽度的1/2，并且该铜片贴附于绝缘垫板的中央部位。
[0008]本实用新型与平板电容器相比具有以下优点:
[0009]1、电容池结构较平行板电容池结构减小，但是测量灵敏性和测量精度增大，注入的液体体积变少，在测试后对测量装置的清洗相对容易方便；
[0010]2、测量过程采用全封闭密封结构，可以屏蔽杂散电容和电感对测量精度的影响，容积体积的减小也可以减小因电容器自身产生的边缘效应引入的电容量；
[0011]3、在基于电容传感器的基础上采用独特的同轴信号接口和信号传输线，能够有效减少导线带来的损耗和导线产生的寄生电感；
[0012]4、结构紧凑、小巧简单、不易受外界干扰且灵敏度较高；
[0013]5、测量过程简单，可以在线实时测量，也可以在实验研究中添加外场作用，如电场或磁场，具有广泛的适用性。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构不意图；
[0015]图2是本实用新型中上盖的结构示意图；
[0016]图3是本实用新型中绝缘垫板和铜片的结构示意图；
[0017]图4是本实用新型中信号传输线的结构示意图。
[0018]图中:1、电容池，2、上盖，3、绝缘垫板，4、铜片，5、同轴信号接口，6、柱孔，7、卡柱，
8、信号传输线。
【具体实施方式】
[0019]结合附图详细描述本实用新型的具体内容。一种电容池式介电常数测量装置，电容池I的底部设有绝缘介质板3，在绝缘介质板3的中部贴附有铜片4，该铜片4的两端分别与密封固定于电容池I两侧壁上的同轴信号接口 5的内侧端焊接，同轴信号接口 5的外侧端通过信号传输线8与测试仪器电性连接，电容池I的上部设有多个柱孔6，上盖2的一侧设有与电容池I柱孔6相对的卡柱7，上盖2与电容池I通过相配的卡柱7和柱孔6密封连接。
[0020]所述的绝缘垫板上设有多个上下贯通的圆孔，电容池和上盖均由铬镍合金材料制成，在测量时注入液体后封闭，屏蔽杂散电容，电容池的上部周边设有多个柱孔，上盖的一侧设有与电容池柱孔相对的卡柱，上盖与电容池通过相配的卡柱和柱孔密封连接，这样每次注入和抽取溶液都能轻松方便取下上盖，测量时能够起到屏蔽的作用，每次测量溶液时将相同体积的被测溶液注入电容池内，利用被测物质对电容池的容抗和阻抗产生影响，通过分析测出注入液体后的容抗和阻抗值，根据反演公式得到被测溶液的介电常数，为了提高测试的精确度，每次注入溶液的体积相同，并且液体的高度不能与上盖相连，以免产生杂散电容。
[0021]所述的铜片宽度为绝缘垫板宽度的1/2，并且该铜片贴附于绝缘垫板的中央部位，这种结构的作用是将同轴信号接口与电容池相连构成传输通路将测试信号无损耗的传输至被测液体，测的此时的容抗和电抗值并传回测试仪器，提高测试精度和灵敏度。铜片贴附于电容池底部与电容池底面等大的绝缘垫板上，采用绝缘垫板是为了消除垫板与池底产生的次生电容，铜片与绝缘垫板之间没有空隙是为了避免引入电容参量，提高测试精度。由于该测量装置是基于电容传感器的原理进行测量的，注入的溶液需要淹没绝缘垫板和铜片，这样测量精度就有保障。
[0022]所述的电容池两侧壁上分别密封固定有同轴信号接口，并且同轴信号接口通过信号传输线直接将测试信号传输至测试仪器。使用同轴信号接口进一步提高了测试精度，避免高频作用下由导线引入的损耗电阻和寄生电感，这样可以扩宽测试频带和提高测量精度，同轴信号接口同样能够减少损耗产生。
[0023]本实用新型的使用过程为:首先将电容池上的同轴信号接口通过信号传输线与测试仪器连接，并检测装置是否正常工作，然后测量空气的阻抗值作为基准参数，最后向电容池内注入一定体积的待测溶液，使待测溶液高度淹没绝缘垫板和铜片，且待测溶液不能在密封上盖后与上盖接触，注入溶液后，若电容池内溶液没有气泡产生，可将上盖的卡柱插入电容池的柱孔内，此时装置密封以屏蔽寄生参数，通过信号传输线将信号传入测试仪器，获得电容值，进行实时测量。
[0024]以上显示和描述了本实用新型的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围。
【主权项】
1.一种电容池式介电常数测量装置，其特征在于:电容池的底部设有绝缘介质板，在绝缘介质板的中部贴附有铜片，该铜片的两端分别与密封固定于电容池两侧壁上的同轴信号接口的内侧端焊接，同轴信号接口的外侧端通过信号传输线与测试仪器电性连接，电容池的上部设有多个柱孔，上盖的一侧设有与电容池柱孔相对的卡柱，上盖与电容池通过相配的卡柱和柱孔密封连接。2.根据权利要求1所述的电容池式介电常数测量装置，其特征在于:所述的绝缘垫板上设有多个上下贯通的圆孔。3.根据权利要求1所述的电容池式介电常数测量装置，其特征在于:所述的电容池和上盖均由铬镍合金材料制成。4.根据权利要求1所述的电容池式介电常数测量装置，其特征在于:所述的铜片宽度为绝缘垫板宽度的1/2，并且该铜片贴附于绝缘垫板的中央部位。
【文档编号】G01R27/26GK205506945SQ201620338696
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】彭玉峰, 郭韶帅, 韩雪云, 李明杰, 李江婷
【申请人】河南师范大学