一种基于电容原理的油样介电常数测量装置的制作方法

本实用新型属于电容式精密测量技术领域，具体涉及一种基于电容原理的油样介电常数测量装置。

背景技术：

风洞实验中，在飞行器壁面敷设油膜，实时在线测量风洞实验中飞行器壁面油膜厚度，通过建立油膜厚度与飞行器壁面摩擦系数或剪切应力的关系，可实现飞行器壁面摩擦阻力实时在线测量。

共面电容式传感器将一对平行极板展开在与目标相对的同一个平面内，在两极板上方构成工作区域，安装调试方便。1994年何家祥等人利用共面电容式传感器发展了一种非金属零件在线测厚技术，证明了共面电容传感器用于测厚的可行性。然而，不同于零件厚度的测量，风洞实验中，敷设在飞行器壁面油膜厚度通常处于毫米至微米数量级，对传感器的尺寸、测量精度提出了更高的要求。

同时在工程应用中，由于测试需要，通常会使用不同粘度的油样来做涂覆。油膜厚度测量传感器采用电容法测量技术，由电容公式可知，油样介电常数直接影响电容大小。不同油样，其介电常数也会有差异性，甚至不同批次的油样也会有差异。因此为了保证测量的精度，需要对油样介电常数进行测量。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，减少风洞实验中在测量飞行器壁面油膜厚度中由于油样介电常数不准确而导致产生测量误差的问题，提供一种基于电容原理的油样介电常数测量装置，该装置可精确测出待用油样的介电常数，减小了风洞实验中测量飞行器壁面油膜厚度中油样介电常数所带来的误差。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于电容原理的油样介电常数测量装置，由顶丝、电容传感器、油槽体和标准间距板组成，所述油槽体上表面设有圆孔，所述圆孔内放入所述电容传感器，通过所述顶丝将电容传感器与油槽体紧固，油槽体下部设有槽，槽内放置有所述标准间距板，油槽体和标准间距板之间填充有待测油样。所述标准间距板的厚度为1-4mm。

进一步的，所述油槽体下部的槽内两侧设有滑道，所述标准间距板的两侧设有与所述滑道相配合的挡板。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：由于不同油样或者不同批次的相同油样的介电常数存在差异，同时存在待用油样中掺有杂质或实验要求使用不同种类油样进行混合而造成待用油样介电常数不确定的问题。本实用新型装置由顶丝、油槽体、一已知平板面积S、平板间距离d的标准间距板和一电容传感器组成，根据电容公式C＝εr*ε0*S/d，通过本实用新型的技术方案可得油样介电常数εr＝(d1/d)*ε0，可有效准确测出待用油样的介电常数，减小风洞实验中测量飞行器壁面油膜厚度中油样介电常数所带来的误差。

附图说明

图1是本实用新型装置的爆炸结构示意图。

图2是本实用新型装置中的顶丝结构示意图。

图3是本实用新型装置中的电容传感器结构示意图。

图4、图5是本实用新型装置中的油槽体结构示意图。

图6是本实用新型装置中的标准间距板结构示意图。

图7是本实用新型中匹配的各标准间距板的结构示意图。

附图标记：1-顶丝，2-电容传感器，3-油槽体，4-4mm标准间距板，5-3mm标准间距板，6-2mm标准间距板，7-1mm标准间距板

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

工程应用中，由于测试需要，通常会使用不同粘度的油样来做涂覆。油膜厚度测量传感器采用电容法测量技术，由电容公式可知，油样介电常数直接影响电容大小。不同油样，其介电常数会有差异性，甚至不同批次的油样也会有差异，因此为了保证测量的精度，需要对油样介电常数进行测量。

油样介电常数测量采用平板电容传感器原理。如下电容公式：

C＝εr*ε0*S/d。

设计一已知平板面积S、已知平板厚度d的标准间距板，将标准间距板放入油槽体中，当油槽体内未加注油样时，油槽体内的介质视为空气，介电常数εr*ε0＝ε0＝1，此时可得到电容为C。当在油槽体内加注油样时，系统测得等效极板间距离为d1，则油样介电常数

εr＝(d1/d)*ε0。

如图1至图6所示，本实用新型提供一种基于电容原理的油样介电常数测量装置，由顶丝1、电容传感器2、油槽体3和标准间距板四部分组成。如图7所示，本实施例中分别提供4mm标准间距板4、3mm标准间距板5、2mm标准间距板6和1mm标准间距板7。

在进行测量时，将电容传感器2放入油槽体3上的圆孔中，然后用顶丝1将电容传感器2和油槽体3紧密固定，然后选择合适的标准间距板放入油槽体3下的槽中，将待测油样倒入油槽体3和标准间距板之间并保证油样完全填满油槽体。

装置安装完毕后即可将电容传感器与其匹配的上位机系统相连，通过将其输出值与空气介质时输出值进行比对，即可准确得到待用油样的介电常数。

本实用新型并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本实用新型的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。