專利名稱：確定材料硬化程度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定可硬化的材料硬化程度的方法，尤其是針對(duì)由于水凝結(jié)而造成硬化的材料，如混凝土、石膏、水泥等，該方法可以測定所述材料在各個(gè)時(shí)刻的介電常數(shù)。
用于測定硬度的方法很多。如測量硬化材料、凝固材料或固化材料尤其是由于水凝結(jié)而造成硬化的材料，諸如象石塊一樣硬的混凝土、水泥和石膏等材料的抗壓強(qiáng)度變化，老化或水合程度。抗壓強(qiáng)度變化、老化或水合程度是衡量材料硬化的量度。最著名的方法是監(jiān)測硬化過程中的熱量變化。熱量變化似乎與水凝結(jié)或水合程度有關(guān)。然而，所述方法具有一些缺點(diǎn)。其中一個(gè)最嚴(yán)重缺點(diǎn)是熱量變化必須在有條件的空間內(nèi)進(jìn)行跟蹤以便對(duì)一個(gè)或多個(gè)測試樣本作必要的測量從而根據(jù)所述測量結(jié)果預(yù)測實(shí)際構(gòu)件的硬度。然而，實(shí)際構(gòu)件的溫度可能明顯不同于實(shí)驗(yàn)室的溫度。另外，由于對(duì)各種參數(shù)的依賴此熱量變化測量不精確且容易產(chǎn)生誤差。
IEEE PROCEEDINGS-A PHYSICAL SCIENCE，MEASUREMENT & INSTRUMENTATION，MANAGEMENT & EDUCATION，第137部分，No.5，September 1990，STEVENAGEGB，第246-254頁，XP000150889，J.G.WILSON等人著的“VARIATIONS IN THE ELECTRICAL PROPERTIESOF CONCRETE WITH CHANGE IN FREQUENCY(隨頻率變化的混凝土的電氣性質(zhì)的變化)”描述了混凝土在不多于一天時(shí)間硬化過程的介電常數(shù)(或電導(dǎo)率)的變化。但沒有表明如何能從所得到的所述參數(shù)變化中可靠和準(zhǔn)確測定混凝土的硬度。
本發(fā)明的目的是提供一種測定材料硬化程度的更精確的方法。此外，本發(fā)明的主題是這種類型更可靠的方法。本發(fā)明的目的是還要提供一種能準(zhǔn)確、可靠測量材料硬化程度的方法，這種方法不需要單獨(dú)的測試樣本，它可以直接對(duì)構(gòu)件進(jìn)行測定，特別簡單和省時(shí)。
為此目的，本發(fā)明方法的特征在于以復(fù)數(shù)介電常數(shù)ε’-jε”(t)的虛部在t＝0參考時(shí)刻的值ε”(t＝0)與在t時(shí)刻的值ε”(t)之間的比值ε”(t＝0)/ε”(t)和/或以復(fù)數(shù)介電常數(shù)的實(shí)部在時(shí)間間隔t＝0到t內(nèi)的最大值ε’max與在t時(shí)刻的值ε’(t)之間的比值ε’max/ε’(t)作為衡量t時(shí)刻材料強(qiáng)度的量值。
諸如混凝土材料的介電特性可以用復(fù)數(shù)介電常數(shù)來描述。復(fù)數(shù)介電常數(shù)ε可以表示為ε＝ε’-jε”在該等式中，介電常數(shù)的實(shí)部ε’是衡量各種材料成份(包括在某些情況下凝結(jié)在一起的水)的極化性的量值，介電常數(shù)的虛部ε”是衡量能量吸收的量值。離子的電導(dǎo)率對(duì)ε”有影響。介電常數(shù)中的這兩部分ε’和ε”作為以可硬化材料為電極間的介質(zhì)的電容器的電容C(單位為法拉)和電導(dǎo)G(單位為Sm-1)是可以分別測量的。
可極化粒子(如水)在交流電場中的重定向需要一些時(shí)間。對(duì)于提高的頻率來說，粒子或分子太慢了以至于跟不上交流電場的迅速變化。這種緩慢程度特別是受環(huán)境對(duì)粒子或分子的約束程度的影響。因而對(duì)較高頻率的情況來說，ε’減小了。在較高頻率的情況下，提供的能量被吸收，結(jié)果介質(zhì)損耗，介質(zhì)損耗用ε”來衡量。對(duì)于頻率小于發(fā)生大量吸收能量的頻率的情況來說，ε”由離子的電導(dǎo)率所決定。
由于可硬化材料在老化期間使水分子凝聚到其環(huán)境的力有所增加，因此可以從復(fù)合介電常數(shù)的實(shí)部ε’或虛部ε”中測定出材料強(qiáng)度(牛頓/米2)。令人驚奇的是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)ε”(t＝0)/ε”(t)對(duì)時(shí)間t的關(guān)系曲線的形狀與可硬化材料的抗壓強(qiáng)度(以牛頓/米2為單位)曲線的形狀極其相似，除了比例系數(shù)以外。因此通過定期(例如幾天或幾周)測定ε”(t＝0)/ε”(t)能夠可靠觀察可硬化材料的硬化過程。在測量期間該比值受電極/介質(zhì)組干擾的影響很小。
還意外發(fā)現(xiàn)了在經(jīng)過大約一天時(shí)間的硬化以后ε’max/ε’(t)的比值與可硬化材料的強(qiáng)度之間相關(guān)性很大。
通過在可硬化材料內(nèi)或其附近至少放置兩個(gè)電極能方便地測定復(fù)數(shù)介質(zhì)常數(shù)的虛部ε”(t)，使交流電流流過兩個(gè)電極，然后測量兩個(gè)電極間的交流電壓，從而確定復(fù)數(shù)阻抗Z*＝1/(G+jωC)，其中G表示可硬化材料的電導(dǎo)(單位為S/m)，C表示可硬化材料的電容(單位為F)，然后通過關(guān)系式G(t)＝Kε”(t)εo·ω確定ε”(t)和/或通過關(guān)系式C(t)＝K·ε’(t)εo確定ε’(t)，這里K代表一個(gè)常數(shù)。
通過在可硬化材料中放置兩個(gè)圓柱形的長為3cm直徑為1cm相互間間隔為2cm的電極就可以構(gòu)成一個(gè)以電極作為電容器板和以可硬化材料作為介質(zhì)的電容器。通過測量交流電壓就可以測定復(fù)數(shù)阻抗。所述復(fù)數(shù)阻抗由用于測定復(fù)數(shù)介電常數(shù)的虛部ε”(t)的電導(dǎo)G(單位為Sm-1，S＝Q-1)和用于測定復(fù)數(shù)介電常數(shù)的實(shí)部ε’(t)的電容C組成。在這種連接方式中，常數(shù)K是一個(gè)取決于電極的形狀以及其相互位置的幾何系數(shù)。由于設(shè)置電極并用電極來測量復(fù)數(shù)阻抗因此不需要復(fù)雜設(shè)備就能夠非常簡單和可靠地就地測量可硬化材料的強(qiáng)度。
最好，在持續(xù)時(shí)間為1天到100天的范圍內(nèi)測量材料的強(qiáng)度，尤其是在1天到30天的范圍內(nèi)。所用的頻率可以在0到17HGZ之間，最好在15到50MHZ之間。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)頻率低于20MHZ時(shí)，會(huì)因?yàn)殡姌O極化的緣故而產(chǎn)生干擾影響。雖然已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了在較高頻率(例如100MHZ以上)情況下復(fù)數(shù)介電常數(shù)與抗壓強(qiáng)度之間的關(guān)系，但它的敏感度很低難以測量。
最好測定作為衡量可硬化材料強(qiáng)度的量度的r·ε”(t＝0)/ε”(t)這里r是一個(gè)取決于可硬化材料的成份的比例系數(shù)。為了測定r，在測量之前應(yīng)先做校準(zhǔn)測量。還可以通過測定復(fù)數(shù)介電常數(shù)的實(shí)部最大值ε’max來測定r，ε’max大約在可硬化材料開始硬化后的一天內(nèi)出現(xiàn)。然后根據(jù)ε’max與ε’(t)的比值計(jì)算出強(qiáng)度。用該被算出的強(qiáng)度可以計(jì)算出比例系數(shù)r。然后用關(guān)系式r·ε”(t＝0)/ε”(t)能夠進(jìn)一步確定強(qiáng)度曲線。此外從對(duì)于ε’max(t)，抗壓強(qiáng)度表現(xiàn)為10.5N/m這一事實(shí)也可以確定比例系數(shù)r。
用于執(zhí)行本發(fā)明方法的設(shè)備包括一個(gè)通過電線向電極的電源端子提供交流電流的交流電流源。通過分支線路，電流源的交流電流還經(jīng)過開關(guān)提供給相位旋轉(zhuǎn)元件(如電容)或提供給無相位旋轉(zhuǎn)元件(如電阻)。測量裝置的兩個(gè)電極(其間以可硬化材料為介質(zhì))之間所產(chǎn)生的電壓與分支線路上的相位旋轉(zhuǎn)元件或無相位旋轉(zhuǎn)元件所產(chǎn)生的電壓在乘法器中相乘。乘法器的輸出電壓包括交流電壓分量和直流電壓分量。交流電壓被低通濾波器濾掉。如果分支線路上的電流經(jīng)無相位旋轉(zhuǎn)元件輸入到乘法器，那么該直流電流就是衡量電容C的量度，如果發(fā)生相位旋轉(zhuǎn)，那么該直流電流就是衡量電導(dǎo)G的量度。這些值通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入到計(jì)算機(jī)中，在計(jì)算機(jī)中根據(jù)電導(dǎo)和電容來確定復(fù)數(shù)介電常數(shù)的實(shí)部和/或復(fù)數(shù)部分從而算出強(qiáng)度。借助于時(shí)間控制單元可以在幾天內(nèi)(比如七天)做許多次測量，比如每小時(shí)測量一次。
根據(jù)本發(fā)明的測定可硬化材料強(qiáng)度的方法能夠方便地用于由可硬化材料(如混凝土)制造構(gòu)件。在這種情況下，呈軟性狀態(tài)的材料被放置在盒子內(nèi)(如模子內(nèi))。通過在固化材料中安裝電極和按照本發(fā)明方法測定強(qiáng)度可以確定材料強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度將盒子移開的時(shí)刻。
有關(guān)測量介質(zhì)特性的更詳細(xì)的信息可在下列文章中查明H asted，J.B.，“A queous dielectrics”’，C hapman and Hall，London，1973。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于因水凝結(jié)而造成硬化的材料(如石膏、水泥或混凝土)來說，其硬化過程或水合作用過程中介電特性隨時(shí)間的變化能夠被很好地模擬。介電特性隨時(shí)間變化的函數(shù)(作為衡量硬度的量值)可以在各種電場頻率情況下測量。在試驗(yàn)中已經(jīng)獲得良好的結(jié)果，比如在頻率范圍為10到50MHZ范圍內(nèi)。最可靠的是相對(duì)于較早情況的相對(duì)變化量，也就是說將所有情況下后測得的各個(gè)測量值與初始情況下的測量值作比較。由對(duì)硬化材料在各個(gè)時(shí)刻的介電特性進(jìn)行測量并且對(duì)這些測量結(jié)果進(jìn)行比較，因而本發(fā)明方法基本上不受硬化材料的成份變化的影響。如果用于測量介電特性的探針的位置在不同的測量時(shí)刻基本保持不變，那么測量結(jié)果就基本上不受材料成份的局部差異的影響(例如，考慮還沒有被完全均勻攪拌的混凝土中的石子)。此外還發(fā)現(xiàn)，通過測量硬化材料在各個(gè)時(shí)刻的介電特性和比較測量結(jié)果，本發(fā)明方法基本上不受比例誤差和較準(zhǔn)誤差的影響。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可硬化材料在剛被配制好時(shí)的介質(zhì)損耗與以后時(shí)刻的介質(zhì)損耗之比同所述材料的硬度相關(guān)聯(lián)。如果所述材料是混凝土，那么所述比值就可以直接表示所述混凝土所能達(dá)到的抗壓強(qiáng)度。
除了測定硬度的相對(duì)指示值外，本發(fā)明方法還可以用來指示絕對(duì)硬度。為達(dá)到此目的，可以將測得的介電特性與在具有相同或類似成份的試驗(yàn)品中測得的介電特性進(jìn)行比較，或借助于以經(jīng)驗(yàn)測定公式為依據(jù)的轉(zhuǎn)換或借助于轉(zhuǎn)換表。
下面將參考附圖更加詳細(xì)地說明本發(fā)明方法和發(fā)明設(shè)備的實(shí)施例。在附圖中

圖1示出了在160個(gè)小時(shí)內(nèi)固化波特蘭A混凝土的強(qiáng)度曲線(單位為N/mm2)和比值ε’(t＝0)/ε”(t)曲線，圖2示出了計(jì)算出的抗壓強(qiáng)度S1＝53(ε’max//ε’(t)-0.78)曲線和S2＝rε”(t＝0)/ε”(t)曲線以及固化混凝土的測量強(qiáng)度曲線，圖3示出了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明介質(zhì)測量法的電路圖，圖4示出了電極被設(shè)置到可硬化材料中的布置圖，圖5示出了四個(gè)電極與可硬化材料隔離一段距離的布置圖。
為了測量如圖1所示的混凝土強(qiáng)度，對(duì)水/水泥比值為0.53的固化波特蘭A水泥進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)以便測定這種水泥的復(fù)介電常數(shù)。將這種水泥澆注到一個(gè)由泡沫聚苯乙烯材料制成的尺寸為15.5cm×15.5cm×15.5cm的立方體中。然后用塑料板將立方體蓋住并用泡沫聚苯乙烯罩密封。觀察立方體的抗壓強(qiáng)度(單位為N/mm2)隨時(shí)間的變化函數(shù)。在這過程中立方體上承受壓力直到壓力達(dá)到使立方體裂開的臨界壓力為止。有關(guān)這種強(qiáng)度測量的更加詳細(xì)的說明見文獻(xiàn)H asted，J.B.“A queous Dielectrics”。
還將兩個(gè)長度為3cm直徑為1cm的圓柱形電極放置在固化混凝土中，它們之間的距離為2cm。在頻率分別為10MHZ，20MHZ和30MHZ的情況下對(duì)復(fù)數(shù)介電常數(shù)進(jìn)行了測量，持續(xù)時(shí)間為28天。結(jié)果發(fā)現(xiàn)關(guān)系式rε”(t＝0)/ε”(t)(這里r表示比例系數(shù)，它取決于混凝土的成份)非常接近于從對(duì)立方體所做的壓力實(shí)驗(yàn)中測得的強(qiáng)度曲線，如圖1所示。
由于電導(dǎo)G＝K·ε”εoω，因而比值G(t＝0)/G(t)也能為測量可硬化材料強(qiáng)度提供好的測量結(jié)果。
在進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)中，從商用混凝土攪拌工廠中抽取出混凝土樣品，對(duì)于水泥型號(hào)為CEMIII/B42.5LH HS，CEMI 32.5R，CEMI 42.5R的水泥，其樣品的水/水泥比值處在0.45到0.55之間。再次以上述與圖1有關(guān)的同樣方式將混凝土澆注到立方體模子中。用類似的電極對(duì)測量在20MHZ時(shí)的介電常數(shù)。也可以通過均勻加壓來測量實(shí)驗(yàn)立方體的強(qiáng)度，立方體斷裂時(shí)的壓力就是強(qiáng)度值。
對(duì)復(fù)數(shù)介電常數(shù)的虛部ε”的測量值作溫度誤差(2％/℃)修正。第一強(qiáng)度S1是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式S1＝53(ε’max/ε’(t)-0.78)計(jì)算出來的。
第二強(qiáng)度S2是根據(jù)公式S2＝rε”(t＝0)/ε”(t)計(jì)算出來的。
這里ε’max是介電常數(shù)的實(shí)部最大值(它是時(shí)間的函數(shù))。r是比例系數(shù)，它由混凝土的成份所決定。如圖2所示，單位面積作用力S1在ε’max發(fā)生以后很好地反映強(qiáng)度，而單位面積作用力的值S2從t＝0時(shí)刻起就是有效的。
如圖2所示，單位面積作用力的計(jì)算值S1和S2與混凝土樣品的測量強(qiáng)度之間有著較好的擬合關(guān)系。計(jì)算力S1和S2相對(duì)地不受溫度、成份以及電極直徑和電極間的石子等因素的影響。計(jì)算值S1是普遍適用的，而為了解更好地符合測量力S則必須為計(jì)算值S2確定比例系數(shù)r。測量力S與S1之間的最大差異大約為6N/mm2，它接近標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度測定方法的精度。
通過測量在ε’max處的作用力S1可以方便地確定比例系數(shù)r，在圖2中，ε’max處的S1大約為10.5N/mm2。然后，通過假設(shè)10.5＝rε’(t＝0)/ε”(t)就可以確定比例系數(shù)r。
圖3示出了用于測量復(fù)數(shù)介電常數(shù)的實(shí)部ε’(t)和虛部ε”(t)的測量系統(tǒng)布置圖。以可硬化材料為介質(zhì)的電極模型用復(fù)數(shù)阻抗Z*來表示。通過電源線1，交流電流經(jīng)開關(guān)3輸入到阻抗Z*的電源端5上，阻抗Z*由兩個(gè)或多個(gè)以可硬化材料為介質(zhì)的電極構(gòu)成。交流電流源7由晶體振蕩器構(gòu)成，它產(chǎn)生一個(gè)可調(diào)節(jié)的振蕩頻率為1MHZ到100MHZ之間的正弦電流。振蕩器7的輸出信號(hào)經(jīng)分支線路9輸入到開關(guān)11。開關(guān)11可以被連接到相位旋轉(zhuǎn)元件電容器13上或者被連接到無相位旋轉(zhuǎn)元件電阻15上。電極模型的電源端5和電容器13或電阻15的電源端被連接到乘法器17上，乘法器將電極模型Z*上產(chǎn)生的電壓UZ與元件13或15上產(chǎn)生的電壓Ushift相乘。乘積UZ·Ushift輸入到低通濾波器19。低通濾波器19輸出端的信號(hào)由模/數(shù)轉(zhuǎn)換器21進(jìn)行轉(zhuǎn)換，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端連接到運(yùn)算單元23的輸入端上。在運(yùn)算單元23中，求出復(fù)數(shù)介電常數(shù)的實(shí)部ε’(t)和虛部ε”(t)。然后在運(yùn)算單元23中計(jì)算關(guān)系式53·(ε’max/ε’(t)-0.78)和/或ε”(t＝0)/ε”(t)。通過時(shí)間控制單元25，以預(yù)定的時(shí)間周期(例如在30天之內(nèi)每小時(shí)一次)啟動(dòng)開關(guān)3、11、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器21和運(yùn)算單元23進(jìn)行測量。
對(duì)電極模型阻抗Z*的測量是以同步檢測為基礎(chǔ)的。將頻率為1MHZ到100MHZ的正弦電壓加到乘法器17上。通過放置開關(guān)11可以使經(jīng)分支線路9輸入到乘法器17上的電流的相位旋轉(zhuǎn)0°或90°。再將相位旋轉(zhuǎn)元件13或無相位旋轉(zhuǎn)元件15的電源端上產(chǎn)生的電壓UZ輸入到乘法器17的另一個(gè)輸入端上。乘法器的輸出電壓U＝UZ·Ushift中含有頻率為2ω的交流電壓分量和直流電壓分量。低通濾波器19濾除頻率為2ω的交流電壓分量。如果開關(guān)11被連接到電阻9上，那么就不會(huì)產(chǎn)生相位旋轉(zhuǎn)，這時(shí)直流電壓就是衡量阻抗Z*中的電容的量度。如果開關(guān)11被連接到電容器13上，電容器輸出端的電壓就旋轉(zhuǎn)90°。這時(shí)的電壓就是衡量阻抗Z*中的電導(dǎo)G的量度。因?yàn)閆*＝1(G+jωC)＝1/jω(ε’+jε”)εoK)，所以ε’和ε”可以在運(yùn)算單元23中求出。
為自動(dòng)校正傳感器，可以對(duì)參考阻抗Zref進(jìn)行重復(fù)測量。圖3中的電路最好做成ASIC形式的集成電路。
圖4表示電極布局，其中兩個(gè)電極30、31被安放到可硬化材料層33中。電極被連接到交流電流源35上。電極30、31之間的電流軌跡用37表示。電流流過電極30、31所產(chǎn)生的電壓可以用跨接在所述電極電源端上的伏特表39來測量。伏特表39的輸出信號(hào)被輸入到信號(hào)處理單元40，信號(hào)處理單元40例如包括乘法器17、低通濾波器19、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器21、運(yùn)算單元23和時(shí)間控制單元25，如圖3所示。
圖5示出了另一個(gè)可供選擇的系統(tǒng)布置圖，其中電極41、43、45和47放置在基座49的上方。電流通路用51表示，等電位線用53表示。電流源55使電流從電極41沿著電流通路穿過材料49輸入到電極47上。材料49中產(chǎn)生的電勢可以用電極43、45來測量，伏特表49的輸出端被連接到信號(hào)處理單元61，信號(hào)處理單元61可以包含象圖4中的信號(hào)處理單元40所包含的同樣的部件。圖5所示系統(tǒng)布局的優(yōu)點(diǎn)是不需要在材料49中安放電極以及可以隔開一段距離探測后面的硬化過程而不破壞材料。
權(quán)利要求
1.測定可硬化材料硬化程度的方法，尤其是針對(duì)由于水凝結(jié)而造成硬化的材料，如混凝土、石膏或水泥等，該方法可以測定各個(gè)時(shí)刻材料的介電常數(shù)，其特征為以復(fù)數(shù)介電常數(shù)ε’-jε”(t)的虛部在參考時(shí)刻t＝0時(shí)刻的值ε”(t＝0)與在t時(shí)刻的值ε” (t)之間的比值ε”(t＝0)/ε”(t)和/或以復(fù)數(shù)介電常數(shù)的實(shí)部在時(shí)間間隔t＝0到t內(nèi)的最大值ε’max與在t時(shí)刻的值ε’(t)之間的比值ε’max/ε’(t)作為衡量t時(shí)刻材料強(qiáng)度的量值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中介電常數(shù)的虛部ε”(t)是這樣測定的在可硬化材料內(nèi)或其附近至少放置兩個(gè)電極，使交流電流流過兩個(gè)電極，然后測量兩個(gè)電極間的交流電壓從而確定復(fù)數(shù)阻抗Z*，這里Z*＝1/(G+jωC)，其中G表示可硬化材料以單位S/m的電導(dǎo)，C表示可硬化材料的單位為F電容，然后通過關(guān)系式G(t)＝Kε”(t)εoω確定ε”(t)和/或通過關(guān)系式C(t)＝K·ε’(t)εo確定ε’(t)，這里K代表常數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征為測定材料硬化的時(shí)間為1天到100天之間，最好為1天到30天之間。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其特征為在0到17GHZ，最好在15到50MZ的頻率范圍內(nèi)測定復(fù)數(shù)介電常數(shù)ε’(t)-jε”(t)的虛部ε”(t)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一個(gè)權(quán)利要求所述的方法，其特征為在測量ε”(t)之前先進(jìn)行校正以便測定取決于可硬化材料的成份的比例系數(shù)r，然后測定作為衡量材料強(qiáng)度的量度的r·ε”(t＝0)/ε”(t)比值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征為作為校正，在介質(zhì)常數(shù)的實(shí)部的最大值ε’max處確定強(qiáng)度，在ε’max出現(xiàn)時(shí)刻確定比值ε”(t＝0)/ε”(t)，之后確定比例系數(shù)r，用關(guān)系式r·ε”(t＝0)/ε”(t)確定以后的強(qiáng)度。
7.執(zhí)行權(quán)利要求1到6中的任一個(gè)權(quán)利要求所述方法的設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括*至少兩個(gè)可以被連接到可硬化材料上的電極；*交流電流源，它經(jīng)電源線向電極的電源端提供交流電流，*開關(guān)設(shè)備，用于選擇地將交流電流源經(jīng)分支線路與相位旋轉(zhuǎn)元件或無相位旋轉(zhuǎn)元件的電源端相連接，*乘法器，它的輸入端分別與電極的電源端以及開關(guān)設(shè)備相連接，*低通濾波器，它的輸入端與乘法器的輸出端相連接，*運(yùn)算單元，它與低通濾波器相連接，用于確定權(quán)利要求2所述的電導(dǎo)和/或電容以及用于確定ε”(t＝0)/ε”(t)和/或ε’max/ε(t)，和*時(shí)間控制單元，用于在若干相鄰的時(shí)刻讀入濾波器的輸出信號(hào)。
8.用于制作可硬化材料構(gòu)件的方法，包括將軟性狀態(tài)的材料放置到盒子中，根據(jù)權(quán)利要求1到6中的任一個(gè)權(quán)利要求測定所述的強(qiáng)度，當(dāng)達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度時(shí)將盒子移開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于測定可硬化材料的硬度的方法。為實(shí)現(xiàn)此目的,要測定復(fù)數(shù)介電常數(shù)。要測定作為衡量t時(shí)刻的材料強(qiáng)度的量度的ε”(t=0)/ε”(t)比值,這里ε”(t)是復(fù)數(shù)介電常數(shù)ε’(t)－jε”(t)的虛部。還要測定作為衡量強(qiáng)度的量度的ε’max/ε’(t)比值,ε’(t)是復(fù)數(shù)介電常數(shù)的實(shí)部。令人驚奇的是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些比值隨時(shí)間的變化曲線在形狀上與可硬化材料的強(qiáng)度隨時(shí)間的變化曲線相似。
文檔編號(hào)G01N27/04GK1191605SQ96195807
公開日1998年8月26日 申請(qǐng)日期1996年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月8日
發(fā)明者馬克西姆斯·安德列亞斯·希爾浩斯特, 威廉·赫爾曼·斯騰弗特·克勒澤 申請(qǐng)人:環(huán)境及農(nóng)業(yè)技術(shù)研究所