[發(fā)明專利]針-板電極固體介質(zhì)空間電荷測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310601186.1
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103576005A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設計）人: 蘭莉;吳建東;張倩;尹毅
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01R29/24
• 分類號: G01R29/24
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術領域

本發(fā)明涉及的是一種電變量測量領域的裝置，具體是一種針-板電極固體介質(zhì)空間電荷測量系統(tǒng)。

背景技術

針-板電極系統(tǒng)在電介質(zhì)絕緣性能的研究過程中應用非常廣泛，主要被用于研究介質(zhì)在極不均勻電場下的放電機理和老化過程。對于針-板電極下介質(zhì)內(nèi)部的電荷輸運和電場分布，目前只能通過仿真計算進行預測，無法實現(xiàn)實際測量，這對絕緣介質(zhì)老化機理的研究造成了障礙。

電聲脈沖法是一種比較成熟的用于固體介質(zhì)絕緣性能研究的無損測量方法，可以測量高壓直流電場作用下的絕緣材料中的電荷行為，并且可以通過后期計算得出材料中的電場分布。目前這一方法已經(jīng)成功用于平板電極和同軸電極下固體介質(zhì)的空間電荷測量，但對針-板電極系統(tǒng)下固體介質(zhì)的測量還未見報道。

經(jīng)過對現(xiàn)有技術的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利文獻號CN2413294，公開日2001-01-03，記載了一種固體電介質(zhì)材料中空間電荷分布的測量裝置，由試樣測試腔、聲電/電聲轉(zhuǎn)換器，高速電信號發(fā)生器、高壓電信號發(fā)生器、高壓直流電源、高阻輸入放大器、低阻輸入放大器、示波器和計算機組成。但該技術的上下電極均為平板電極，用于研究固體介質(zhì)在均勻電場下的空間電荷分布。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提供一種針-板電極固體介質(zhì)空間電荷測量系統(tǒng)，其上電極采用的是針尖電極，可以測量固體介質(zhì)在針-板電極構成的極不均勻電場下的空間電荷分布，并能夠?qū)崿F(xiàn)不同截面、不同厚度的固體介質(zhì)中空間電荷的測量。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括：針電極、絕緣件、固定夾具、下電極板、壓電薄膜、聲波吸收層和屏蔽盒，其中：絕緣件固定于固定夾具上，被測固體樣品定位于下電極板的上表面中部，針電極穿過絕緣件的中心通孔插入被測固體樣品，下電極板與固定夾具的下方連接，壓電薄膜位于下電極板的下表面中部并正對與被測固體樣品，聲波吸收層設置于壓電薄膜的下方且兩者均設于屏蔽盒內(nèi)。

所述的固定夾具的兩側設螺桿，并由螺桿與位于其下方的下電極板相連，兩者的距離由螺桿調(diào)節(jié)。

所述的下電極板的上表面中部設對中墊片，該對中墊片的中部開有與被測固體樣品的截面形狀相適應的通孔。

所述的對中墊片的直徑范圍是20mm-30mm，深度范圍是1mm-3mm。

所述的下電極板的下表面中部開有圓環(huán)凹槽，該圓環(huán)凹槽的中心位置與對中墊片的中心位置相對應，屏蔽盒由該圓環(huán)凹槽與下電極板相固定。

所述的圓環(huán)凹槽的外徑范圍是25mm-35mm，圓環(huán)凹槽的內(nèi)徑范圍是10mm-20mm。

所述的針電極的頂部設金屬均壓球。

所述的絕緣件為凸字形結構且嵌套于固定夾具的凸字形孔中。

所述的絕緣件的上表面的直徑是20mm，下表面的直徑是40mm，高度是20mm，其中凸出部分的高度是15mm。

所述的絕緣件的中心通孔的直徑為2mm。

所述的固定夾具的凸字形孔的上端的直徑是20mm，下端的直徑是40mm，下端的深度是5mm。

所述的屏蔽盒為雙層嵌套結構，內(nèi)層為絕緣圓管，該絕緣圓管的內(nèi)徑與下電極板的圓環(huán)凹槽的內(nèi)徑相同；外層為金屬圓管，該金屬圓管的外徑與下電極板的圓環(huán)凹槽的外徑相同。

所述的屏蔽盒的下端設有金屬圓蓋，其外徑與金屬圓管的外徑相同。

所述的壓電薄膜為平板結構，聲波吸收層為平板結構。

所述的絕緣件、對中墊片和絕緣圓管的材質(zhì)均為聚四氟乙烯，聲波吸收層的材質(zhì)為有機玻璃。

所述的下電極板的材質(zhì)為鋁。

有益效果

本發(fā)明固定夾具的位置可調(diào)節(jié)，因而可以根據(jù)需要改變針電極與下電極板之間的距離，適用于不同厚度的樣品；對中墊片的中部采用形狀不同通孔，實現(xiàn)不同截面樣品的測量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖2為實施例1中下電極板的圓形淺槽示意圖；

圖3為實施例1中對中墊片的方形通孔示意圖；

圖4為實施例1中下電極板的圓環(huán)凹槽示意圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1