[發(fā)明專利]固—液通用型熱刺激電流測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610141274.1
• 申請(qǐng)日: 2016-03-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105806892B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周遠(yuǎn)翔;張靈;張?jiān)葡?/a>;沙彥超;尹琪;滕陳源;陳明;張旭;程渙超;王健一;程子霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院;鄭州大學(xué);中國(guó)電力科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G01N27/00
• 分類號(hào): G01N27/00;G01N25/00
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 黃德海

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電介質(zhì)材料性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種固—液通用型熱刺激電流測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

電介質(zhì)材料的介電和導(dǎo)電特性以及電荷存貯特性，與材料內(nèi)部載流子種類、數(shù)量、性質(zhì)，以及所處狀態(tài)及其在電、光、熱等各種刺激下的行為密切相關(guān)。熱刺激電流法是進(jìn)行這一研究最常用也是最有效的測(cè)量技術(shù)之一。熱刺激電流法是在介質(zhì)物理基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門技術(shù)，用于測(cè)量電介質(zhì)的微觀參數(shù)(如活化能、弛豫時(shí)間、陷阱能級(jí)分布等)，在國(guó)內(nèi)外已成為一種基礎(chǔ)的測(cè)量方法，其特點(diǎn)是測(cè)量靈敏度和分辨率高，測(cè)量準(zhǔn)確。

熱刺激電流法主要針對(duì)固體電介質(zhì)材料，如聚合物、陶瓷、納米摻雜復(fù)合材料等。近年來(lái)，熱刺激電流法也在常見(jiàn)的液體電介質(zhì)材料上獲得初步的應(yīng)用，如變壓器油、聚碳酸酯等，研究納米改性對(duì)液體電介質(zhì)微觀陷阱參數(shù)的影響，有助于闡明宏觀電學(xué)性能演變的內(nèi)在作用機(jī)制。但熱刺激電流法在液體電介質(zhì)領(lǐng)域得到進(jìn)一步推廣應(yīng)用尚存一些限制，比如：

(1)真空氛圍和高溫下液體電介質(zhì)的大量揮發(fā)問(wèn)題。熱刺激電流測(cè)試過(guò)程中，被測(cè)試樣在電極化一段時(shí)間后，迅速降溫，再線性升溫至較高的溫度，而真空導(dǎo)致液體沸點(diǎn)下降，甚至可能低于高溫測(cè)試區(qū)以致液體電介質(zhì)沸騰擾動(dòng)而干擾測(cè)試，真空也加大了液體電介質(zhì)的揮發(fā)速率，污染測(cè)量裝置；

(2)液體電介質(zhì)試樣厚度標(biāo)定的準(zhǔn)確性問(wèn)題。固體電介質(zhì)試樣夾在兩電極之間，并施加壓力，以實(shí)現(xiàn)電極與被測(cè)試樣表面的良好接觸，試樣厚度即為電極間距。而液體電介質(zhì)與之不同，如何方便、準(zhǔn)確標(biāo)定實(shí)測(cè)液體電介質(zhì)被測(cè)試樣厚度(往往小于1毫米)還有待進(jìn)一步論證；

(3)液體電介質(zhì)與固體電介質(zhì)熱刺激電流測(cè)量裝置的兼容性問(wèn)題。用于固體電介質(zhì)試樣測(cè)試的上下電極為平板型，難以直接用于液體電介質(zhì)的盛裝與測(cè)試。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種固—液通用型熱刺激電流測(cè)量裝置，該固—液通用型熱刺激電流測(cè)量裝置能夠兼容固體電介質(zhì)和液體電介質(zhì)的熱刺激電流的測(cè)量需求。

根據(jù)本發(fā)明的固—液通用型熱刺激電流測(cè)量裝置，包括：真空保溫桶，所述真空保溫桶內(nèi)設(shè)有頂部敞開(kāi)的測(cè)量腔體，所述測(cè)量腔體的頂部有頂蓋封閉，所述測(cè)量腔體上設(shè)有加熱器，所述測(cè)量腔體上設(shè)有氮?dú)馊肟冢鲰斏w上設(shè)有連通所述測(cè)量腔體的排氣口，所述測(cè)量腔體與所述真空保溫桶之間設(shè)有冷卻介質(zhì)；固定柱，所述固定柱上端與所述頂蓋相連并向下延伸；下電極，所述下電極與所述固定柱相連，且所述下電極的上表面設(shè)有用于擱置待測(cè)物的凹槽，所述下電極上設(shè)有溫度傳感器；絕緣套管，所述絕緣套管設(shè)在所述頂蓋上并沿上下貫穿所述頂蓋，所述絕緣套管內(nèi)穿設(shè)有金屬導(dǎo)芯；上電極，所述上電極與所述金屬導(dǎo)芯相連并與所述下電極上下相對(duì)，所述凹槽位于所述上電極與所述下電極之間；玻璃環(huán)，所述玻璃環(huán)可取出地放置在所述凹槽內(nèi)，用于在所述被測(cè)試樣為液體時(shí)隔開(kāi)所述上電極和所述下電極；上隔板和下隔板，所述上隔板和所述下隔板上下間隔布置并位于所述上電極上方，所述上隔板和所述下隔板與所述固定柱相連；彈簧，所述彈簧套設(shè)在所述金屬導(dǎo)芯外側(cè)且位于所述上電極與所述下隔板之間并向所述上電極施加壓力使所述上電極和所述下電極相互靠近。

根據(jù)本發(fā)明的固—液通用型熱刺激電流測(cè)量裝置，可同時(shí)兼容固體電介質(zhì)和液體電介質(zhì)的熱刺激電流的測(cè)量需求，解決了真空與高溫條件下液體大量揮發(fā)與擾動(dòng)問(wèn)題，并且有效實(shí)現(xiàn)了液體電介質(zhì)被測(cè)試樣厚度的標(biāo)定功能，具備使用溫度范圍廣、電磁屏蔽性能好、冷卻速率快、冷卻介質(zhì)消耗少等優(yōu)點(diǎn)。

另外，根據(jù)本發(fā)明的固—液通用型熱刺激電流測(cè)量裝置還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述排氣口位于頂蓋上方鄰近邊緣的位置，所述氮?dú)馊肟谖挥跍y(cè)量腔體側(cè)面并鄰近底部的位置。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述測(cè)量腔體與所述頂蓋之間設(shè)有密封圈，且所述測(cè)量腔體和所述頂蓋由固定螺釘連接，所述固定螺釘包括沿所述頂蓋的周緣間隔布置的多個(gè)。

可選地，所述測(cè)量腔體由高導(dǎo)熱的金屬制成，所述頂蓋為金屬頂蓋，所述密封圈由導(dǎo)熱性差、絕緣的材質(zhì)制成，所述上隔板和所述下隔板均為水平設(shè)置且隔熱的塑料板體。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述固定柱為絕緣柱狀，所述固定柱的上端固定在頂蓋的下表面，且所述固定柱自然豎直下垂。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述彈簧的上端抵在所述下隔板上且下端抵在所述上電極上。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述下電極上表面形成有一圈環(huán)狀凸起，所述環(huán)狀凸起內(nèi)側(cè)限定出所述凹槽。