[發明專利]一種新型的熱刺激電流測量裝置

有效

• 申請號: 201810481625.2
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108760818B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 韓柏;王健宇;呂雪松;高鑫;王暄
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G05D23/19
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 李曉敏

一種新型的熱刺激電流測量裝置，屬于電介質物理測量及研究領域。解決的技術問題是：現有的熱刺激電流測量裝置測試結果重復穩定性不好；測試過程中，使用液氮降溫時易在真空腔內發生泄漏。本發明技術要點：真空室內放置有可活動的電極模組、半導體制冷片、熱交換器，能夠實現熱刺激電流的測量。本發明具有降溫速率快、降溫過程可控、測量精度高、測量結果準確、操作簡單優點；在一定實驗條件下用半導體制冷片和水代替液氮，節約實驗成本，提升安全性；本發明在介質材料測試領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種熱刺激電流測量裝置，具體的說是涉及一種新型的熱刺激電流測量裝置，屬于電介質物理測量及研究領域。

背景技術

熱刺激電流(Thermally Stimulated Current，TSC)方法是一種運用宏觀的物理方法來研究介質內部微觀特性的重要實驗手段。熱激電流方法是用來研究高聚物內偶極松弛、陷阱參數、空間電荷的貯存和輸運以及聚合物結構松弛與轉變、分子運動特征等的有效方法。熱刺激電流(TSC)是研究聚合物材料中陷阱結構和陷阱結構所控制的空間電荷存貯及輸運特性的工具，同時也是研究聚合物結構轉變和分子運動的重要手段，已經在聚合物性能測試領域得到了廣泛應用。熱刺激電流(TSC)法的具體操作步驟為：先將被測試樣保持在一定的溫度下，施加極化電壓，一段時間后，對試樣進行降溫，將試樣中的載流子“凍結”起來，然后撤去極化電壓，對試樣進行線性升溫，測量在升溫過程中的去極化電流，得到電流-溫度譜線。

現有的熱刺激電流測量裝置存在如下技術問題：

1.測試結果重復穩定性不好；

2.測試過程中，使用液氮降溫時易在真空腔內發生泄漏。

發明內容

在下文中給出了關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

鑒于此，為了解決上述技術問題，本發明提供了一種新型的熱刺激電流測量裝置，為熱刺激電流測試和研究提供了一種新的測量方式。本發明在一定的溫度測量范圍能夠使用水代替液氮作為冷卻劑，并且在降溫過程中降溫速率可控；在升溫過程中，固定著試樣的升溫裝置能夠與冷卻裝置分離，減小測量裝置的熱慣性，對溫度的控制更加精確，從而提高測量結果的準確性。

本發明的一種新型的熱刺激電流測量裝置，包括真空室，以及置于真空室內部的測量機構，所述測量機構包括電極模組、半導體制冷片和熱交換器；所述電極模組包括第一電極、第二電極、電熱膜、金屬導熱片、絕緣支架和絕緣夾板；

所述熱交換器連接在真空室的側壁上，熱交換器的左側具有腔體結構，熱交換器的右側開設有冷卻介質的入口和出口，腔體結構與冷卻源之間通過冷卻介質的入口和出口、冷卻劑出口管路和冷卻劑入口管路連通，所述冷卻源為水或液氮，腔體結構的端部設置熱交換器封板，所述半導體制冷片貼合在熱交換器封板上；

所述第一電極和第二電極相對設置，兩者之間放置試樣，第二電極、電熱膜及金屬導熱片通過絕緣夾板固定在一起，第一電極安裝在絕緣支架上，調節螺栓穿過絕緣支架與絕緣夾板，調節螺栓的螺栓頭與絕緣支架之間設置有第一彈簧，調節螺栓的螺桿穿過熱交換器的外側邊緣及熱交換器底板，熱交換器的底板上設置有電磁鐵，銜鐵固定在調節螺栓上，銜鐵與電磁鐵相配合，銜鐵與熱交換器的外側邊緣之間設置有第一調節螺母，熱交換器的外側邊緣與絕緣夾板之間設置有第二彈簧和第二調節螺母。

其中，所述的半導體制冷片固定在熱交換器的表面，制冷片工作時的熱面與熱交換器緊密相接觸。

其中，絕緣支架與絕緣夾板平行設置，兩者通過調節螺栓連接在一起，絕緣支架與絕緣夾板沿調節螺栓的軸線直線運動。

其中，熱交換器與真空室的側壁的接觸面具有良好的氣密性。