基于電聲脈沖法的固-液通用型溫控空間電荷測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種電荷測量領域的技術，具體是一種基于電聲脈沖法的固-液通用型溫控空間電荷測量裝置。
【背景技術】
[0002]空間電荷積聚是絕緣介質中普遍存在的一種現(xiàn)象，它不僅會畸變絕緣介質中的電場分布，同時會加速絕緣介質的老化，影響絕緣的壽命；另外一些傳感器如駐極體材料等又依賴于空間電荷的作用，因此空間電荷是絕緣和傳感器領域普遍關心的問題。由于聚合物中的空間電荷對于介質材料的特性和應用至關重要，所以空間電荷的測量與表征技術的研宄起步較早且得到了不斷發(fā)展。通過空間電荷的測量，可以獲得聚合物內部一些參數(shù)的基本信息，如不同電場和溫度場下的載流子極性、載流子迀移率和陷阱深度。載流子的極性是空間不同位置凈電荷的極性，并且對電場梯度非常敏感，而這些信息用基于空間信息平均值的外部電流法和表面電位法等全域技術是無法獲得的。
[0003]電聲脈沖法測試技術具有原理簡單，測試技術成熟，使用安全性高，因此該類設備在國內外都得到了廣泛的應用。目前基于該方法的平板結構試樣空間電荷測量裝發(fā)展迅速，據(jù)此國際電工委員會(IEC)發(fā)布了這類設備的測試校驗標準IEC TS 62758-2012。但現(xiàn)有傳統(tǒng)基于電聲脈沖法的平板結構空間電荷測量裝置主要適用于固體介質試樣內部的空間電荷測量，無法測量液體介質試樣中的空間電荷分布。另外，上述部分設備可以測量試樣在不同溫度下的空間電荷，其試樣溫度主要通過對測量電極的加熱來控制:一類是采用加熱絲對單個電極(一般為安裝壓電傳感器的接地電極)直接加熱，這類方法結構簡單，但當試樣厚度較厚時，可能導致試樣內部受熱不均勻；另一類采用導熱液體介質在兩個測量電極中分別流通來實現(xiàn)電極加熱，這種結構可確保測量電極間的試樣上下表面均勻受熱，當兩個測量電極中流通的導熱液體介質不同時，可在試樣內部形成一定的溫度梯度，研宄試樣溫度梯度對空間電荷的影響，但這類控溫結構相對復雜。因此需要對傳統(tǒng)的適用于固體介質的空間電荷測量系統(tǒng)進行改進，以適用于液體介質中的空間電荷測量，并簡化試樣控溫系統(tǒng)的結構。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，提出一種基于電聲脈沖法的固-液通用型溫控空間電荷測量裝置，可適應于固體介質、液體介質和固體/液體雙層介質中空間電荷的測量，并且測試介質試樣中溫度可以調節(jié)。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括:包括:由下而上依次設置的聲波檢測機構、氣/液循環(huán)加熱系統(tǒng)以及包括金屬均壓球、上電極屏蔽罩、上電極和半導電片的高壓上電極系統(tǒng)，其中:上電極經由金屬導體引出至上電極屏蔽罩，用于防止高壓時端部放電的金屬均壓球設置于上電極的引出端部，用于改善固體試樣和上電極間的聲匹配的半導電片置于上電極和試樣之間。
[0006]所述的氣/液循環(huán)加熱系統(tǒng)包括:帶有凹腔的下電極鋁板和與之相連通的循環(huán)加熱機構，其中:下電極鋁板的下表面與所述聲波檢測機構固定連接，所述的凹腔底部與循環(huán)加熱機構相連通。
[0007]所述的高壓上電極系統(tǒng)通過固定壓板和緊固螺絲緊固連接于下電極鋁板上。
[0008]所述的循環(huán)加熱機構包括:循環(huán)泵、加熱套和帶有入口端和出口端的油浴機構，其中:所述的凹腔底部設有一對液體導通接頭，其中一個液體導通接頭通過管路與循環(huán)泵、加熱套和油浴機構的入口端相連，另一個液體導通接頭與油浴機構的出口端相連以實現(xiàn)循環(huán)加熱。
[0009]所述的聲波檢測機構包括:壓電傳感器和聲波吸收層，其中:壓電傳感器與下電極鋁板的下表面緊密連接，聲波吸收層緊貼壓電傳感器設置，并通過引線將壓電傳感器上的電壓信號輸出，經外圍配套高頻放大器放大后用示波器采集，即可實現(xiàn)空間電荷測量。
[0010]所述的上電極屏蔽罩上設有與上電極電連接的BNC接頭，該BNC接頭的線芯和上電極屏蔽罩間設有匹配電阻，該BNC接頭與上電極之間設有隔直電容。
技術效果
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明通過下電極鋁板的槽形結構設計、液體定位片，可分別測量固體介質、液體介質和固/液雙層介質中的空間電荷分布。
[0012]本發(fā)明通過下電極鋁板、液體導通接頭、導管、循環(huán)泵、加熱套和油浴構成氣/液循環(huán)加熱系統(tǒng)，可分別測量不同溫度下固體、液體介質中的空間電荷分布，其中:固體介質測量時，采用氣體或液體為導熱介質對被測固體介質進行加熱，液體介質測量時采用液體介質本身作為導熱介質，固/液雙層介質測量時采用液體介質本身作為導熱介質。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明整體結構示意圖；
[0014]圖2為尚壓上電極系統(tǒng)不意圖；
[0015]圖3為固壓片結構示意圖，其中:a為剖面圖，b為俯視圖；
[0016]圖4為下電極鋁板結構示意圖，其中:a為剖面圖，b為俯視圖；
[0017]圖5為液體定位金屬片示意圖，其中:a為剖面圖，b為俯視圖；
[0018]圖6為固體介質空間電荷測量操作示意圖；
[0019]圖7為液體空間電荷測量操作示意圖；
[0020]圖8為固/液體雙層介質空間電荷測量操作示意圖；
[0021]圖中:金屬均壓球1、高壓絕緣套2、固定壓板3、緊固螺絲4、5、上電極屏蔽罩6、環(huán)氧絕緣7、隔直電容8、匹配電阻9、上電極10、半導電片11、試樣12、BNC接頭13、液體定位片14、下電極鋁板15、液體導通接頭16、17、壓電傳感器18、聲波吸收層19、導管20、21、循環(huán)泵22、加熱套23和油浴24。
【具體實施方式】
[0022]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
[0023]如圖1和圖2所示，本實施例包括:高壓上電極系統(tǒng)和與之緊固連接的氣/液循環(huán)加熱系統(tǒng)，其中:高壓上電極系統(tǒng)包括:金屬均壓球1、上電極屏蔽罩6、隔直電容8、匹配電阻9、上電極10、半導電片11和BN