電導電流—空間電荷聯合測量裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種電導電流—空間電荷聯合測量裝置，包括：接地金屬屏蔽罩、接地金屬板、信號放大器和單刀雙擲開關，接地金屬屏蔽罩內設有高壓金屬電極并填充絕緣樹脂，接地金屬屏蔽罩上設有高壓直流導電桿和高壓脈沖導電桿，高壓直流導電桿與高壓金屬電極相連，高壓脈沖導電桿與高壓金屬電極之間連接有高壓電容；接地金屬板上設有金屬電極，接地金屬板上方設有相互絕緣的金屬外電極和中心金屬電極；信號放大器分別連接信號接線端口和金屬電極；單刀雙擲開關與中心金屬電極相連，以使中心金屬電極連接電導電流信號接線端口或接地。本發明的測量裝置，可以實現電導電流與空間電荷的同區域聯合測量，并具有測量精度高、測量結果可靠性高等優點。
【專利說明】
電導電流一空間電荷聯合測量裝置
技術領域
[0001]本發明涉及固體電介質材料性能測試技術領域，更具體地，涉及一種電導電流一空間電荷聯合測量裝置。
【背景技術】
[0002]電聲脈沖法空間電荷測量技術主要用于直流電場條件下固體絕緣材料內部空間電荷和電場強度分布特性的測量，研究空間電荷的注入、迀移、積聚和消散等動態演變過程，結合相關的物理模型，可以分析固體絕緣材料內部電荷的起源機制、迀移規律，以及空間電荷對絕緣材料電導、老化、擊穿等性能的影響。
[0003]電導電流能夠反映載流子輸運過程的許多微觀特性，如載流子的注入、電荷的入陷和出陷、電導機制、陷阱載流子密度、電老化閾值等，因而被廣泛用來研究半導體和電介質材料的電荷輸運過程。相較于空間電荷理論，電導理論發展更早，理論體系更成熟，在半導體和聚合物絕緣材料等多領域已得到廣泛的應用與發展。
[0004]相關技術中采用四電極結構來進行空間電荷與電導電流的性能測試，但是采用該結構進行測試存在以下問題:(I)電導電流精度低，僅能實現μΑ級或nA級。高壓脈沖直接耦合下電極，對電導電流測量產生嚴重干擾；(2)四電極結構使得電導電流和空間電荷測量區域不同，電極邊緣電場不均勻，兩種測量信號的等效性存疑；(3)有的使用玻璃片將壓電傳感器薄膜與接地電極絕緣，聲阻抗匹配不佳，有效信號幅值減小，信噪比降低；(4)基于光纖技術在高壓端提取微電流信號，存在操作安全性問題，且電導電流過大或過小均影響到取樣精度。

【發明內容】

[0005]本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明提出了一種電導電流一空間電荷聯合測量裝置，該電導電流一空間電荷聯合測量裝置可以實現電導電流和空間電荷的聯合測量，并且具有測量精度高、測試結果可靠性高等優點。
[0006]根據本發明的電導電流一空間電荷聯合測量裝置，包括:接地金屬屏蔽罩，所述接地金屬屏蔽罩內設有高壓金屬電極并填充用于固定高壓金屬電極的絕緣樹脂，所述接地金屬屏蔽罩上設有高壓直流導電桿和高壓脈沖導電桿，所述高壓直流導電桿與所述高壓金屬電極相連，所述高壓脈沖導電桿與所述高壓金屬電極之間連接有高壓電容，所述高壓金屬電極、所述高壓直流導電桿以及所述高壓脈沖導電桿均與所述接地金屬屏蔽罩絕緣;接地金屬板，所述接地金屬板上設有金屬電極，且所述接地金屬板上方設有相互絕緣的金屬外電極和中心金屬電極，所述金屬外電極與所述接地金屬板相連并環繞所述中心金屬電極，所述金屬電極上端與所述中心金屬電極之間連接有壓電傳感器和聲波吸收塊，所述接地金屬板下面連接有罩住所述金屬電極的金屬屏蔽殼;信號放大器，所述信號放大器位于所述金屬屏蔽殼內并分別連接信號接線端口和所述金屬電極;單刀雙擲開關，所述單刀雙擲開關與所述中心金屬電極相連，用于使所述中心金屬電極連接電導電流信號接線端口或接地。
[0007]根據本發明的電導電流一空間電荷聯合測量裝置，可以實現電導電流與空間電荷的同區域聯合測量，降低高壓脈沖信號對電導電流測量的干擾，并且具有測量精度高、測量結果可靠性高等優點。
[0008]另外，根據本發明上述實施例的電導電流一空間電荷聯合測量裝置還可以具有如下附加的技術特征:
[0009]根據本發明的一些實施例，所述接地金屬屏蔽罩內頂面連接有絕緣支撐塊，且所述高壓金屬電極的上端支撐在絕緣支撐塊上，用于支撐高壓金屬電極并使高壓金屬電極與所述金屬屏蔽罩之間絕緣。
[0010]根據本發明的一些實施例，所述接地金屬屏蔽罩包括接地金屬圓環和頂蓋，所述頂蓋封閉所述接地金屬圓環的上端，所述接地金屬圓環側面開孔供所述高壓直流導電桿和所述高壓脈沖導電桿穿過，所述頂蓋的上表面中心位置有一個未貫穿的半球形凹槽，用于固定接地金屬屏蔽罩。
[0011]根據本發明的一些實施例，所述高壓電容封裝在所述絕緣樹脂內。
[0012]根據本發明的一些實施例，所述高壓直流導電桿和所述高壓脈沖導電桿中任一個的外側均套有絕緣套管，用于使所述高壓直流導電桿和所述高壓脈沖導電桿中的任一個均與接地金屬屏蔽罩隔開。
[0013]根據本發明的一些實施例，所述高壓直流導電桿和所述高壓脈沖導電桿均連接所述高壓金屬電極的側面，所述高壓直流導電桿的下端面包裹著半導電層，用于接觸試樣表面并向試樣表面施加高壓直流電壓和高壓脈沖電壓。
[0014]可選地，所述半導電層與高壓金屬電極緊密貼合。
[0015]根據本發明的一些實施例，測量時被測試樣上表面與半導電層接觸且下表面與金屬外電極及中心金屬電極接觸，其中，被測試樣的尺寸不小于金屬外電極的外徑。
[0016]根據本發明的一些實施例，所述接地金屬板上固定有金屬固定環，所述接地金屬屏蔽罩的下端與所述金屬固定環相連。
[0017]根據本發明的一些實施例，所述接地金屬板上設有絕緣隔板，所述絕緣隔板的至少一部分夾在中心金屬電極與金屬外電極之間，用于隔開所述中心金屬電極和所述金屬外電極。
[0018]根據本發明的一些實施例，所述金屬電極外側套有絕緣護套，所述絕緣護套的上端與所述中心金屬電極相連。
[0019]根據本發明的一些實施例，所述單刀雙擲開關置于金屬屏蔽殼內，輸入端與中心金屬電極連接，輸出端分別與金屬屏蔽殼、電導電流信號輸出端連接。
[0020]根據本發明的一些實施例，所述金屬外電極一側固定在接地金屬板上，另一側與被測試樣表面貼合。
[0021]根據本發明的一些實施例，所述壓電傳感器一側固定在中心金屬電極下表面，另一側與聲波吸收塊貼合，所述聲波吸收塊緊貼在壓電傳感器的下表面。
[0022]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0023]圖1是根據本發明實施例的電導電流一空間電荷聯合測量裝置的整體結構示意圖；
[0024]圖2是根據本發明實施例的電導電流一空間電荷聯合測量裝置的局部結構示意圖。
[0025]附圖標記:
[0026]100:電導電流一空間電荷聯合測量裝置；
[0027]I:接地金屬屏蔽罩；101:接地金屬圓環；102:頂蓋;2:絕緣樹脂;3:絕緣支撐塊;4:高壓金屬電極;5:半導電層;6:被測試樣;7:金屬固定環;8:高壓脈沖絕緣套管;9:高壓脈沖導電桿；10:高壓電容；11:高壓直流導電桿；12:高壓直流絕緣套管；13:接地金屬板；14:金屬屏蔽殼；15:單刀雙擲開關;16:信號放大器;17:金屬外電極；18:絕緣隔板;19:金屬電極；20:絕緣護套;21:空間電荷信號接線端口； 22:中心金屬電極;23:壓電傳感器;24:聲波吸收塊;25:信號線;26:電導電流信號接線端口。
【具體實施方式】
[0028]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0029]下面結合附圖詳細描述根據本發明實施例的電導電流一空間電荷聯合測量裝置100，該電導電流一空間電荷聯合測量裝置100可用于對固體電介質材料進行電導電流和空間電荷的測量。
[0030]如圖1所示，根據本發明的電導電流一空間電荷聯合測量裝置100可以包括:接地金屬屏蔽罩1、接地金屬板13、信號放大器16和單刀雙擲開關15。
[0031]具體而言，如圖1所示，接地金屬屏蔽罩I內可設有高壓金屬電極4，并且接地金屬屏蔽罩I內可以填充有用于固定高壓電極的絕緣樹脂2，絕緣樹脂2可以起絕緣作用。接地金屬屏蔽罩I上可設有高壓直流導電桿11和高壓脈沖導電桿9，高壓直流導電桿11可與高壓金屬電極4相連，高壓脈沖導電桿9與高壓金屬電極4之間連接有高壓電容10，高壓直流導電桿11可用于將直流高電壓從外部引入到高壓金屬電極4上，以實現對被測試樣6的直流電場極化，高壓脈沖導電桿9可用于將高壓脈沖電壓從外部引入，并經過高壓電容10傳到高壓金屬電極4上，以進行空間電荷的測量。其中，高壓電容10連接高壓脈沖導電桿9和高壓金屬電極4，用于隔離直流電壓，并通過高壓脈沖信號。高壓金屬電極4、高壓直流導電桿11以及高壓脈沖導電桿9均可與接地金屬屏蔽罩I絕緣，從而可以避免測量過程受到干擾，在一定程度上提高測量精度和可靠性。
[0032]如圖1所示，接地金屬板13上可設有金屬電極19，并且接地金屬板13上方可設有互相絕緣的金屬外電極17和中心金屬電極22，被測試樣6可與金屬外電極17和中心金屬電極22接觸，金屬外電極17與接地金屬板13相連并且環繞中心金屬電極22，金屬電極19上端與中心金屬電極22之間可以連接有壓電傳感器23和聲波吸收塊24，接地金屬板13可用于固定金屬外電極17等元器件。例如，如圖1所示，金屬外電極17的一側固定在接地金屬板13上，另一側與被測試樣6的表面貼合，中心金屬電極22的上表面可與被測試樣6的表面緊密接觸，中心金屬電極22的下表面可與壓電傳感器23貼合，壓電傳感器23的一側可以固定在中心金屬電極的下表面，另一側可與聲波吸收塊24貼合。
[0033]其中，金屬外電極17可用于屏蔽被測試樣6上的表面電流，金屬外電極17與中心金屬電極22和高壓金屬電極4可以共同構成三電極法電導電流測量單元，壓電傳感器23可用于將高壓脈沖對空間電荷的作用產生的聲波信號轉換為電壓信號，以實現電聲脈沖法測量空間電荷，金屬電極19可用于傳輸壓電傳感器23產生的電壓信號，聲波吸收塊24可用于吸收從壓電傳感器23穿過的聲波，防止聲波反射回壓電傳感器23造成干擾，提高測量精度。
[0034]接地金屬板13下面可以連接有罩住金屬電極19的金屬屏蔽殼14，例如，在如圖1所不的不例中，金屬屏蔽殼14可以安裝在接地金屬板13的底部，金屬屏蔽殼14可用于屏蔽外界環境中的電磁干擾，防止電導電流及空間電荷測量過程引入干擾信號，提高測量結果的可靠性。
[0035]信號放大器16位于金屬屏蔽殼14內，并且信號放大器16分別連接空間電荷信號接線端口 21和金屬電極19，具體而言，信號放大器16的輸入端可以連接壓電傳感器23的信號輸出端，信號放大器16的輸出端可以連接空間電荷信號接線端口 21，信號放大器16可用于將壓電傳感器23產生的電壓信號放大，以便于測量。
[0036]可以理解的是，如圖1所示，信號放大器16與空間電荷信號接線端口21之間以及中心金屬電極22與電導電流信號接線端口 26之間均連接有信號線25，信號線25用于金屬屏蔽殼14內電導電流信號和空間電荷信號的傳輸。其中，信號接線端口可用于不同元件與信號線25之間的連接與固定，以確保信號能夠順利傳輸。
[0037]如圖1所示，單刀雙擲開關15可與中心金屬電極22相連，單刀雙擲開關15可用于使中心金屬電極22連接電導電流信號接線端口 21或接地，也就是說，單刀雙擲開關15的輸入端與中心金屬電極22連接，輸出端可分別與電導電流信號接線端口 21、金屬屏蔽殼14相連，用于切換電導電流信號傳輸通道和空間電荷測量接地通道。
[0038]工作時，將被測試樣6放置在接地金屬板13上，接著使高壓金屬電極4與被測試樣6表面貼合，然后施加所需的高壓脈沖電壓和高壓直流電壓，二者同時疊加在被測試樣6上，切換單刀雙擲開關15的輸出端，就可以依次實現對電導電流與空間電荷信號的測量。
[0039]當進行電導電流測試時，控制單刀雙擲開關15，使開關輸入端與電導電流信號接線端口 26連接，并停止高壓脈沖輸入，降低高壓脈沖電壓信號對電導電流測量的干擾，此時電導電流信號接線端口 26輸出電導電流信號，實現三電極法測量電導電流。
[0040]電導電流測量完成后切換單刀雙擲開關15，使中心金屬電極22接地，同時打開高壓脈沖電壓輸入以產生空間電荷信號，此時空間電荷信號接線端口 21輸出空間電荷信號，從而可以實現電聲脈沖法測量空間電荷。
[0041]根據本發明的電導電流一空間電荷聯合測量裝置100，通過控制單刀雙擲開關15切換，可以方便快速地實現對電導電流與空間電荷的聯合測量，并且電導電流與空間電荷的測量區域均為被測試樣6上與高壓金屬電極4接觸的區域，因而可以實現對電導電流與空間電荷的同區域測量，同時，在電導電流測量時，可以降低高壓脈沖的干擾，具有測量精度高、測量結果可靠性高等優點。
[0042]根據本發明的一些實施例，如圖1所示，接地金屬屏蔽罩I內頂面可以連接有絕緣支撐塊3，并且高壓金屬電極4的上端可以支撐在絕緣支撐塊3上，絕緣支撐塊3可用于支撐高壓金屬電極4并使高壓金屬電極4與接地金屬屏蔽罩I之間絕緣，提高高壓金屬電極4的穩定性，并且可以降低干擾，提高測量精度。
[0043]在本發明的一些實施例中，接地金屬屏蔽罩I可以包括接地金屬圓環101和頂蓋102，如圖1所示，頂蓋102可以封閉接地金屬圓環101的上端，接地金屬圓環101可以固定在接地金屬板13上，用于定位和固定頂蓋102，絕緣支撐塊3可設在頂蓋102與高壓金屬電極4之間，以支撐高壓金屬電極4，并起絕緣作用。接地金屬圓環101側面可以開孔，供高壓直流導電桿11和高壓脈沖導電桿9穿過，頂蓋102的上表面中心位置可設有一個未貫穿的半球形凹槽，凹槽可用于固定接地金屬屏蔽罩I，以提高接地金屬屏蔽罩I的穩定性。
[0044]根據本發明的一些實施例，高壓電容10可以封裝在絕緣樹脂2內，從而可以利用絕緣樹脂2將高壓電容10固定在接地金屬屏蔽罩I內，提高穩定性和可靠性，并且可以利用絕緣樹脂2使高壓電容10與其他元器件絕緣，提高耐壓性。
[0045]根據本發明的一些實施例，如圖1所示，高壓直流導電桿11和高壓脈沖導電桿9中任一個的外側套有絕緣套管，絕緣套管可用于使高壓直流導電桿11和高壓脈沖導電桿9中的任一個與接地金屬屏蔽罩I隔開，防止高壓直流導電桿11和高壓脈沖導電桿9與接地金屬屏蔽罩I接通，以進一步提高耐壓性，從而可以適應不同厚度被測試樣6的測量需求，保證測量工作的能夠順利進行。
[0046]可選地，高壓直流導電桿11可以從高壓直流絕緣套管12中穿過，如圖1所示，高壓直流絕緣套管12可以形成為中空的圓柱體，高壓直流絕緣套管12可以穿過接地金屬圓環101，高壓直流絕緣套管12的一端可以沒入絕緣樹脂2中并與高壓金屬電極4相連，高壓直流絕緣套管12的作用是將高壓直流導電桿11與接地金屬屏蔽罩I絕緣。
[0047]可選地，高壓脈沖導電桿9可以從高壓脈沖絕緣套管8中穿過，如圖1所示，高壓脈沖絕緣套管8可以形成為中空的圓柱體，高壓脈沖絕緣套管8可以穿過金屬圓環，高壓脈沖絕緣套管8的一端可以沒入絕緣樹脂2中并與高壓金屬電極4相連，高壓脈沖絕緣套管8的作用是將高壓脈沖導電桿9與接地金屬屏蔽罩I絕緣。
[0048]根據本發明的一些實施例，如圖1所示，高壓直流導電桿11和高壓脈沖導電桿9均可連接在高壓金屬電極4的側面，高壓直流導電桿11的下端面可包裹半導電層5，以用于接觸被測試樣6表面，并向被測試樣6表面施加高壓直流電壓和高壓脈沖電壓，實現電導電流和空間電荷的聯合測量。并且，通過將高壓直流導電桿11和高壓脈沖導電桿9連接在高壓金屬電極4的側面，可以減小電導電流一空間電荷聯合測量裝置100的體積，降低成本。
[0049]可選地，半導電層5可與高壓金屬電極4緊密貼合，以盡可能地減小聲波在被測試樣6表面的反射，進一步降低干擾因素對測量結果的影響，提高測量精度。
[0050]根據本發明的一些實施例，測量時，被測試樣6上表面與半導電層5接觸，并且被測試樣6的下表面可與金屬外電極17及中心金屬電極22接觸，從而可以通過高壓金屬電極4、金屬外電極17、中心金屬電極22和絕緣隔板18共同構成三電極法電導電流測量單元，實現對被測試樣6電導電流的測量。其中，被測試樣6的尺寸不小于金屬外電極17的外徑，以確保測量工作的順利進行。
[0051 ]在本發明的一些實施例中，如圖1所示，接地金屬板13上固定有金屬固定環7，接地金屬屏蔽罩I的下端可與金屬固定環7相連，從而可以利用金屬固定環7定位和固定接地金屬屏蔽罩I，使接地金屬屏蔽罩I的穩定性和可靠性更高。
[0052]根據本發明的一些實施例，接地金屬板13上可設有絕緣隔板18，絕緣隔板18的至少一部分可夾在中心金屬電極22與金屬外電極17之間，絕緣隔板18可用于隔開中心金屬電極22和金屬外電極17，產生絕緣隔離的效果。
[0053]根據本發明的一些實施例，如圖1所示，金屬電極19外側可以套有絕緣護套20，絕緣護套20的上端可與中心金屬電極22相連，例如，在如圖1所示的示例中，金屬電極19的一側緊貼在聲波吸收塊24下表面，金屬電極19的其他部分緊貼絕緣護套20的內表面，絕緣護套20可用于隔離金屬電極19與接地金屬板13，保證金屬電極19上信號的傳輸。
[0054]可選地，工作時，可以在中心金屬電極22與被測試樣6之間和被測試樣6和半導電層5之間滴入硅油，以消除接觸面的氣隙，改善聲波傳播效果，進一步提高空間電荷的測量精度和測量結果的可靠性。
[0055]在本發明的一些實施例中，單刀雙擲開關15可以置于金屬屏蔽殼14內，單刀雙擲開關15的輸入端可與中心金屬電極22連接，輸出端可分別與金屬屏蔽殼14、電導電流信號接線端口 26連接。由此，切換單刀雙擲開關15，就可以方便快速地實現電導電流測量與空間電荷信號測量的協同配合，從而可以有效避免高壓脈沖對電導電流信號的干擾，實現PA級電流的高精度測量。同時，由于被測試樣6的空間電荷測量區域與電導電流測量區域均為與中心金屬電極22接觸的部分，從而可以實現兩種信號的同區域測量，進而可以進一步提高測量結果的可靠性。
[0056]根據本發明的一些實施例，金屬外電極17—側可以固定在接地金屬板13上，另一側可用于與被測試樣6表面貼合，以將被測試樣6上的表面電流屏蔽掉，降低測量結果受到干擾的概率。
[0057]在本發明的一些實施例中，如圖1和圖2所示，壓電傳感器23—側可以固定在中心金屬電極22下表面，中心金屬電極22可以引出一根信號線25連接單刀雙擲開關15的輸入端，壓電傳感器23的另一側可與聲波吸收塊24貼合，聲波吸收塊24可以緊貼在壓電傳感器23的下表面。由此，可以進一步降低聲波的反射，提高測量的精度。
[0058]下面結合圖1和圖2詳細描述根據本發明實施例的電導電流一空間電荷聯合測量裝置100的工作過程。
[0059]工作時，在中心金屬電極22的中央位置滴幾滴硅油，將被測試樣6放置在滴有硅油的接地金屬板13中央。在被測試樣6表面中央位置滴入硅油，接著使高壓金屬電極4上的半導電層與被測試樣6表面緊貼在一起，然后，施加所需的高壓脈沖電壓和高壓直流電壓，二者同時疊加在被測試樣6上。切換單刀雙擲開關15的輸出端，就可以依次實現對電導電流與空間電荷信號的測量。
[0060]當進行電導電流測量時，控制單刀雙擲開關15，使單刀雙擲開關15的輸入端與電導電流信號接線端口 26連接，并停止高壓脈沖電壓輸入以避免其對電導電流測量產生干擾，此時電導電流信號接線端口 26輸出電導電流信號，從而實現三電極法測量電導電流。
[0061]電導電流測量完成后，可以切換單刀雙擲開關15，使得中心金屬電極22接地，以保證空間電荷測量時中心金屬電極22電位為地電位的要求，同時打開高壓脈沖電壓輸入以產生空間電荷信號，此時空間電荷信號接線端口 21輸出空間電荷，從而可以實現電聲脈沖法測量空間電荷。
[0062]并且，通過控制單刀雙擲開關15的卻換速度，可以實現極短時間內對電導電流與空間電荷的測量，在該時間段內可以認為電導電流與空間電荷不變，且電導電流與空間電荷的測量區域均為被測試樣6上與高壓金屬電極4接觸的區域，由此，可以實現對電導電流與空間電荷的同區域測量。
[0063]按照上述操作步驟，在指定測量時間內依次切換單刀雙擲開關15的輸出端，并進行相應的其他測量操作，可以實現對被測試樣上同一塊區域的電導電流與空間電荷的聯合測量。
[0064]綜上所述，根據本發明實施例的電導電流一空間電荷聯合測量裝置100，基于三電極結構，分別采用三電極法與電聲脈沖法測量電導電流與空間電荷，并通過單刀雙擲開關15的操作實現電導電流測量與空間電荷信號測量的協同配合，有效避免了高壓脈沖對電導電流信號的干擾，實現PA級電流的高精度測量。同時，電導電流與空間電荷的測量區域相同，測量結果可靠性更高，而且測試結果能更有力地反映被測材料的電導特性與空間電荷特性間聯系。此外，本測量裝置小體積、高耐壓的電極結構設計能夠適應小試樣和厚試樣的測試需求。
[0065]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0066]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。
[0067]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接或彼此可通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0068]在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0069]在本說明書的描述中，參考術語“實施例”、“具體實施例”、“示例”或“具體示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
[0070]盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種電導電流一空間電荷聯合測量裝置，其特征在于，包括: 接地金屬屏蔽罩，所述接地金屬屏蔽罩內設有高壓金屬電極并填充用于固定高壓金屬電極的絕緣樹脂，所述接地金屬屏蔽罩上設有高壓直流導電桿和高壓脈沖導電桿，所述高壓直流導電桿與所述高壓金屬電極相連，所述高壓脈沖導電桿與所述高壓金屬電極之間連接有高壓電容，所述高壓金屬電極、所述高壓直流導電桿以及所述高壓脈沖導電桿均與所述接地金屬屏蔽罩絕緣； 接地金屬板，所述接地金屬板上設有金屬電極，且所述接地金屬板上方設有相互絕緣的金屬外電極和中心金屬電極，所述金屬外電極與所述接地金屬板相連并環繞所述中心金屬電極，所述金屬電極上端與所述中心金屬電極之間連接有壓電傳感器和聲波吸收塊，所述接地金屬板下面連接有罩住所述金屬電極的金屬屏蔽殼； 信號放大器，所述信號放大器位于所述金屬屏蔽殼內并分別連接空間電荷信號接線端口和所述金屬電極； 單刀雙擲開關，所述單刀雙擲開關與所述中心金屬電極相連，用于使所述中心金屬電極連接電導電流信號接線端口或接地。2.根據權利要求1所述電導電流一空間電荷聯合測量裝置，其特征在于，所述接地金屬屏蔽罩內頂面連接有絕緣支撐塊，且所述高壓金屬電極的上端支撐在絕緣支撐塊上，用于支撐高壓金屬電極并使高壓金屬電極與所述金屬屏蔽罩之間絕緣。3.根據權利要求1所述電導電流一空間電荷聯合測量裝置，其特征在于，所述接地金屬屏蔽罩包括接地金屬圓環和頂蓋，所述頂蓋封閉所述接地金屬圓環的上端，所述接地金屬圓環側面開孔供所述高壓直流導電桿和所述高壓脈沖導電桿穿過，頂蓋的上表面中心位置有一個未貫穿的半球形凹槽，用于固定接地金屬屏蔽罩。4.根據權利要求1所述電導電流一空間電荷聯合測量裝置，其特征在于，所述高壓電容封裝在所述絕緣樹脂內。5.根據權利要求1所述電導電流一空間電荷聯合測量裝置，其特征在于，所述高壓直流導電桿和所述高壓脈沖導電桿中任一個的外側套有絕緣套管，用于使所述高壓直流導電桿和所述高壓脈沖導電桿中的任一個與接地金屬屏蔽罩隔開。6.根據權利要求1所述電導電流一空間電荷聯合測量裝置，其特征在于，所述高壓直流導電桿和所述高壓脈沖導電桿均連接所述高壓金屬電極的側面，所述高壓直流導電桿的下端面包裹半導電層，用于接觸被測試樣表面并向被測試樣表面施加高壓直流電壓和高壓脈沖電壓。7.根據權利要求6所述電導電流一空間電荷聯合測量裝置，其特征在于，所述半導電層與高壓金屬電極緊密貼合。8.根據權利要求1所述電導電流一空間電荷聯合測量裝置，其特征在于，測量時被測試樣上表面與半導電層接觸且下表面與金屬外電極及中心金屬電極接觸，其中，被測試樣的尺寸不小于金屬外電極的外徑。9.根據權利要求1所述電導電流一空間電荷聯合測量裝置，其特征在于，所述接地金屬板上固定有金屬固定環，所述接地金屬屏蔽罩的下端與所述金屬固定環相連。10.根據權利要求1所述電導電流一空間電荷聯合測量裝置，其特征在于，所述接地金屬板上設有絕緣隔板，所述絕緣隔板的至少一部分夾在中心金屬電極與金屬外電極之間，用于隔開所述中心金屬電極和所述金屬外電極。11.根據權利要求1所述電導電流一空間電荷聯合測量裝置，其特征在于，所述金屬電極外側套有絕緣護套，所述絕緣護套的上端與所述中心金屬電極相連。12.根據權利要求1所述電導電流一空間電荷聯合測量裝置，其特征在于，所述單刀雙擲開關置于金屬屏蔽殼內，輸入端與中心金屬電極連接，輸出端分別與金屬屏蔽殼、電導電流信號輸出端連接。13.根據權利要求1所述電導電流一空間電荷聯合測量裝置，其特征在于，所述金屬外電極一側固定在接地金屬板上，另一側與被測試樣表面貼合。14.根據權利要求1所述電導電流一空間電荷聯合測量裝置，其特征在于，所述壓電傳感器一側固定在中心金屬電極下表面，另一側與聲波吸收塊貼合，所述聲波吸收塊緊貼在壓電傳感器的下表面。
【文檔編號】G01R29/24GK105911326SQ201610245015
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月18日
【發明人】周遠翔, 張靈, 尹琪, 張云霄, 滕陳源, 王健, 王健一, 陳錚錚, 趙健康, 程子霞
【申請人】清華大學, 鄭州大學, 中國電力科學研究院