本發(fā)明涉及固體電介質(zhì)材料性能測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電導(dǎo)電流與空間電荷的同步測量裝置。

背景技術(shù)：

目前，電聲脈沖法空間電荷測量技術(shù)已成為國內(nèi)外研究絕緣材料空間電荷特性的通用技術(shù)之一。該技術(shù)可應(yīng)用于交流、直流電場條件下材料內(nèi)部空間電荷分布特性的研究，包括空間電荷的注入、遷移、積聚和消散等動(dòng)態(tài)演變過程，分析材料內(nèi)部電荷的起源機(jī)制、遷移規(guī)律，以及空間電荷與材料電導(dǎo)、局部放電、擊穿、老化等絕緣性能的相互影響規(guī)律和內(nèi)在作用機(jī)制。

電導(dǎo)電流能夠反映載流子輸運(yùn)過程的許多微觀特性，如載流子注入、電荷入陷和脫陷、電導(dǎo)機(jī)制、陷阱載流子密度、電老化閾值等，被廣泛用于研究半導(dǎo)體和電介質(zhì)材料的電荷輸運(yùn)過程。相較于空間電荷理論，電導(dǎo)理論發(fā)展更早，理論體系更成熟，在半導(dǎo)體和聚合物絕緣材料等多領(lǐng)域已得到更為廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。電導(dǎo)電流與空間電荷的聯(lián)合測量，有助于闡明空間電荷研究中諸多尚不清楚的重要問題，如空間電荷包遷移對(duì)材料電導(dǎo)率的影響、陷阱特性與空間電荷的相互關(guān)聯(lián)性、空間電荷抑制與電導(dǎo)率調(diào)控的相互平衡性等。

然而，現(xiàn)有電導(dǎo)電流—空間電荷聯(lián)合測量技術(shù)存在的問題有：(1)非同步測量；(2)四電極結(jié)構(gòu)使得電導(dǎo)電流和空間電荷測量區(qū)域不同，兩種信號(hào)的等效性有待驗(yàn)證；(3)電導(dǎo)電流精度低，僅能實(shí)現(xiàn)μA量級(jí)或nA量級(jí)；(4)高壓端提取電導(dǎo)電流信號(hào)存在操作安全問題，且電導(dǎo)電流過大或過小均會(huì)影響測量精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種電導(dǎo)電流與空間電荷的同步測量裝置，該裝置可以同步測量電導(dǎo)電流信號(hào)和空間電荷信號(hào)，提高測量的可靠性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提出了一種電導(dǎo)電流與空間電荷的同步測量裝置，包括：金屬外電極，用于屏蔽被測試樣上的表面電流；高壓金屬電極，用于向所述被測試樣施加高壓直流電壓和高壓脈沖；絕緣隔板，用于隔離所述被測試樣的體電流和表面電流；中心金屬電極，用于同時(shí)引出一根信號(hào)線傳輸電導(dǎo)電流信號(hào)；絕緣片，所述絕緣片的聲阻抗與所述中心金屬電極相匹配，用于對(duì)所述電導(dǎo)電流信號(hào)和空間電荷信號(hào)進(jìn)行剝離，以同步測量所述電導(dǎo)電流信號(hào)和所述電荷信號(hào)；壓電傳感器，所述壓電傳感器為90°彎折的壓電傳感器結(jié)構(gòu)，用于利用壓電效應(yīng)將所述高壓脈沖對(duì)所述空間電荷信號(hào)作用產(chǎn)生的聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，以使被測試樣在同一區(qū)域同步提取所述電導(dǎo)電流信號(hào)和所述空間電荷信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施例的電導(dǎo)電流與空間電荷的同步測量裝置，通過選用與中心金屬電極的聲阻抗相匹配的絕緣片，實(shí)現(xiàn)了電導(dǎo)電流信號(hào)和空間電荷信號(hào)的有效剝離，可同步開展電導(dǎo)電流信號(hào)和空間電荷信號(hào)的測量，并且電導(dǎo)電流信號(hào)和空間電荷信號(hào)均來源于試樣同一區(qū)域(包括表面與體內(nèi))，并消除了表面電流的干擾，測試結(jié)果更可靠，不但提高了測量的可靠性，而且簡單易實(shí)現(xiàn)。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的電導(dǎo)電流與空間電荷的同步測量裝置還可以具有以下附加的技術(shù)特征：

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述裝置還包括：接地金屬屏蔽罩；絕緣樹脂，所述絕緣樹脂澆注并固定于所述接地金屬屏蔽罩內(nèi)，用于固定和封裝多個(gè)元器件。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述裝置還包括：絕緣支撐塊，用于支撐所述高壓金屬電極，并且使所述高壓金屬電極和所述接地金屬屏蔽罩相互絕緣；半導(dǎo)電層，用于減小聲波在所述被測試樣的上表面的反射，并模擬電力電纜內(nèi)絕緣中半導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述裝置還包括：金屬固定環(huán)，用于定位所述接地金屬屏蔽罩；接地，用于為電導(dǎo)電流提供通路，且提供穩(wěn)定的零電位。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述裝置還包括：脈沖絕緣套管；脈沖導(dǎo)電桿，用于引入所述高壓脈沖到所述高壓金屬電極；高壓電容，用于隔離所述直流電壓并通過所述高壓脈沖；直流絕緣套管；直流導(dǎo)電桿，用于引入直流高電壓到所述高壓金屬電極。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述裝置還包括：還包括：接地金屬板；聲波吸收塊，用于吸收從所述壓電傳感器穿過的聲波，以防止所述聲波反射而干擾所述空間電荷信號(hào)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述裝置還包括：絕緣護(hù)套；橢球型電極，用于輸出所述空間電荷信號(hào)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述裝置還包括：金屬電極，用于傳輸所述壓電傳感器產(chǎn)生的所述空間電荷信號(hào)；金屬固定殼，用于屏蔽電磁干擾。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述裝置還包括：信號(hào)線；信號(hào)接線端口；金屬屏蔽殼，用于屏蔽環(huán)境中電磁干擾。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述裝置還包括：瞬態(tài)二極管，在所述被測試樣發(fā)生擊穿時(shí)，用于保護(hù)微電流計(jì)，以抑制擊穿過程可能產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓；信號(hào)放大器，用于放大所述壓電傳感器產(chǎn)生的電壓信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施例的電導(dǎo)電流與空間電荷的同步測量裝置，通過在電流支路上并聯(lián)一對(duì)正反接的瞬態(tài)二極管，消除了試樣擊穿時(shí)微電流計(jì)受到的過電壓威脅。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)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(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電導(dǎo)電流與空間電荷的同步測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓電傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電導(dǎo)電流與空間電荷的同步測量裝置。

該電導(dǎo)電流與空間電荷的同步測量裝置包括：金屬外電極、高壓金屬電極、絕緣隔板、中心金屬電極、絕緣片和壓電傳感器。

其中，金屬外電極用于屏蔽被測試樣上的表面電流。高壓金屬電極用于向被測試樣施加高壓直流電壓和高壓脈沖。絕緣隔板用于隔離被測試樣的體電流和表面電流。中心金屬電極用于同時(shí)引出一根信號(hào)線傳輸電導(dǎo)電流信號(hào)。絕緣片的聲阻抗與中心金屬電極相匹配，絕緣片用于對(duì)電導(dǎo)電流信號(hào)和空間電荷信號(hào)進(jìn)行剝離，以同步測量電導(dǎo)電流信號(hào)和電荷信號(hào)。壓電傳感器為90°彎折的壓電傳感器結(jié)構(gòu)，壓電傳感器用于利用壓電效應(yīng)將高壓脈沖對(duì)空間電荷信號(hào)作用產(chǎn)生的聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，以使被測試樣在同一區(qū)域同步提取電導(dǎo)電流信號(hào)和空間電荷信號(hào)。該裝置可以實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)電流信號(hào)和空間電荷信號(hào)的有效剝離，可同步開展電導(dǎo)電流信號(hào)和空間電荷信號(hào)的測量，提高了測量的可靠性。

可以理解的是，本發(fā)明實(shí)施例的電導(dǎo)電流與空間電荷的同步測量裝置，通過選用與中心金屬電極的聲阻抗相匹配的絕緣片，實(shí)現(xiàn)了電導(dǎo)電流信號(hào)和空間電荷信號(hào)的有效剝離，可同步開展電導(dǎo)電流信號(hào)和空間電荷信號(hào)的測量，并且電導(dǎo)電流信號(hào)和空間電荷信號(hào)均來源于試樣同一區(qū)域(包括表面與體內(nèi))，并消除了表面電流的干擾，測試結(jié)果更可靠，不但提高了測量的可靠性，而且簡單易實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的裝置還包括：接地金屬屏蔽罩和絕緣樹脂。其中，絕緣樹脂澆注并固定于接地金屬屏蔽罩內(nèi)，用于固定和封裝多個(gè)元器件。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的裝置還包括：絕緣支撐塊和半導(dǎo)電層。其中，絕緣支撐塊用于支撐高壓金屬電極，并且使高壓金屬電極和接地金屬屏蔽罩相互絕緣；半導(dǎo)電層用于減小聲波在被測試樣的上表面的反射，并模擬電力電纜內(nèi)絕緣中半導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的裝置還包括：金屬固定環(huán)和接地。其中，金屬固定環(huán)用于定位接地金屬屏蔽罩；接地用于為電導(dǎo)電流提供通路，且提供穩(wěn)定的零電位。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的裝置還包括：脈沖絕緣套管、脈沖導(dǎo)電桿、高壓電容、直流絕緣套管和直流導(dǎo)電桿。其中脈沖導(dǎo)電桿用于引入高壓脈沖到高壓金屬電極；高壓電容用于隔離直流電壓并通過高壓脈沖；直流導(dǎo)電桿用于引入直流高電壓到高壓金屬電極。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的裝置還包括：接地金屬板和聲波吸收塊。其中，聲波吸收塊用于吸收從壓電傳感器穿過的聲波，以防止聲波反射而干擾空間電荷信號(hào)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的裝置還包括：絕緣護(hù)套和橢球型電極。其中，橢球型電極用于輸出空間電荷信號(hào)。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的裝置還包括：金屬電極和金屬固定殼。其中，金屬電極用于傳輸壓電傳感器產(chǎn)生的空間電荷信號(hào)；金屬固定殼用于屏蔽電磁干擾。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的裝置還包括：信號(hào)線、信號(hào)接線端口和金屬屏蔽殼。其中，金屬屏蔽殼用于屏蔽環(huán)境中電磁干擾。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的裝置還包括：瞬態(tài)二極管和信號(hào)放大器。其中，在被測試樣發(fā)生擊穿時(shí)，瞬態(tài)二極管用于保護(hù)微電流計(jì)，以抑制擊穿過程可能產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓；信號(hào)放大器用于放大壓電傳感器產(chǎn)生的電壓信號(hào)。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的裝置，通過在電流支路上并聯(lián)一對(duì)正反接的瞬態(tài)二極管，消除了試樣擊穿時(shí)微電流計(jì)受到的過電壓威脅。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例的裝置特別適用于高溫、強(qiáng)電場等多物理場耦合工況下的空間電荷和電導(dǎo)電流暫態(tài)過程測量，并可集成快速動(dòng)態(tài)、連續(xù)測量等功能，由于本發(fā)明實(shí)施例避免了異步測量中信號(hào)切換、信號(hào)穩(wěn)定所必要的時(shí)間，大大拓展了電導(dǎo)電流—空間電荷聯(lián)合測量裝置的使用范圍。簡言之，本發(fā)明實(shí)施例適應(yīng)了固體絕緣材料空間電荷和電導(dǎo)電流聯(lián)合測量的發(fā)展趨勢，為空間電荷測量技術(shù)的高性能化和多功能化的發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用。

下面以一個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。

在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的裝置包括：接地金屬屏蔽罩、絕緣樹脂、絕緣支撐塊、高壓金屬電極、半導(dǎo)電層、被測試樣、金屬固定環(huán)、接地、脈沖絕緣套管、脈沖導(dǎo)電桿、高壓電容、直流導(dǎo)電桿、直流絕緣套管、接地金屬板、中心金屬電極、絕緣片、壓電傳感器、聲波吸收塊、橢球型電極、絕緣護(hù)套、金屬外電極、絕緣隔板、金屬電極、金屬固定殼、信號(hào)線、信號(hào)接線端口、金屬屏蔽殼、瞬態(tài)二極管和信號(hào)放大器。

其中，接地金屬屏蔽罩為中空?qǐng)A柱體，其下表面開口，上表面中心位置有一個(gè)未貫穿的半球形凹槽，用于固定接地金屬屏蔽罩，側(cè)面開有兩孔分別供直流絕緣套管和脈沖絕緣套管穿過。

絕緣樹脂澆注并固定于接地金屬屏蔽罩內(nèi)，其作用是固定和封裝高壓電容、高壓金屬電極等元器件，并使其相互絕緣。

絕緣支撐塊位于高壓金屬電極正上方，在接地金屬屏蔽罩倒置澆注絕緣樹脂時(shí)，能夠支撐高壓金屬電極，設(shè)備運(yùn)行時(shí)使高壓金屬電極和接地金屬屏蔽罩相互絕緣。

高壓金屬電極側(cè)面分別與直流絕緣套管中的直流導(dǎo)電桿和脈沖絕緣套管中的脈沖導(dǎo)電桿相連，其上端與絕緣支撐塊相連，下端表面包裹一層半導(dǎo)電層且與被測試樣上表面接觸，用于向被測試樣施加高壓直流電壓和高壓脈沖。

半導(dǎo)電層與高壓金屬電極緊密貼合，其作用是減小聲波在被測試樣上表面的反射并模擬電力電纜內(nèi)絕緣中半導(dǎo)電層結(jié)構(gòu)。

被測試樣的上表面與半導(dǎo)電層接觸，下表面與金屬外電極及中心金屬電極接觸，被測試樣的尺寸需大于金屬外電極內(nèi)徑。

金屬固定環(huán)固定在接地金屬板上，用于定位接地金屬屏蔽罩。

接地，其作用為電導(dǎo)電流提供通路、為壓電傳感器提供穩(wěn)定的零電位以及防止人身傷害。

脈沖絕緣套管為圓柱中空長形結(jié)構(gòu)，從接地金屬屏蔽罩側(cè)面穿過，一端沒入絕緣樹脂，其作用是將脈沖導(dǎo)電桿與接地金屬屏蔽罩絕緣。

脈沖導(dǎo)電桿從脈沖絕緣套管中穿過，其作用是引入高壓脈沖到高壓金屬電極。

高壓電容封裝于絕緣樹脂中，連接脈沖導(dǎo)電桿與高壓金屬電極，用于隔離直流電壓，并通過高壓脈沖。

直流導(dǎo)電桿從直流絕緣套管中穿過，其作用是引入直流高電壓到高壓金屬電極。

直流絕緣套管為圓柱中空長形結(jié)構(gòu)，從屏蔽罩側(cè)面穿過，一端沒入絕緣樹脂封裝件中，其作用是將直流導(dǎo)電桿與接地金屬屏蔽罩絕緣。

接地金屬板上安裝有金屬固定環(huán)、金屬外電極、絕緣隔板等元件。

中心金屬電極上表面與被測試樣表面緊密接觸，下表面與絕緣片貼合，同時(shí)引出一根信號(hào)線傳輸電導(dǎo)電流信號(hào)。

絕緣片位于中心金屬電極和壓電傳感器之間，其聲阻抗與中心金屬電極相匹配，用于剝離電導(dǎo)電流信號(hào)和空間電荷信號(hào)。

壓電傳感器一側(cè)與絕緣片下表面以及金屬外電極下表面相連，實(shí)現(xiàn)該側(cè)接地以固定在零電位，另一側(cè)與聲波吸收塊貼合，其作用是利用壓電效應(yīng)將高壓脈沖對(duì)空間電荷作用產(chǎn)生的聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。

聲波吸收塊緊貼在壓電傳感器下表面，用于吸收從壓電傳感器穿過的聲波，防止聲波反射而干擾空間電荷信號(hào)。

橢球型電極嵌于金屬電極下端凹槽內(nèi)，輸出金屬電極傳來的空間電荷信號(hào)。

絕緣護(hù)套將金屬電極與接地金屬板隔離，保證金屬電極上信號(hào)的傳輸。

金屬外電極與中心金屬電極、高壓金屬電極和絕緣隔板共同構(gòu)成三電極法電導(dǎo)電流測量單元，其下端固定在接地金屬板上，上表面與被測試樣表面貼合，并環(huán)繞中心金屬電極，用于屏蔽被測試樣上的表面電流。

絕緣隔板位于中心金屬電極與金屬外電極之間，并與后兩者緊密貼合，用于隔離被測試樣的體電流和表面電流。

金屬電極上端開口供聲波吸收塊嵌入，其側(cè)面與90°彎折的壓電傳感器下表面相連接，上端右側(cè)緊貼絕緣護(hù)套內(nèi)表面，作用是傳輸壓電傳感器產(chǎn)生的空間電荷信號(hào)。

金屬固定殼安裝在接地金屬板底部，用于屏蔽環(huán)境中的電磁干擾，防止電導(dǎo)電流及空間電荷信號(hào)測量過程引入干擾。

信號(hào)線用于電導(dǎo)電流信號(hào)和空間電荷信號(hào)的傳輸。

信號(hào)接線端口用于不同元件與信號(hào)線之間的連接與固定。

金屬屏蔽殼安裝于接地金屬板下表面，作用是屏蔽環(huán)境中的電磁干擾。

瞬態(tài)二極管正反接且并聯(lián)于電導(dǎo)電流支路，在被測試樣發(fā)生擊穿時(shí)保護(hù)微電流計(jì)，抑制擊穿過程可能產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓，而在正常測量過程中不動(dòng)作。

信號(hào)放大器用于將壓電傳感器產(chǎn)生的電壓信號(hào)放大，其輸入端連接壓電傳感器信號(hào)輸出端，輸出端連接空間電荷信號(hào)接線端口。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，分別采用三電極法與電聲脈沖法測量電導(dǎo)電流與空間電荷信號(hào)，并通過立體的壓電傳感器安裝方式實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)電流信號(hào)與空間電荷信號(hào)在試樣同一區(qū)域同步測量，因而測試結(jié)果能更有力地反映被測材料的電導(dǎo)電流特性與空間電荷特性之間聯(lián)系。同時(shí)，瞬態(tài)二極管的引入提高了測量裝置的安全性能。此外，本發(fā)明還可以在高溫、強(qiáng)電場等工況下集成快速動(dòng)態(tài)、連續(xù)測量等功能，具有很好的拓展性。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的裝置的工作原理進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的裝置包括：接地金屬屏蔽罩1、絕緣樹脂2、絕緣支撐塊3、高壓金屬電極4、半導(dǎo)電層5、被測試樣6、金屬固定環(huán)7、接地8、脈沖絕緣套管9、脈沖導(dǎo)電桿10、高壓電容11、直流導(dǎo)電桿12、直流絕緣套管13、接地金屬板14、中心金屬電極15、絕緣片16、壓電傳感器17、聲波吸收塊18、橢球型電極19、絕緣護(hù)套20、金屬外電極21、絕緣隔板22、金屬電極23、金屬固定殼24、信號(hào)線25、信號(hào)接線端口26、金屬屏蔽殼27、瞬態(tài)二極管28、信號(hào)放大器29。

工作時(shí)，圖2中心金屬電極15的中央位置滴適量硅油，將被測試樣6置于滴有硅油的金屬電極15表面。隨后，將硅油滴于被測試樣6表面的中央位置。然后安裝高壓電極裝置，使高壓金屬電極4上的半導(dǎo)電層5與試樣上表面緊密貼合。其中，硅油是為了消除接觸面的氣隙，改善聲波傳播效果。最后，施加所需的高壓脈沖和高壓直流電壓，二者同時(shí)疊加在被測試樣6上。

當(dāng)試樣內(nèi)部存在空間電荷，其在高壓脈沖作用下形成微小振動(dòng)，從而產(chǎn)生聲波。聲波依次穿過被測試樣6、中心金屬電極15和絕緣片16作用在壓電傳感器17上。由于金屬外電極21和接地金屬板14相連，而接地金屬板14通過接地8接地。因此，壓電傳感器17通過絕緣片16的隔離以及與金屬外電極21的相連實(shí)現(xiàn)上表面電位固定為零電位，從而下表面的電位能夠準(zhǔn)確反映空間電荷振動(dòng)引起的聲波幅值和極性。隨后，空間電荷信號(hào)經(jīng)由壓電傳感器17彎折90°部分的下表面?zhèn)鬏敵鋈ァＥc此同時(shí)，信號(hào)線25從中心金屬電極15直接提取電導(dǎo)電流信號(hào)向外輸出。

其中，通過將壓電傳感器17彎折90°的設(shè)計(jì)，配合絕緣片16，從而有效剝離兩種信號(hào)，實(shí)現(xiàn)在被測試樣6的同一區(qū)域同步提取空間電荷和電導(dǎo)電流信號(hào)。由于兩者信號(hào)同步提取，其結(jié)果分析的等效性和準(zhǔn)確性顯著提升。同時(shí)，在電導(dǎo)電流信號(hào)線上并聯(lián)正反接瞬態(tài)二極管以保護(hù)微電流計(jì)的設(shè)計(jì)，提高了測量裝置的安全性能。此外，本發(fā)明實(shí)施例還可在高溫、強(qiáng)電場環(huán)境下集成快速動(dòng)態(tài)、連續(xù)測量等功能。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電導(dǎo)電流與空間電荷的同步測量裝置，用于固體電介質(zhì)材料電導(dǎo)電流與空間電荷特性的研究，從而設(shè)計(jì)基于三電極結(jié)構(gòu)，采用與中心金屬電極聲阻抗相匹配的絕緣片將電流信號(hào)和聲波信號(hào)有效剝離，并利用90°彎折的壓電傳感器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在被測試樣同一區(qū)域同步提取電導(dǎo)電流和空間電荷信號(hào)的目的，因而測量結(jié)果更精確，同時(shí)，電流信號(hào)支路上并聯(lián)有正反接的瞬態(tài)二極管保護(hù)裝置，避免微電流計(jì)在試樣擊穿時(shí)承受瞬態(tài)過電壓，提高了測量裝置的安全性能。此外，本發(fā)明實(shí)施例的測量裝置的設(shè)計(jì)可拓展至高溫、強(qiáng)電場等多物理場耦合工況下的測量，并可集成快速動(dòng)態(tài)、連續(xù)測量等功能。本發(fā)明將為電導(dǎo)電流與空間電荷聯(lián)合測量技術(shù)的發(fā)展提供重要的支持。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)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(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)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(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)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(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)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(jī)械連接，也可以是電連接；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(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)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。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。