System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种高温电声脉冲法空间电荷测量装置及方法制造方法及图纸_技高网

一种高温电声脉冲法空间电荷测量装置及方法制造方法及图纸

技术编号:44448492 阅读:0 留言:0更新日期:2025-02-28 18:54
本发明专利技术涉及空间电荷测量技术领域,公开了一种高温电声脉冲法空间电荷测量装置及方法,包括测量单元、上电极单元和下电极单元;所述测量单元包括接线装置和信号采集装置;所述上电极单元包括上电极、套设在所述上电极上的第一壳体和设置在所述第一壳体内部的加热装置;所述接线装置与所述上电极电连接;所述下电极单元包括下电极,所述下电极的下方与所述信号采集装置连接。本发明专利技术的上电极和下电极能够同时给样品上下表面加热,使样品迅速升温;下电极下方设置有水冷装置,保证压电传感器在安全工作温度工作。使用该高温下电声脉冲空间电荷测量装置,在测量高温下空间电荷特性时,能够样品均匀受热快速升温到所设定的温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空间电荷测量,尤其是涉及一种高温电声脉冲法空间电荷测量装置及方法


技术介绍

1、随着现代电力工业的迅速发展,电力电子功率器件也向着高电压和大功率的方向发展,碳化硅器件因其具有更快的开通关断速度,更高的频率以及更高的电压耐受能力,广泛应用于直流输电。碳化硅器件的应用也意味着封装材料需要承受更高的温度以及更大的电压。高电场和高温容易导致材料内部产生空间电荷积累,而空间电荷被认为是影响电场畸变,导致绝缘可靠性降低的重要原因之一。掌握高温下的材料空间电荷特性能够为评估电场畸变,提升器件封装绝缘可靠性提供指导。

2、现有技术中,研究固体电介质中的空间电荷分布,首要就要实现空间电荷分布的测量,电声脉冲法(pea法)空间电荷测量技术是目前国内外应用较广的测量方法之一。现有技术方案是通过电声脉冲法空间电荷测量系统实现。主要包括电极系统、纳秒脉冲发生器、高压直流发生器、示波器、加热\水冷恒温系统和计算机。测量时先将片状试样夹在上、下测量电极之间,在加压状态下,纳秒脉冲电压作用于试样上,试样中电荷在脉冲电场的作用下引起静电力,产生压力波。压力波再经试样及下部电极,由压电传感器检测并将声信号转换为电信号,再经过放大器放大后由示波器观测得到实时数据并由计算机采集保存,之后进行波形恢复处理与分析。

3、现有的电荷测量装置无法给材料稳定提供超过150℃的高温,在高温下测定材料的空间电荷特性,无法用于研究大功率电力电子器件封装材料在高温工作环境下的空间电荷特性。


技术实现思路

1、本专利技术旨在至少解决现有的电荷测量装置无法给材料稳定提供高温,在高温下测定材料的空间电荷特性,无法用于研究大功率电力电子器件封装材料在高温工作环境下的空间电荷特性的技术问题。

2、为此,本专利技术的一个目的在于提出一种高温电声脉冲法空间电荷测量装置,包括测量单元、上电极单元和下电极单元;

3、所述测量单元包括接线装置和信号采集装置;

4、所述上电极单元包括上电极、套设在所述上电极上的第一壳体和设置在所述第一壳体内部的加热装置;所述接线装置与所述上电极电连接;

5、所述下电极单元包括下电极,所述下电极的下方与所述信号采集装置连接。

6、所述下电极单元还包括连接在所述下电极下方的加热板;

7、所述加热板与所述下电极之间设置有循环槽,用于所述下电极的加热升温。

8、进一步的,所述循环槽为环形结构,环设在所述下电极的极板的下方。

9、进一步的,所述信号采集装置连接在所述下电极中心处,与所述下电极的尾端接触。

10、进一步的,所述加热装置包括与所述上电极连接的加热室和与所述加热室连接的加热管。

11、进一步的,所述信号采集装置包括压电传感器和设置在所述压电传感器周围的循环水道,所述循环水道用于所述压电传感器的散热。

12、进一步的,所述信号采集装置包括与所述压电传感器连接的放大器和设置在所述放大器外部的屏蔽盒。

13、进一步的,所述上电极单元包括套设在所述上电极上的第一绝缘套管和与所述第一绝缘套管螺纹连接的锁柱,所述锁柱设置在所述第一壳体的上方。

14、进一步的,所述接线装置包括第二壳体、与所述上电极连接的电容以及设置在所述第二壳体上的高压线接口和bnc接头。

15、进一步的,所述上电极、所述下电极和所述第二壳体的材质均为铝合金。

16、本专利技术提供了一种高温电声脉冲法空间电荷测量方法,利用上述任一项所述的高温电声脉冲法空间电荷测量装置实现,包括以下步骤:

17、将被测试样放在下电极的上表面;

18、将第一壳体固定在下电极的上方;

19、利用上电极压紧被测样品;

20、将接线装置与上电极连接;

21、将不同温度的循环浴分别与加热装置和信号采集装置连接,使所述加热装置升温,使所述信号采集装置降温;

22、再将所述接线装置与高压直流源连接、脉冲发生器连接;将所述信号采集装置与示波器连接;

23、开启所述循环浴和加热板,开启所述脉冲发生器,将所述高压直流源开至所需的电压,打开示波器进行信号采集。

24、本专利技术公开一种高温电声脉冲法空间电荷测量装置及方法,具有以下有益效果:

25、本专利技术公开一种高温下电声脉冲空间电荷测量装置,上电极和下电极能够同时给样品上下表面加热,使样品迅速升温;下电极下方设置有水冷装置,保证压电传感器在安全工作温度工作;使用该高温下电声脉冲空间电荷测量装置,在测量高温下空间电荷特性时,能够样品均匀受热快速升温到所设定的温度。

26、上电极单元的第一壳体通过螺柱和下电极连接固定,之后通过上电极单元的锁柱下旋压紧样品;下电极和测量装置的屏蔽盒通过循环水道隔开,保证信号采集装置在室温下进行采集;压电传感器和放大器通过sma接口连接,解除压电传感器和放大器的连接后可以方便移除循环水道。整个实验装置的组装拆卸非常方便。

27、在第一壳体内设有高温加热室,在下电极和加热板之间设有循环槽,下电极都采用中空的循环槽控制温度,只要循环槽的容积足够大,就能使得与被测材料上下表面接触的上下电极快速升温至所设定的温度。

28、循环槽采用圆环结构,设置在下电极极板下面,压电传感器放置在圆环结构的圆心处,且与下电极尾端直接接触,这样就使压电传感器直接与下电极接触,从而不会因为循环槽的存在而影响下电极信号传输,使得测量结果更加精确。同时,如果循环槽不慎漏水,也不会损坏压电传感器。

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【技术保护点】

1.一种高温电声脉冲法空间电荷测量装置,其特征在于,包括测量单元、上电极单元和下电极单元;

2.根据权利要求1所述的高温电声脉冲法空间电荷测量装置,其特征在于,所述循环槽为环形结构,且环设在所述下电极的极板的下方。

3.根据权利要求2所述的高温电声脉冲法空间电荷测量装置,其特征在于,所述信号采集装置连接在所述下电极中心处,与所述下电极的尾端接触。

4.根据权利要求1所述的高温电声脉冲法空间电荷测量装置,其特征在于,所述加热装置包括与所述上电极连接的加热室和与所述加热室连接的加热管。

5.根据权利要求4所述的高温电声脉冲法空间电荷测量装置,其特征在于,所述信号采集装置包括压电传感器和设置在所述压电传感器周围的循环水道,所述循环水道用于所述压电传感器的散热。

6.根据权利要求5所述的高温电声脉冲法空间电荷测量装置,其特征在于,所述信号采集装置包括与所述压电传感器连接的放大器和设置在所述放大器外部的屏蔽盒。

7.根据权利要求1所述的高温电声脉冲法空间电荷测量装置,其特征在于,所述上电极单元包括套设在所述上电极上的第一绝缘套管和与所述第一绝缘套管螺纹连接的锁柱,所述锁柱设置在所述第一壳体的上方。

8.根据权利要求1所述的高温电声脉冲法空间电荷测量装置,其特征在于,所述接线装置包括第二壳体、与所述上电极连接的电容以及设置在所述第二壳体上的高压线接口和BNC接头。

9.根据权利要求8所述的高温电声脉冲法空间电荷测量装置,其特征在于,所述上电极、所述下电极和所述第二壳体的材质均为铝合金。

10.一种高温电声脉冲法空间电荷测量方法,其特征在于,利用如权利要求1-9任一项所述的高温电声脉冲法空间电荷测量装置实现,包括以下步骤:

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【技术特征摘要】

1.一种高温电声脉冲法空间电荷测量装置,其特征在于,包括测量单元、上电极单元和下电极单元;

2.根据权利要求1所述的高温电声脉冲法空间电荷测量装置,其特征在于,所述循环槽为环形结构,且环设在所述下电极的极板的下方。

3.根据权利要求2所述的高温电声脉冲法空间电荷测量装置,其特征在于,所述信号采集装置连接在所述下电极中心处,与所述下电极的尾端接触。

4.根据权利要求1所述的高温电声脉冲法空间电荷测量装置,其特征在于,所述加热装置包括与所述上电极连接的加热室和与所述加热室连接的加热管。

5.根据权利要求4所述的高温电声脉冲法空间电荷测量装置,其特征在于,所述信号采集装置包括压电传感器和设置在所述压电传感器周围的循环水道,所述循环水道用于所述压电传感器的散热。

6.根据权利要求5所述的高温电声脉冲法空间电荷...

【专利技术属性】
技术研发人员:程旭李学宝陈勇张金强陈建福孙泽中高志华何建宗李振聪杨锐雄裴星宇李建标吴宏远赵晓燕廖雁群
申请(专利权)人:广东电网有限责任公司珠海供电局
类型:发明
国别省市:

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