【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及输电线路，尤其涉及一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块及其制备方法。
技术介绍
1、在电力系统的运行和维护过程中，对输电线路进行准确的磁场检测是至关重要的。由于输电线路周围环境的复杂性，如邻近的电力设施、无线通信设备、自然环境中的雷电活动等，都会产生各种频率和强度的电磁波。这些电磁波与输电线路自身产生的磁场相互叠加，形成了复杂的电磁环境。在这样的环境下，传统的直流电磁检测方法往往难以准确区分输电线路自身的磁场与干扰波产生的磁场，从而导致检测结果的准确性大打折扣。
2、为了提高输电线路磁场检测的准确性，必须采取有效的措施来抑制或消除这些干扰波的影响。近年来，随着超材料技术的快速发展，其在电磁调控领域的应用日益广泛。超材料通过其特殊的结构和电磁参数，能够吸收和反射特定的干扰电磁波，从而保留特定需要的、可以检测到的电磁波，有效地提高输电线路磁场检测的准确性，为电力系统的运行和维护提供更加可靠的数据支持。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块及其制备方法。
2、本专利技术的一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块，包括自下向上依次设置的连续金属层、连续介质层、圆形谐振环阵列层；
3、所述连续介质层为聚酰亚胺/石墨烯复合层；
4、所述圆形谐振环阵列层由设置在所述连续介质层上的多个圆形谐振环组成。
5、进一步的，所述连续金属层采用铝、
6、进一步的，所述圆形谐振环的材质为铝、镍、铝镍合金中的一种。
7、进一步的，所述圆形谐振环的外径为15mm，内径为8mm。
8、进一步的，所述圆形谐振环整齐的排列成n列m行，n、m大于等于2。
9、进一步的，所述聚酰亚胺/石墨烯复合层的制备方法为将氧化石墨溶于有机溶剂体系中，经过超声处理使氧化石墨充分剥离，然后加入聚酰胺酸溶液进行共混搅拌，得到复合材料的前驱体，最后通过热亚胺化的方法得到石墨烯/聚酰亚胺复合层。
10、进一步的，石墨烯掺杂质量分数为0.1～0.5wt％。
11、一种如上述的基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块的制备方法，包括如下步骤：
12、s1、制备连续金属层：对金属片进行清洗，采用电镀工艺得到均匀、连续金属层；
13、s2、制备连续介质层：选择预定比例的石墨烯分散于氯仿有机溶剂中，超声15～20min使石墨烯充分剥离，然后加入聚酰胺酸溶液，进行充分搅拌混合，通过喷涂方法涂敷于连续金属层上，烘干得到石墨烯/聚酰亚胺复合层作为连续介质层；
14、s3、制备圆形谐振环阵列层：首先，通过激光蚀刻技术制备具有所需圆形图案的不锈钢模板，并将其紧密固定在连续介质层上；然后，采用电化学沉积法，沉积形成圆形金属线；最后，采用稀盐酸溶液浸泡去除不锈钢模板，从而得到圆形谐振环阵列层。
15、本专利技术基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块能够精确地调控输电线路周围的磁场，从而显著降低外部干扰对磁场测量的影响。磁场调控模块的结构设计，使得电磁波在磁场调控模块内部得到多次反射和吸收，实现对输电线路周围磁场的精确调控和高效吸收，提高了磁场测量的准确性和稳定性。
16、在本专利技术中，底层的连续金属层具有优异的导电性能，不仅提供了良好的电磁屏蔽效果，还作为底层反射面，有助于增强电磁波在连续介质层中的多次反射与吸收。这种设计使得本专利技术在复杂电磁环境中仍能保持较高的测量精度，增强了电磁兼容性。
17、中间的连续介质层采用柔性聚酰亚胺/石墨烯复合材料，通过石墨烯的掺杂优化了电磁波的传播路径，提高了吸波效率。聚酰亚胺材料具有良好的机械强度和稳定性，而石墨烯的加入则进一步优化了电磁波在磁场调控模块内部的传播路径，提高了吸波效率。为了进一步提高吸波性能，本专利技术可以对连续介质层的厚度和介电常数进行精细调整。例如，可以采用多层结构设计，通过叠加不同厚度和介电常数的介质层，实现在不同频段下更高效的电磁波吸收。
18、顶层的圆形谐振环阵列具有特定的尺寸、形状和排列方式，能够与特定频率的电磁波发生强烈共振，从而有效吸收电磁波能量。本专利技术可以通过调整圆形谐振环的尺寸、形状和排列方式，可以实现对不同频率电磁波的灵活吸收。这使得本专利技术能够在更宽的频率范围内进行磁场测量，适用于不同类型的输电线路和电磁环境。
19、本专利技术采用电沉积的方式制备圆形谐振环阵列，使其精度高。
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1.一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块，其特征在于：包括自下向上依次设置的连续金属层、连续介质层、圆形谐振环阵列层；
2.如权利要求1所述的一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块，其特征在于：所述连续金属层采用铝、镍、铝镍合金中的一种材料制成。
3.如权利要求1所述的一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块，其特征在于：所述圆形谐振环的材质为铝、镍、铝镍合金中的一种。
4.如权利要求1所述的一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块，其特征在于：所述圆形谐振环的外径为15mm，内径为8mm。
5.如权利要求1所述的一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块，其特征在于：所述圆形谐振环整齐的排列成n列m行，n、m大于等于2。
6.如权利要求1所述的一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块，其特征在于：一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块，其特征在于：所述聚酰亚胺/石墨烯复合层的制备方法为将石墨烯溶于有机溶剂体系中，经过超声处理使石墨烯充分剥离，然后加入聚酰胺酸溶液进行共混搅拌，得到复合材
7.如权利要求1所述的一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块，其特征在于：石墨烯掺杂质量分数为0.1～0.5wt％。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块，其特征在于：包括自下向上依次设置的连续金属层、连续介质层、圆形谐振环阵列层；
2.如权利要求1所述的一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块，其特征在于：所述连续金属层采用铝、镍、铝镍合金中的一种材料制成。
3.如权利要求1所述的一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块，其特征在于：所述圆形谐振环的材质为铝、镍、铝镍合金中的一种。
4.如权利要求1所述的一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块，其特征在于：所述圆形谐振环的外径为15mm，内径为8mm。
5.如权利要求1所述的一种基于多层超材料结构的输电线路磁场调控模块，其特征在于：所述圆形谐振...
【专利技术属性】
技术研发人员：王身丽，石毅，吴军，陈雪松，王骞，赵威，魏莉芳，赵海峰，郑卫军，
申请(专利权)人：湖北省超能电力有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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