脈(mài)衝電(diàn)聲法(PEA)直流或(huò)交(jiāo)流場下(xià)的(dí)空間(jiān)電荷(hé)測量係(xì)統的(dí)工(gōng)作原理(lǐ)是(shì)什麼？

產品介紹：

電聲脈衝(chōng)法是一種無損的(dí)空間電(diàn)荷(hé)測量技(jì)術(shù)。它用於描述(shù)聚(jù)合物(wù)絕緣(yuán)材料(liào)內部(bù)的空間(jiān)電(diàn)荷(hé)分布，積累及其整體行為(wéi)。空(kōng)間電荷(hé)觀(guān)測正在成為(wéi)評估直流絕緣應用(yòng)(尤(yóu)其是高壓電纜)中的聚(jù)合物(wù)材料(liào)測試時，使(shǐ)用較廣泛(fàn)的技術。實際(jì)上，經過(guò)充(chōng)分的(dí)評估，空(kōng)間(jiān)電(diàn)荷的存在是導致(zhì)高壓直(zhí)流(liú)聚合物(wù)電(diàn)纜(lǎn)過早失效的(dí)主要(yào)原(yuán)因，而且也是(shì)防止(zhǐ)此(cǐ)類電(diàn)纜快(kuài)速劣化的(dí)主要原因(yīn)。而(ér)且，已經表(biǎo)明(míng)可以通(tōng)過空(kōng)間電(diàn)荷(hé)測量來(lái)診(zhěn)斷在使用(yòng)應(yīng)力(lì)下的絕(jué)緣(yuán)劣化。但是，仍然缺(quē)少由空間(jiān)電(diàn)荷(hé)測量(liáng)並且也(yě)與(yǔ)絕緣體的(dí)電氣(qì)性能(néng)有關產生大量數(shù)據，來(lái)幫(bāng)助總結和解(jiě)釋。

工作原(yuán)理：

在絕(jué)緣(yuán)材(cái)料(liào)樣品的(dí)電(diàn)極之(zhī)間施加(jiā)周(zhōu)期(qī)性的(dí)高壓(yā)脈衝。這種脈衝的特(tè)點是(shì)上升(shēng)時間很(hěn)快，持續時間很短。絕(jué)緣材(cái)料(liào)的試(shì)樣也要經受高壓直(zhí)流電(等級(jí)取決(jué)於試(shì)樣的(dí)厚(hòu)度(dù)和(hé)形狀)，這會導致絕(jué)緣材(cái)料層(céng)中(zhōng)的空(kōng)間電(diàn)荷積聚。每個(gè)脈(mài)衝產生(shēng)的電(diàn)場(cháng)擾動(dòng)絕(jué)緣材料(liào)中(zhōng)的內(nèi)部(bù)電荷。這(zhè)些電(diàn)荷(hé)在每(měi)一(yī)層(céng)都產生相(xiāng)應的聲壓波。壓(yā)電(diàn)傳(chuán)感(gǎn)器器(qì)檢測聲(shēng)波，利用傳感器信(xìn)號獲得(dé)空(kōng)間電荷(hé)分(fēn)布。為(wéi)了(liǎo)描述空間(jiān)電(diàn)荷分(fēn)布及(jí)其時間(jiān)特性(xìng)，可(kě)以對施加(jiā)每(měi)個高壓(yā)脈(mài)衝後(hòu)檢測(cè)到的(dí)此(cǐ)類(lèi)信號(hào)進(jìn)行詳(xiáng)細(xì)分析。 目前(qián)，絕(jué)大(dà)多數的電(diàn)聲(shēng)脈衝(chōng)法(pulsed electro- acoustic method，PEA)空(kōng)間電荷(hé)測量(liáng)裝置(zhì)均(jūn)使用β相的聚偏氟乙(yǐ)烯(polyvinylidene fluoride，PVDF)有機(jī)聚(jù)合物(wù)薄(báo)膜作(zuò)為(wéi)壓電(diàn)傳感器(qì)。在(zài)溫度(dù)低於 90℃時，PVDF才能保持(chí)其壓電性(xìng)能穩(wěn)定(dìng)。在 70℃~90℃範圍內(nèi)，其壓電應變常(cháng)數(d33)隨溫度升高反(fǎn)而減(jiǎn)小。因此，現(xiàn)有(yǒu)的絕大(dà)多數(shù)空間(jiān)電(diàn)荷測(cè)量隻在(zài) 70℃以內進(jìn)行。日本(běn)武(wǔ)藏(cáng)工業大學Tatsuo Takada教授(shòu)的(dí)課(kè)題組(zǔ)采用過(guò)铌(ní)酸鋰(lǐ)(LiNbO3)壓電元件，開(kāi)發了適用於高(gāo)溫(可高達(dá)150℃)時 PEA 法空間電(diàn)荷測量裝置(zhì)。由於加工(gōng)工(gōng)藝(yì)和成(chéng)本(běn)的(dí)限(xiàn)製，很難(nán)獲(huò)得(dé)厚(hòu)度小(xiǎo)於50μm的LiNbO3 壓(yā)電晶(jīng)片。與 PVDF等(děng)有(yǒu)機(jī)聚合(hé)物(wù)傳(chuán)感器相(xiāng)比，雖然(rán)無機晶體(tǐ)LiNbO3適用(yòng)溫(wēn)度(dù)高，並且(qiě)聲波(bō)透射係數大(以(yǐ)鋁板作(zuò)為下(xià)電極(jí)時)，但是壓(yā)電電(diàn)壓常數小(xiǎo)，性能(néng)綜(zōng)合評價(jià)係(xì)數低，難加工(gōng)成很薄的(dí)壓(yā)電晶片。本(běn)文(wén)選(xuǎn)擇新(xīn)型(xíng)耐高溫共(gòng)聚物(wù)壓電傳感器(qì)，重新設計電極(jí)係統(tǒng)，開發了(liǎo)適(shì)用(yòng)於(yú)高溫下(xià)(≤110℃)的(dí)PEA 法空間(jiān)電荷測量係統，分析了溫(wēn)度對壓(yā)電(diàn)傳感器性(xìng)能(néng)，聲信號的(dí)傳播特性(xìng)和(hé)穿過介(jiè)質(zhì)特性的(dí)影響(xiǎng)，得(dé)出(chū)了(liǎo)對放大器(qì)輸出的(dí)電(diàn)壓(yā)信號和空間(jiān)電荷密度值(zhí)的(dí)影響因素，進(jìn)而(ér)校(xiào)正(zhèng)了(liǎo)溫度對 PEA 測量(liáng)係(xì)統(tǒng)的影(yǐng)響(xiǎng)。利用(yòng)建立的高溫 PEA 法(fǎ)空間(jiān)電荷測(cè)量(liáng)係統，測(cè)量(liáng)了(liǎo)純(chún)環氧試(shì)樣在(zài)不同(tóng)溫度(dù)下(xià)空(kōng)間電荷產生(shēng)，積聚(jù)及消(xiāo)散(sàn)的(dí)特(tè)性。

主要技術指標：