一(yī)，什麼是PEA
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脈(mài)衝(chōng)電(diàn)聲法（Pulse Electro-Acoustic Method，簡稱PEA）是一(yī)種用(yòng)於(yú)檢測電介(jiè)質材料內部空間(jiān)電(diàn)荷分布的無損(sǔn)檢(jiǎn)測(cè)技(jì)術。該(gāi)方法基(jī)於(yú)電(diàn)-聲(shēng)耦(ǒu)合原(yuán)理，通(tōng)過施(shī)加高壓短脈衝激勵，在材(cái)料(liào)內(nèi)部(bù)產生瞬態(tài)電場(cháng)力，使空間(jiān)電(diàn)荷(hé)發(fā)生微小位移(yí)，從而激發彈性波。這些聲波信(xìn)號(hào)經(jīng)由高靈(líng)敏度傳(chuán)感(gǎn)器(qì)接收(shōu)並轉化為(wéi)電(diàn)信號，再(zài)通過信號(hào)處理係(xì)統進行重構與(yǔ)分(fēn)析，獲得(dé)材(cái)料內(nèi)部(bù)空間電(diàn)荷(hé)的(dí)密(mì)度，極性(xìng)及分布(bù)位(wèi)置等關鍵(jiàn)信息。目前，華測(cè)儀(yí)器自(zì)主研(yán)發並生產的(dí)空間電(diàn)荷測量(liáng)係統(tǒng)即(jí)采用PEA技術，廣泛(fàn)應用(yòng)於高(gāo)電壓絕緣(yuán)材料(liào)，聚合(hé)物(wù)薄(báo)膜(mó)，電纜(lǎn)絕(jué)緣層等領(lǐng)域的研究與質量(liáng)控製。

二(èr)，PEA技術(shù)的基本原理

PEA技(jì)術的在(zài)於利用電場與聲場(cháng)之間的(dí)相(xiāng)互作用。當(dāng)在被測(cè)樣品兩端(duān)施加一個納(nà)秒級的高壓(yā)電(diàn)脈衝時，材料內部原(yuán)有的空間電(diàn)荷會在瞬(shùn)態(tài)電(diàn)場作(zuò)用(yòng)下發(fā)生加速運動。由於電荷(hé)具(jù)有質量，其(qí)加速度變(biàn)化(huà)會引發(fā)局(jú)部機械(xiè)應(yīng)力(lì)，進而激發出超(chāo)聲(shēng)波信(xìn)號(hào)。這些(xiē)超聲波沿材料傳播至(zhì)傳感(gǎn)器(qì)端(duān)麵(miàn)，被(bèi)壓電(diàn)傳(chuán)感器接收並轉(zhuǎn)換(huàn)為電壓信號。由(yóu)於不同位(wèi)置(zhì)的電荷所產(chǎn)生(shēng)的聲波到達傳(chuán)感(gǎn)器(qì)的時(shí)間(jiān)不(bù)同(tóng)，因(yīn)此(cǐ)可通過(guò)時(shí)間-幅值關(guān)係(xì)反演(yǎn)出(chū)電荷(hé)在厚度方(fāng)向上的(dí)分(fēn)布情況(kuàng)。整個過程無(wú)需對(duì)樣品進(jìn)行物理切(qiē)割或引入(rù)外部探針，保持了樣品的完整(zhěng)性。

三，PEA技術的主要(yào)優點

1.PEA技術(shù)無(wú)需與(yǔ)待測樣品(pǐn)直接(jiē)電氣(qì)接(jiē)觸，測(cè)量過程中(zhōng)不(bù)會(huì)引入額外電荷(hé)或造成(chéng)樣(yàng)品損傷。該特性(xìng)使其適(shì)用於對(duì)完(wán)整性(xìng)要求(qiú)較高(gāo)的(dí)材料，如高壓電(diàn)纜絕(jué)緣(yuán)層(céng)，薄膜電(diàn)子器(qì)件(jiàn)及(jí)生物(wù)介(jiè)電(diàn)材(cái)料等，實現真正(zhèng)的無損檢(jiǎn)測(cè)。

2. 係(xì)統(tǒng)能(néng)夠(gòu)探測到(dào)微(wēi)小(xiǎo)的(dí)電荷(hé)密(mì)度變化，對材料(liào)內部的(dí)微(wēi)量電荷積(jī)累，界麵(miàn)電荷注(zhù)入(rù)及缺陷相關(guān)電荷(hé)具有(yǒu)敏銳響應。在優化條件下，其空間(jiān)分辨率可達微米級別(bié)，能(néng)夠清(qīng)晰(xī)分辨多層(céng)介(jiè)質(zhì)或(huò)界(jiè)麵的電荷(hé)分布差(chà)異(yì)。

3.單(dān)次(cì)脈衝(chōng)激勵(lì)即(jí)可完(wán)成(chéng)一次完整的空間(jiān)電荷剖麵(miàn)測量，典型測量(liáng)周(zhōu)期在毫(háo)秒量(liáng)級。PEA提(tí)升了(liǎo)數據采集速度(dù)，適合(hé)用於(yú)動(dòng)態(tài)電荷(hé)行為研(yán)究，如直流電(diàn)壓(yā)下的電荷注(zhù)入，遷移與消(xiāo)散(sàn)過程(chéng)。

4. PEA技(jì)術(shù)不僅適用於低介電常數的(dí)聚(jù)合物(wù)（如聚(jù)乙烯，聚丙烯，環氧樹(shù)脂等），也(yě)可用(yòng)於高介(jiè)電常(cháng)數陶(táo)瓷，復合絕緣材料及多層(céng)結構(gòu)介(jiè)質。其測量(liáng)能(néng)力(lì)不受材料導電性(xìng)的嚴格限製，隻要材(cái)料具備一定的介電性(xìng)能且(qiě)能(néng)承(chéng)受脈衝電(diàn)場，即可實施測量。

5. 通(tōng)過校(xiào)準與(yǔ)信(xìn)號處理，PEA技術可(kě)輸出電(diàn)荷(hé)密度(dù)，電(diàn)荷極(jí)性(xìng)，內部(bù)電場強度(dù)等定(dìng)量參(cān)數。

四(sì)，PEA技術的應用領(lǐng)域

在高(gāo)壓電(diàn)纜(lǎn)，電容器，變壓器及GIS設(shè)備中，絕(jué)緣材料(liào)內部的空(kōng)間(jiān)電(diàn)荷積累是導(dǎo)致(zhì)電場畸(jī)變，局(jú)部放(fàng)電乃(nǎi)至(zhì)絕(jué)緣(yuán)擊穿的主要原(yuán)因。

鐵(tiě)電(diàn)存儲(chǔ)器，薄膜(mó)晶體管(guǎn)等(děng)器(qì)件中(zhōng)，界麵(miàn)與(yǔ)體區電(diàn)荷分布直接(jiē)影(yǐng)響載流(liú)子(zǐ)傳輸與器件(jiàn)效率。

對(duì)於(yú)壓電(diàn)材(cái)料，熱(rè)釋電(diàn)材料(liào)及駐極(jí)體(tǐ)等功能介質(zhì)，空間電荷是其(qí)功能(néng)特性的(dí)物(wù)理(lǐ)基(jī)礎。

在電-熱-機(jī)械(xiè)多(duō)應(yīng)力作用下，材料(liào)內部(bù)會逐漸(jiàn)形成電(diàn)荷(hé)積聚區(qū)，加速老化進程(chéng)。