一種空間電荷密度測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種空間電荷密度測(cè)量裝置，包括底座以及固定在底座上的絕緣外殼，底座內(nèi)設(shè)有偏置和測(cè)量裝置，偏置和測(cè)量裝置內(nèi)設(shè)有測(cè)量電路；絕緣外殼內(nèi)側(cè)設(shè)有鋁質(zhì)極板一，鋁質(zhì)極板一內(nèi)側(cè)設(shè)有鋁質(zhì)極板二，鋁質(zhì)極板二內(nèi)側(cè)設(shè)有棒狀鋁電極，絕緣外殼、鋁質(zhì)極板一和鋁質(zhì)極板二均為方形長(zhǎng)筒結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)極板一的一端設(shè)有風(fēng)扇；測(cè)量電路的一個(gè)電極接鋁質(zhì)極板二，另一電極接鋁質(zhì)極板一和棒狀鋁電極。本實(shí)用新型的有益效果為：通過(guò)本實(shí)用新型所述的空間電荷密度測(cè)量裝置能夠快速測(cè)出空間電荷的密度，并能將此作為是否抬高直流輸電線路以減小地面合成場(chǎng)強(qiáng)的依據(jù)，裝置使用不受限制，可隨時(shí)隨地進(jìn)行測(cè)量，節(jié)約線路走廊建設(shè)的開(kāi)支，抑制了環(huán)境電磁污染。
【專利說(shuō)明】一種空間電荷密度測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種空間電荷密度測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]直流輸電工程中，輸電線路會(huì)產(chǎn)生電暈，帶電離子將附著在塵土顆粒、水霧上，形成氣溶膠，產(chǎn)生地面合成電場(chǎng)，影響線路下的居民和牲畜。在某些污染較重的北方地區(qū)，冬天所測(cè)得的直流線路下方的地面合成電場(chǎng)增大，無(wú)法滿足國(guó)家相關(guān)規(guī)定，產(chǎn)生了不良影響。業(yè)界認(rèn)為，這是由附著在懸浮顆粒物上的空間電荷導(dǎo)致的。
[0003]關(guān)于電荷密度的測(cè)量，目前實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)有成熟的儀器，能測(cè)得材料摩擦起電后，表面束縛的靜電荷面密度。而且在華北電力大學(xué)電磁實(shí)驗(yàn)室里，也有一種利用帶外電路的覆銅板承接從空間降落到地面的電荷的方法，來(lái)測(cè)量地面的電荷面密度。但這些測(cè)量?jī)x器或辦法，要么操作條件受限制，要么獲取電荷的方法僅限于獲取一個(gè)平面上的電荷，均不能有效地應(yīng)用于直流輸電線路下方的空間電荷密度的測(cè)量。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種空間電荷密度測(cè)量裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0006]一種空間電荷密度測(cè)量裝置，包括底座以及固定在底座上的絕緣外殼，所述底座內(nèi)設(shè)有偏置和測(cè)量裝置，所述偏置和測(cè)量裝置內(nèi)設(shè)有測(cè)量電路；所述絕緣外殼內(nèi)側(cè)設(shè)有鋁質(zhì)極板一，所述鋁質(zhì)極板一內(nèi)側(cè)設(shè)有鋁質(zhì)極板二，所述鋁質(zhì)極板二內(nèi)側(cè)設(shè)有棒狀鋁電極，所述絕緣外殼、鋁質(zhì)極板一和鋁質(zhì)極板二均為方形長(zhǎng)筒結(jié)構(gòu)，所述鋁質(zhì)極板一的一端設(shè)有風(fēng)扇；所述測(cè)量電路的一個(gè)電極接鋁質(zhì)極板二，測(cè)量電路的另一電極接鋁質(zhì)極板一和棒狀鋁電極。
[0007]進(jìn)一步的，所述棒狀鋁電極位于鋁質(zhì)極板二的中心。
[0008]進(jìn)一步的，所述棒狀鋁電極通過(guò)絕緣細(xì)線固定連接在鋁質(zhì)極板二內(nèi)。
[0009]進(jìn)一步的，所述絕緣外殼與鋁質(zhì)極板一、鋁質(zhì)極板一與鋁質(zhì)極板二的相鄰側(cè)面之間均設(shè)有絕緣支撐塊。
[0010]優(yōu)選的，所述絕緣支撐塊為玻璃材質(zhì)。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果為:通過(guò)本實(shí)用新型所述的空間電荷密度測(cè)量裝置能夠快速測(cè)出空間電荷的密度，并能將此作為是否抬高直流輸電線路以減小地面合成場(chǎng)強(qiáng)的依據(jù)，裝置使用不受限制，可隨時(shí)隨地進(jìn)行測(cè)量，節(jié)約線路走廊建設(shè)的開(kāi)支，抑制了環(huán)境電磁污染。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。[0013]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述空間電荷密度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0014]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所述空間電荷密度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖二 ；
[0015]圖3是圖2的側(cè)視截面圖。
[0016]圖中:
[0017]1、絕緣外殼；2、招質(zhì)極板一 ；3、招質(zhì)極板二 ；4、棒狀招電極；5、絕緣支撐塊；6、絕緣細(xì)線；7、風(fēng)扇；8、底座；9、測(cè)量電路。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1-3所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種空間電荷密度測(cè)量裝置，包括底座8以及固定在底座8上的絕緣外殼1，所述底座8內(nèi)設(shè)有偏置和測(cè)量裝置，所述偏置和測(cè)量裝置內(nèi)設(shè)有測(cè)量電路9 ;所述絕緣外殼I內(nèi)側(cè)設(shè)有鋁質(zhì)極板一 2，所述鋁質(zhì)極板一 2內(nèi)側(cè)設(shè)有鋁質(zhì)極板二 3，所述鋁質(zhì)極板二 3內(nèi)側(cè)設(shè)有棒狀鋁電極4，所述絕緣外殼1、鋁質(zhì)極板一 2和鋁質(zhì)極板二 3均為方形長(zhǎng)筒結(jié)構(gòu)，所述鋁質(zhì)極板一 2的一端設(shè)有風(fēng)扇7 ;所述測(cè)量電路9的直流電源負(fù)極接鋁質(zhì)極板二 3，測(cè)量電路9的直流電源正極接鋁質(zhì)極板一 2和棒狀鋁電極4。
[0019]所述棒狀鋁電極4位于鋁質(zhì)極板二 3的中心，所述棒狀鋁電極4通過(guò)絕緣細(xì)線6固定連接在鋁質(zhì)極板二 3內(nèi)。所述絕緣外殼I與鋁質(zhì)極板一 2、鋁質(zhì)極板一 2與鋁質(zhì)極板二3的相鄰側(cè)面之間均設(shè)有絕緣支撐塊5，所述絕緣支撐塊5為玻璃材質(zhì)。
[0020]制作時(shí)，按圖所示將四塊板焊接成兩端開(kāi)口的長(zhǎng)方體筒，按此方法制作出絕緣外殼1、鋁質(zhì)極板一 2以及鋁質(zhì)極板二 3，相互嵌套；在三者之間用絕緣支撐塊5固定住，以起到支撐和絕緣的作用。在鋁質(zhì)極板二 3的中心處插入棒狀鋁電極4，作為中心處的電極，并用絕緣細(xì)線6將棒狀鋁電極4固定在鋁質(zhì)極板二 3上。將鋁質(zhì)極板一 2和棒狀鋁電極4用細(xì)導(dǎo)線相連，接于偏置和測(cè)量裝置的測(cè)量電路9直流電源正極，將鋁質(zhì)極板二 3接于測(cè)量電路9直流電源負(fù)極，選用兆歐級(jí)電阻R接于測(cè)量電路9中。取風(fēng)扇7 —只，嵌入鋁質(zhì)極板二3的一端，引出電源接線后，將風(fēng)扇固定好即可。
[0021]工作原理:
[0022]接通偏置和測(cè)量裝置的直流電源，由于相鄰的極板相互絕緣，這時(shí)偏置和測(cè)量裝置中沒(méi)有電流。啟動(dòng)風(fēng)扇7，往后抽出空氣，鋁質(zhì)極板二 3內(nèi)形成負(fù)壓，空間電荷被吸收進(jìn)入裝置內(nèi)。進(jìn)入后，由于相鄰極板的極性相異，具有一定水平初速度的電荷在電場(chǎng)力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)。在極板長(zhǎng)度足夠的情況下，正電荷將落到負(fù)極板上，負(fù)電荷落到正極板上，在偏置和測(cè)量裝置的測(cè)量電路9中形成電流。電流通過(guò)電阻R，產(chǎn)生電壓，選取阻值合適的電阻R，從而由毫伏表得到相應(yīng)的電壓。
[0023]經(jīng)過(guò)以下?lián)Q算，可以得出空間電荷密度:
[0024]單位時(shí)間內(nèi)吸收的總電荷量Q/t，
[0025]Q/t=P S1V,
[0026]其中V是空間電荷在儀器內(nèi)的遷移率，S1為測(cè)量?jī)x橫截面積。
[0027]根據(jù)電流的定義，
[0028]I=Q/t,
[0029]而又U=IR,[0030]由以上三式，可得空間電荷密度P=UzVS1IL
[0031]具體使用時(shí)，將空間電荷密度測(cè)量裝置固定在帶測(cè)量的位置，風(fēng)扇7連接有電源，打開(kāi)電源使風(fēng)扇7開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)周圍的空氣持續(xù)不斷地通過(guò)鋁質(zhì)極板二 3的內(nèi)側(cè)；打開(kāi)偏置和測(cè)量裝置開(kāi)始測(cè)量，偏置和測(cè)量裝置由電壓微機(jī)采集系統(tǒng)替代，通過(guò)編程計(jì)算，將測(cè)量結(jié)果顯示在屏幕上。
[0032]本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請(qǐng)相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種空間電荷密度測(cè)量裝置，包括底座(8)以及固定在底座(8)上的絕緣外殼(1)，其特征在于:所述底座(8)內(nèi)設(shè)有偏置和測(cè)量裝置，所述偏置和測(cè)量裝置內(nèi)設(shè)有測(cè)量電路(9);所述絕緣外殼(I)內(nèi)側(cè)設(shè)有鋁質(zhì)極板一(2)，所述鋁質(zhì)極板一(2)內(nèi)側(cè)設(shè)有鋁質(zhì)極板二( 3 )，所述鋁質(zhì)極板二( 3 )內(nèi)側(cè)設(shè)有棒狀鋁電極(4 )，所述鋁質(zhì)極板一(2 )的一端設(shè)有風(fēng)扇(7);所述測(cè)量電路(9)的一個(gè)電極接鋁質(zhì)極板二(3)，測(cè)量電路(9)的另一電極接鋁質(zhì)極板一(2)和棒狀鋁電極(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種空間電荷密度測(cè)量裝置，其特征在于:所述絕緣外殼(I)、鋁質(zhì)極板一(2 )和鋁質(zhì)極板二( 3 )均為方形長(zhǎng)筒結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種空間電荷密度測(cè)量裝置，其特征在于:所述棒狀鋁電極(4)位于鋁質(zhì)極板二(3)的中心。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種空間電荷密度測(cè)量裝置，其特征在于:所述棒狀鋁電極(4)通過(guò)絕緣細(xì)線(6)固定連接在鋁質(zhì)極板二(3)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種空間電荷密度測(cè)量裝置，其特征在于:所述絕緣外殼(I)與鋁質(zhì)極板一(2)、鋁質(zhì)極板一(2)與鋁質(zhì)極板二(3)的相鄰側(cè)面之間均設(shè)有絕緣支撐塊(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種空間電荷密度測(cè)量裝置，其特征在于:所述絕緣支撐塊(5)為玻璃材質(zhì)。
【文檔編號(hào)】G01R29/24GK203490299SQ201320533475
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年8月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月29日
【發(fā)明者】劉敬誠(chéng), 劉瑞煌, 王進(jìn), 魏澤田, 鄭琳妍, 崔翔 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)