[发明专利]一种空气离子迁移率传感器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种传感器，具体讲涉及一种空气离子迁移率传感器。

背景技术：

随着高压、特高压直流输电技术的广泛应用，诸如线路下的离子流场一类的直流输电线路电磁环境日益受到关注。

现有的空气离子迁移率测量装置主要由空气离子迁移率传感器以及微弱电流放大器组成，其中空气离子迁移率传感器为同轴圆柱型电极结构，用于把离子流转化为离子电流信号。在大气离子传感器尾部装有把离子抽入传感器内部的同轴电极中的抽气风扇。外电极施加偏置电压使位于轴心的内电极形成离子偏转电场，驱使离子被内电极所收集，形成离子电流。

申请号为201320117862.3的专利申请公开了一种采用收集电极与极化电极同轴的圆筒式离子传感器的空气离子检测装置，但该传感器没有设置固定收集电极的前端，从而导致收集电极下垂变形，内部偏转电场畸变。

申请号为201120033458.9的专利文件公开了一种空气离子传感器，其中同轴安装了离子采集板和离子偏压板以保证内部偏转电场不发生偏心畸变，但是，没有考虑到入口处的电场端部效应，会影响离子的初始运动，影响最终的测量精度。并且在直流输电线路下产生的强静电场以及其他电磁干扰，会在端部附近影响传感器的内部偏转电场，以致无法在直流输电线路下进行准确的离子迁移率测量。

发明内容：

为了克服现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种离子迁移率传感器。

本发明提供的技术方案是：一种空气离子迁移率传感器，包括电极和金属屏蔽罩(5)，其改进之处在于：所述电极包括内外电极，所述内外电极和所述金属屏蔽罩(5)依次同轴心设置，所述外电极(13)和所述内电极(12)两端分别同轴心设置接地金属管和接地电极。

优选的，所述内电极(12)一端依次同轴连接绝缘塑料杆(14)和接地电极(15)，其另一端依次同轴连接绝缘塑料杆(11)、第二金属固定件(7)和接地电极(10)。

优选的，所述外电极(13)一端依次同轴心设置绝缘塑料件(4)和接地金属管(3)，其另一端依次同轴心设置绝缘塑料件(6)、第二金属固定件(7)和接地金属管(8)。

优选的，所述金属屏蔽罩(5)的一端同轴心设置第一金属固定件(2)，其另一端依次同轴心设置第二金属固定件(7)和抽气风扇绝缘固定件(9)。

进一步，所述接地电极(15)的另一端穿过第一金属固定件(2)的中心与金属弹头(1)螺纹连接，所述金属弹头(1)的外端为圆角结构。

进一步，所述内电极(12)与所述绝缘塑料杆(14)的连接端伸出所述外电极(13)外2cm。

进一步，所述第二金属固定件(7)的中部同轴设有螺纹杆，所述螺纹杆的一端与所述绝缘塑料杆(11)同轴连接，另一端与所述接地电极(10)同轴连接，所述接地电极(10)的另一端为圆角结构。

进一步，所述第二金属固定件(7)的两端分别固定绝缘塑料件(6)和抽气风扇绝缘固定件(9)。

进一步，所述接地金属管(8)同轴镶嵌在抽气风扇绝缘固定件(9)的内壁上。

进一步，接地金属管(3)与第一金属固定件(2)电气相连，所述第一金属固定件(2)与金属屏蔽罩(5)电气相连；

所述接地金属管(8)与第二金属固定件(7)电气相连，所述第二金属固定件(7)与所述金属屏蔽罩(5)电气相连，所述金属屏蔽罩(5)接地。

与最接近的技术方案相比，本发明具有如下有益效果：

(1)在内外电极的两端部分别设有同轴圆柱接地电极，可以改善离子传感器内部电场的端部效应。

(2)在外电极的外侧套有一层金属屏蔽罩，与两端同轴接地电极组成传感器的屏蔽结构，在户外进行离子迁移率测量时，特别是在特高压、高压直流输电线路下，能有效地屏蔽外部静电场以及其他电磁干扰对内电极收集微弱离子电流的影响。

(3)内电极前端的同轴接地电极与圆角弹头相连，内电极后端的同轴接地电极被打磨成圆角结构，有利于改善传感器内部的风速平流状态，提高总体测量精度。

(4)外电极与其两端的接地金属管之间设有高绝缘圆环体形绝缘塑料件；内电极与其两端接地电极之间有高绝缘塑料杆，保证了接地电极与内、外电极的连接，以及高电气绝缘。

(5)传感器的各个器件均保持同轴心结构，且传感器内部的气流通道表面均保持光滑以及平整，改善了内部气流平流状态。

(6)内电极12比外电极13的前端要延长2cm，可使更多的离子被内电极(12)收集。

附图说明：