[发明专利]一种基于探针阵列的空间电荷密度测量装置

权利要求书

1.一种基于探针阵列的空间电荷密度测量装置，其特征在于：所述测量装置包括传感单元、处理单元和底座；所述处理单元置于传感单元下方且与底座相连；

所述传感单元采用探针阵列，所述探针阵列包括阵列框架和电位探针；

所述探针阵列为四个长方体组合结构，每个长方体顶点处设有电位探针，且每两个长方体结合的结点处共用电位探针，共18个电位探针；

阵列框架为空心圆柱管，所述空心圆柱管内部布置信号传输屏蔽线，电位探针测量的空间电位通过信号传输屏蔽线传输给处理单元。

2.根据权利要求1所述的基于探针阵列的空间电荷密度测量装置，其特征在于：所述电位探针采用感应型电位探针或振动型电位探针。

3.根据权利要求2所述的基于探针阵列的空间电荷密度测量装置，其特征在于：所述感应型电位探针包括感应球壳、金属球和分压电阻；

所述金属球位于感应球壳的中心，所述分压电阻位于信号传输屏蔽线上，且位于空心圆柱管内部；信号传输屏蔽线一端连接金属球，另一端连接处理单元。

4.根据权利要求2所述的基于探针阵列的空间电荷密度测量装置，其特征在于：所述振动型电位探针包括采集管、振动感应片和预处理单元；

振动感应片和预处理单元均位于采集管内，所述振动感应片感应采集管处的空间电位，所述空间电位通过预处理单元进行放大处理后，传输给处理单元。

5.根据权利要求3所述的基于探针阵列的空间电荷密度测量装置，其特征在于：所述处理单元包括屏蔽盒、信号调理电路、滤波电路、信号隔离电路、A/D转换电路、控制电路、显示电路和通信电路；

所述信号调理电路、滤波电路、信号隔离电路、A/D转换电路、控制电路和通信电路均位于屏蔽盒内部；

所述电位探针测量的空间电位经由信号传输屏蔽线输入信号调理电路，依次通过信号调理电路、滤波电路、信号隔离电路进行调理、滤波、隔离处理后，由A/D转换电路转换为数字信号，控制电路对数字信号进行处理后得到空间电荷密度，并将空间电荷密度发送至显示电路进行显示，同时通过通信电路将空间电荷密度传送至远程上位机。

6.根据权利要求4所述的基于探针阵列的空间电荷密度测量装置，其特征在于：所述处理单元包括信号调理电路、滤波电路、信号隔离电路、A/D转换电路、控制电路、振动控制电路、显示电路和通信电路；

所述信号调理电路、滤波电路、信号隔离电路、A/D转换电路、控制电路、振动控制电路和通信电路均位于屏蔽盒内部；

所述振动控制电路用于调节振动型电位探针的振动频率，使振动感应片的振动频率稳定；

所述电位探针测量的空间电位经由信号传输屏蔽线输入信号调理电路，依次通过信号调理电路、滤波电路、信号隔离电路进行调理、滤波、隔离处理后，由A/D转换电路转换为数字信号，控制电路对数字信号进行处理后得到空间电荷密度，并将空间电荷密度通过显示电路进行显示，同时通过通信电路将空间电荷密度传送至远程上位机。

7.根据权利要求1所述的基于探针阵列的空间电荷密度测量装置，其特征在于：所述底座设有安装孔，所述测量装置通过安装孔固定在垂直支撑杆上，所述垂直支撑杆可在竖直方向上进行伸缩运动。

8.根据权利要求7所述的基于探针阵列的空间电荷密度测量装置，其特征在于：所述垂直支撑杆与水平面上的导轨垂直设置，通过垂直支撑杆在导轨上的水平移动带动传感单元的水平移动。