[发明专利]固—液通用型热刺激电流测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及电介质材料性能测试技术领域，尤其是涉及一种固—液通用型热刺激电流测量装置。

背景技术

电介质材料的介电和导电特性以及电荷存贮特性，与材料内部载流子种类、数量、性质，以及所处状态及其在电、光、热等各种刺激下的行为密切相关。热刺激电流法是进行这一研究最常用也是最有效的测量技术之一。热刺激电流法是在介质物理基础上发展起来的一门技术，用于测量电介质的微观参数(如活化能、弛豫时间、陷阱能级分布等)，在国内外已成为一种基础的测量方法，其特点是测量灵敏度和分辨率高，测量准确。

热刺激电流法主要针对固体电介质材料，如聚合物、陶瓷、纳米掺杂复合材料等。近年来，热刺激电流法也在常见的液体电介质材料上获得初步的应用，如变压器油、聚碳酸酯等，研究纳米改性对液体电介质微观陷阱参数的影响，有助于阐明宏观电学性能演变的内在作用机制。但热刺激电流法在液体电介质领域得到进一步推广应用尚存一些限制，比如：

(1)真空氛围和高温下液体电介质的大量挥发问题。热刺激电流测试过程中，被测试样在电极化一段时间后，迅速降温，再线性升温至较高的温度，而真空导致液体沸点下降，甚至可能低于高温测试区以致液体电介质沸腾扰动而干扰测试，真空也加大了液体电介质的挥发速率，污染测量装置；

(2)液体电介质试样厚度标定的准确性问题。固体电介质试样夹在两电极之间，并施加压力，以实现电极与被测试样表面的良好接触，试样厚度即为电极间距。而液体电介质与之不同，如何方便、准确标定实测液体电介质被测试样厚度(往往小于1毫米)还有待进一步论证；

(3)液体电介质与固体电介质热刺激电流测量装置的兼容性问题。用于固体电介质试样测试的上下电极为平板型，难以直接用于液体电介质的盛装与测试。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种固—液通用型热刺激电流测量装置，该固—液通用型热刺激电流测量装置能够兼容固体电介质和液体电介质的热刺激电流的测量需求。

根据本发明的固—液通用型热刺激电流测量装置，包括：真空保温桶，所述真空保温桶内设有顶部敞开的测量腔体，所述测量腔体的顶部有顶盖封闭，所述测量腔体上设有加热器，所述测量腔体上设有氮气入口，所述顶盖上设有连通所述测量腔体的排气口，所述测量腔体与所述真空保温桶之间设有冷却介质；固定柱，所述固定柱上端与所述顶盖相连并向下延伸；下电极，所述下电极与所述固定柱相连，且所述下电极的上表面设有用于搁置待测物的凹槽，所述下电极上设有温度传感器；绝缘套管，所述绝缘套管设在所述顶盖上并沿上下贯穿所述顶盖，所述绝缘套管内穿设有金属导芯；上电极，所述上电极与所述金属导芯相连并与所述下电极上下相对，所述凹槽位于所述上电极与所述下电极之间；玻璃环，所述玻璃环可取出地放置在所述凹槽内，用于在所述被测试样为液体时隔开所述上电极和所述下电极；上隔板和下隔板，所述上隔板和所述下隔板上下间隔布置并位于所述上电极上方，所述上隔板和所述下隔板与所述固定柱相连；弹簧，所述弹簧套设在所述金属导芯外侧且位于所述上电极与所述下隔板之间并向所述上电极施加压力使所述上电极和所述下电极相互靠近。

根据本发明的固—液通用型热刺激电流测量装置，可同时兼容固体电介质和液体电介质的热刺激电流的测量需求，解决了真空与高温条件下液体大量挥发与扰动问题，并且有效实现了液体电介质被测试样厚度的标定功能，具备使用温度范围广、电磁屏蔽性能好、冷却速率快、冷却介质消耗少等优点。

另外，根据本发明的固—液通用型热刺激电流测量装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述排气口位于顶盖上方邻近边缘的位置，所述氮气入口位于测量腔体侧面并邻近底部的位置。

根据本发明的一些实施例，所述测量腔体与所述顶盖之间设有密封圈，且所述测量腔体和所述顶盖由固定螺钉连接，所述固定螺钉包括沿所述顶盖的周缘间隔布置的多个。

可选地，所述测量腔体由高导热的金属制成，所述顶盖为金属顶盖，所述密封圈由导热性差、绝缘的材质制成，所述上隔板和所述下隔板均为水平设置且隔热的塑料板体。

根据本发明的一些实施例，所述固定柱为绝缘柱状，所述固定柱的上端固定在顶盖的下表面，且所述固定柱自然竖直下垂。

根据本发明的一些实施例，所述弹簧的上端抵在所述下隔板上且下端抵在所述上电极上。

根据本发明的一些实施例，所述下电极上表面形成有一圈环状凸起，所述环状凸起内侧限定出所述凹槽。