[发明专利]基于MEMS压力传感器的电缆中间接头界面压力测量方法

说明书

本发明公开了一种基于MEMS压力传感器的电缆中间接头界面压力测量方法，按照中间接头安装技术剖切电缆后，在待测压力位置挖坑，从该位置一端剖切小沟槽至中间接头外缘，在坑中预埋MEMS压阻式压力传感器，并在上面压紧小铜片，将传感器的引出导线通过小沟槽引出，连接至外部处理设备。通过这种方法，可以实际测量出电缆中间接头的界面压力，为研究电缆中间接头性质与界面压力的关系提供技术支持。

技术领域

本发明涉及电缆中间接头安装界面压力测量技术领域，特别涉及一种采用微机械(MEMS)压阻式压力传感器预埋测量电缆中间接头界面压力的方法。

背景技术

由于电缆本体不可能无限长，故电缆接头在电缆中扮演着重要的角色。据统计，电缆故障大部分出现在电缆附件上，其中，由于中间接头安装界面的压力不足而导致的沿面放电故障占有一定的比例。一般来说，电缆中间接头沿面放电程度与界面压力呈正相关关系。因此，测量电缆中间接头的界面压力有着重要的实际意义。

然而，关于测量电缆中间接头安装部位的界面压力的研究甚少，多数研究采用仿真的方法来研究，缺乏实际测量。这也反映出了实际测量的困难程度，由于中间接头的结构和电气性能的复杂性，安装界面的不平整在高电压下在某处形成很大的电场，造成击穿，导致实际测量难度较大。因此，在什么地方布置传感器，如何布置使得界面平整是一个值得思考的问题。

MEMS传感器从二十世纪六十年代的首次研发后就迅速发展，压力传感器是影响最为深远且应用最广泛的MEMS传感器。从信号检测方式划分，MEMS压力传感器可分为压阻式、电容式和谐振式等；从敏感膜结构划分，可分为圆形、方形、矩形和E形。MEMS压阻式压力传感器在恶劣环境下也有着广泛的应用，形状为正方形时传感器的灵敏度最大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于MEMS压力传感器的电缆中间接头界面压力测量方法，采用预埋MEMS压阻式压力传感器的方法，在低电压大电流环境下测量电缆中间接头安装界面压力，解决电缆中间接头安装界面的压力难以测量的问题，从而为研究电缆沿面放电与中间接头界面压力的关系提供技术支持。

本发明的原理是采用MEMS压阻式压力传感器，测量电缆中间接头安装的界面压力。MEMS压阻式压力传感器是基于半导体材料的压阻效应原理制成的，当传感器芯片受压时，芯片的变形使压敏电阻的阻值发生变化，继而芯片的输出电压与芯片所受压力成对应比例关系。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种基于MEMS压力传感器的电缆中间接头界面压力测量方法，包括：

按照中间接头安装技术剖切电缆后，在待测压力位置挖坑，坑的大小与MEMS压阻式压力传感器相匹配，从该位置远离电缆截面的一端剖切小沟槽至中间接头部位外缘，在坑中预埋MEMS压阻式压力传感器，将传感器的引出导线通过小沟槽引出，连接至外部处理设备。

优选的，在传感器上面放置金属片，并在传感器上面压紧金属片，保证金属片表面与电缆外表面在同一高度。

具体的，安装传感器和金属片时，将MEMS压阻式压力传感器水平放置在坑的上方，引出导线朝小沟槽方向，受压面朝上，然后竖直放入坑中，并将引出导线引到小沟槽中；压紧MEMS压阻式压力传感器，使其能正常工作同时不导致电缆本体变形；继续将金属片水平放置在坑的上方，然后将其压入坑中，使其能传力但避免过度压紧导致电缆本体变形。

进一步的，坑深度比MEME压阻式压力传感器的厚度深一定距离，以安装传力的金属片。

优选的，MEMS压阻式压力传感器为方形，金属片也为方形。

优选的，方形传感器的边长为a、厚度为d，选取金属片加工边长为a、厚度为c，在电缆待测压力点加工出边长为(a+1mm)、深度为(d+c)的方形坑。

具体的，金属片采用铜片。