[发明专利]一种基于线圈振动的静电场测量装置

说明书

本发明提供的一种基于线圈振动的静电场测量装置，包括金属壳体以及设置于所述金属壳体内的固定极板、动极板、支架、线圈、永磁体、磁轭和信号处理模块。动极板接受激励源产生的激励信号进行上下周期性的振动，从而改变固定极板和动极板之间的距离，随着固定极板和动极板的间距周期性改变，固定极板感应到的静电荷也发生变化，从而产生交变的感应电流，交变的感应电流经过信号处理模块，信号处理模块对信号进行锁相放大和滤波之后，输出可以稳定测量的信号。本发明能够解决静电场测量时存在动态性、连续性和带宽范围的问题，提高静电场传感器检测时的精度、稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及电场强度测量设备领域，尤其涉及一种基于线圈振动的静电场测量装置。

背景技术

为了保证电网稳定运行，需要对直流输电设备和直流输电线路进行检修维护，检修之前需要验明设备或线路是否有电压，输电线路维护过程中需要对高压直流电场强度进行检测，以便保证设备和工作人员的安全。

高压直流输电线路会产生高压静电场，目前静电场的测量方法主要有非接触式和接触式两种，直接接触式测量十分危险，因为静电电压接触测量的过程中会形成瞬时大电流，同时引起电位和电荷的变化，导致静电场的测量不准确。

为了准确测量高压静电场的电场强度，一般使用场磨旋转式静电场测量传感器进行非接触式测量，但是该传感器受机械结构的影响，导致其存在使用寿命短、体积大、功耗大、无法微型化以及动态性能差等问题。

发明内容

本发明提供一种基于线圈振动的静电场测量装置，以解决现有的传感器受机械结构的影响，导致其存在使用寿命短、体积大、功耗大、无法微型化以及动态性能差等问题。

本发明提供一种基于线圈振动的静电场测量装置，包括：金属壳体以及设置于所述金属壳体内的固定极板、动极板、支架、线圈、永磁体、磁轭和信号处理模块；

所述固定极板和动极板相对设置且互相平行，所述固定极板的表面设置有第一绝缘层，背向所述动极板的所述第一绝缘层的表面设置有信号电极金属膜，朝向所述动极板的所述第一绝缘层的表面设置有第一屏蔽电极金属膜；

所述动极板的表面设置有第二绝缘层，朝向所述固定极板的所述第二绝缘层的表面设置有第二屏蔽电极金属膜；

所述磁轭的中部设置有一圆柱形凸起部，所述线圈绕制于所述凸起部上，所述支架的一端垂直连接于所述线圈，所述支架的另一端垂直连接于所述动极板；

所述磁轭内设置所述永磁体，使所述线圈置于所述永磁体的磁场中；

所述信号处理模块包括信号发生单元以及依次电连接的I/V变换单元、放大滤波单元和电压测量单元，所述信号发生单元与所述线圈电连接，所述固定极板通过滤波电容与所述I/V变换单元电连接；

所述金属壳体设置有通信接口，所述通信接口与所述信号处理模块电连接，靠近所述固定极板的所述金属壳体的一面设置有开口。

在本发明的一个实施例中，所述第一绝缘层和第二绝缘层采用树脂绝缘材料制成。

在本发明的一个实施例中，所述线圈由铜线直接排绕制成，所述线圈的形状为圆形、矩形或正方形，厚度为2-3mm。

在本发明的一个实施例中，所述支架为具有相互平行的双圆柱体结构，采用树脂绝缘材料制成。

在本发明的一个实施例中，所述永磁体设置为矩形贴片状，由铁硼材料制成。