[发明专利]一种液体介电常数测量装置

权利要求书

1.一种液体介电常数测量装置，包括高压直流电源(1)、充电电阻(2)、充电线(3)、脉冲成形线缆(4)、循环水机(5)、高压开关(6)、功率分配器(7)、衰减器(8)、传输线I(9)、阻抗匹配电路(10)、示波器(11)、传输线II(12)、样品槽(13)、共振器(14)、矢量网络分析仪(15)和计算机(16)，高压直流电源(1)输出电压典型范围为1.2kV到2.0kV，所述高压开关(6)具有输入端和输出端，所述功率分配器(7)具有输入端、输出端I和输出端II，高压直流电源(1)、充电电阻(2)、充电线(3)、脉冲成形线缆(4)、高压开关(6)和功率分配器(7)的输入端依次电缆连接，功率分配器(7)的输出端I依次电缆连接传输线II(12)和样品槽(13)，传输线II(12)的芯线与样品槽(13)外壳绝缘，样品槽(13)外壳接地，功率分配器(7)的输出端II依次电缆连接衰减器(8)、传输线I(9)、阻抗匹配电路(10)和示波器(11)，共振器(14)位于样品槽(13)内，

其特征是：脉冲成形线缆(4)包括外壳(4-1)、不锈钢条(4-2)、绝缘圆柱(4-3)、入水口(4-4)和出水口(4-5)，不锈钢条(4-2)和绝缘圆柱(4-3)均位于外壳(4-1)内，不锈钢条(4-2)螺旋缠绕于绝缘圆柱(4-3)上，不锈钢条(4-2)两端分别连接充电线(3)和高压开关(6)输入端，外壳(4-1)为圆柱桶形，外壳(4-1)和绝缘圆柱(4-3)之间充满去离子水，去离子水的导电性为0.1uS/cm，外壳(4-1)具有入水口(4-4)和出水口(4-5)并分别连接于循环水机(5)；高压开关(6)包括开普通膜(6-1)、金属层I(6-2)、绝缘层(6-3)、金属层II(6-4)和肖特基二极管(6-5)，所述开普通膜(6-1)、金属层I(6-2)、绝缘层(6-3)和金属层II(6-4)至下而上依次沉积制备，肖特基二极管(6-5)的阳极连接金属层II(6-4)，肖特基二极管(6-5)的阴极连接高压开关(6)的输入端，高压开关(6)的输出端连接金属层I(6-2)，开普通膜(6-1)为边长1厘米的正方形，绝缘层(6-3)为聚对二甲苯材料，金属层I(6-2)由厚度为50微米的铜制成、且上表面镀有厚度为5微米的钨，金属层II(6-4)由厚度为35微米的铜制成、且上表面和下表面均镀有厚度为5微米钨，钨能够防止铜被高压开关(6)在开关过程中产生的高温电弧烧坏；共振器(14)包括外导体(14-1)、内导体(14-2)、密封圈(14-3)、共振腔(14-4)、金属片(14-5)、SMA接头(14-6)，SMA接头(14-6)同轴电缆连接矢量网络分析仪(15)，矢量网络分析仪(15)连接计算机(16)，外导体(14-1)和内导体(14-2)均由不锈钢制成，外导体(14-1)是中空圆柱体，内导体(14-2)是圆柱体，内导体(14-2)同轴固定于外导体(14-1)内，外导体(14-1)上面密封地连接有SMA接头(14-6)、下面焊接有金属片(14-5)，密封圈(14-3)位于外导体(14-1)内的中间位置，内导体(14-2)穿过密封圈(14-3)，密封圈(14-3)将外导体(14-1)内部分为上部和下部，所述上部和下部之间具有气密性，所述上部充满空气，所述下部形成共振腔(14-4)，所述下部的侧壁上具有一个通孔，通孔全部浸入液体样品中。

2.根据权利要求1所述的一种液体介电常数测量装置，其特征是：不锈钢条(4-2)直径为2毫米，绝缘圆柱(4-3)的直径为40毫米、长度为200毫米，不锈钢条(4-2)缠绕于绝缘圆柱(4-3)上的螺旋间距为15毫米。

3.根据权利要求1所述的一种液体介电常数测量装置，其特征是：外壳(4-1)的长度为300毫米、内径为100毫米。

4.根据权利要求1所述的一种液体介电常数测量装置，其特征是：绝缘层(6-3)的厚度为12微米。

5.根据权利要求1所述的一种液体介电常数测量装置，其特征是：外导体(14-1)的长度为20厘米、内径为15毫米、外径为20毫米，内导体(14-2)的长度为20厘米、直径为5毫米。

6.根据权利要求1所述的一种液体介电常数测量装置，其特征是：外导体(14-1)下部侧壁上的通孔直径为10毫米，所述通孔上边缘距离密封圈(14-3)为3毫米。