[发明专利]一种基于电声脉冲法测量线-板电极内空间电荷分布的算法

权利要求书

1.一种基于电声脉冲法测量线-板电极内空间电荷分布的算法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：对内置线-板电极的试样施加直流叠加脉冲电压，在较低电场强度下获得参考信号；

S2：计算测量系统的传递函数；

S3：利用反卷积消除波形畸变过冲；

S4：计算线电极与板电极之间的电场分布；

S5：求取电压信号与电荷密度之间的量纲校正系数；

S6：根据静电感应原理对线电极电荷量进行衰减恢复；

S7：由恢复后的线电极处面电荷密度和恢复前的线电极处面电荷密度计算衰减系数，对线板电极之间的电荷量进行恢复；

所述线电极与板电极之间的电场分布采用镜像法和电轴法进行计算，根据求取电场分布，其中E为电场强度，为电势，表达式如下式所示，

其中：U₀为外施直流电压，

b为电轴位置，

d为线板电极间距，

a为线电极半径，

x、y分别为所求点的横纵坐标；

按照电荷注入深入的不同，采用递增平面模拟注入空间电荷层，计算线板电极之间电荷分布，l为试样宽度，t为试样厚度，d为线板间距，计算表达式如下，

式中，i为示波器采样点序数，Q_i为线电极垂直板电极第i处电荷量，d为线板电极间距，N为模拟平面层数，Z为结构参数；

所述量纲校正系数利用参考信号的第一个波峰和板电极面电荷密度进行计算，如式(2)所示，

其中：K为量纲校正系数，

σ_plate为板电极面电荷密度，

U_plate为参考信号的第一个波峰，

ε为介质的介电常数，

E_plate为板电极处电场强度；

所述线电极电荷量的衰减恢复根据静电感应原理推算出，计算表达式如下式所示，

其中：σ_line为线电极面电荷密度，

S_plate为介质底面积，

S_line为线电极表面积；

所述衰减系数用恢复后的线电极处面电荷密度和参考信号第二个波峰的面电荷密度进行计算，如式(4)所示，

其中：α为衰减系数，

d为线板间距，

σ_origin为参考信号第二个波峰的面电荷密度。