[发明专利]一种介质材料内部电荷及电场分布原位测试系统及方法

权利要求书

1.一种介质材料内部电荷及电场分布原位测试系统，其特征在于：所述系统包括真空罐（1）、上电极（3）、电磁阀（5）、抽真空系统（6）、直流高压电源（7）、测试信号线（8）、工控机（9）、示波器（10）、屏蔽法兰（11）、高压纳秒脉冲发生器（12）、空间电荷检测装置主机（13）、电子加速器（14）；

其中，在真空罐（1）内部，空间电荷检测装置主机（13）安装在真空罐（1）底面上，样品（4）放置在主机（13）上表面，在样品（4）上放置上电极（3）；所述上电极（3）为金属圆柱体，沿中轴线开有上电极孔（2）；电子加速器（14）安装在真空罐（1）顶部，发射端与上电极孔（2）正对；

真空罐（1）底部开有第一、第二和第三通孔，在第二和第三通孔中安装有屏蔽法兰（11）；导线通过第一通孔，将直流高压电源（7）与上电极（3）连接；测试信号线（8）通过第二通孔，将空间电荷检测装置主机（13）与示波器（10）连接，工控机（9）通过网线与示波器（10）连接；屏蔽导线通过第三通孔，将上电极（3）与高压纳秒脉冲发生器（12）连接；

在真空罐（1）外，抽真空系统（1）通过电磁阀（5）与真空罐（1）连接。

2.根据权利要求1所述的一种介质材料内部电荷及电场分布原位测试系统，其特征在于：所述上电极孔（2）的直径为10~20mm。

3.根据权利要求1所述的一种介质材料内部电荷及电场分布原位测试系统，其特征在于：所述测试样品（4）为星用介质材料板，厚度为0.1~1.2mm。

4.一种介质材料内部电荷及电场分布原位测试方法，所述方法使用如权利要求1所述的一种介质材料内部电荷及电场分布原位测试系统，其特征在于：所述方法步骤如下：

步骤一、将样品（4）进行干燥处理后，在其上下表面涂抹硅胶；

步骤二、将样品（4）放入真空罐（1）中，上电极（3）与空间电荷检测装置主机（13）之间，使电子加速器（14）的发射端与上电极孔（2）正对；

步骤三、关闭真空罐（1），打开电磁阀（5），开启抽真空系统（6）抽真空，至真空罐（1）内的真空度低于9×10^-3Pa；

打开直流高压电源（7），将电压调至2500~3500V；

打开高压纳秒脉冲发生器（12）；

打开示波器（10），将示波器（10）的调节触发电平在100mV以内，调出脉冲波形，打开工控机（9）记录标定波形，完成对样品（4）内部电荷和电场分布的标定；

然后关闭直流高压电源（7）、示波器（10）；

步骤四、打开电子加速器（14），使高能电子通过上电极孔（2）注入到样品（4）表面，同时打开示波器（10），调节示波器（10）的触发电平在100mV以内，调出波形，打开工控机（9）记录测试波形；

步骤五、将工控机（9）记录的标定波形与测试波形进行数据处理，得到样品（4）中的电荷分布。

5.根据权利要求4所述的一种介质材料内部电荷及电场分布原位测试方法，其特征在于：步骤四中，所述高能电子的能量为0.1～10MeV。