[发明专利]一种空间电荷密度测量设备的校准装置

说明书

本发明提供一种空间电荷密度测量设备的校准装置，所述校准装置包括电源、上极板、下极板、绝缘支撑柱、弧光灯、检流计、平台和风扇；电源的正极和负极通过导线分别连接下极板和上极板，上极板和下极板通过绝缘支撑柱支撑，检流计设置在电源的负极与上极板之间的导线上；弧光灯放置在下极板的边缘，风扇位于弧光灯上方，上极板和下极板之间放置空间电荷密度测量设备的平台。本发明具有原理清晰、结构简单、造价低、使用安全方便、标定范围宽，且适用于不同种类空间电荷密度测量设备标定的特点；主要用于基于离子计数法、法拉第笼法、电荷筛选法、探针阵列法空间电荷密度测量设备的校准。

技术领域

本发明涉及一种校准装置，具体涉及一种空间电荷密度测量设备的校准装置。

背景技术

直流输电线路下的合成电场是直流输电线路电磁环境的一个重要参数，直流输电线路电晕产生的离子形成的电场作为合成场强的一部分，对合成场强值的影响很大。为研究我国特殊环境下的空间电荷密度与地面合成电场之间的关系，需要对空间的电荷密度进行测量。然而，我国并未建立相应的测量标准，对其测量数据的正确性和可信度进行检验是十分必要的。

现有技术主要通过电晕法产生电荷对空间电荷密度测量设备进行校准，但该方法需要使用高压源且极易产生臭氧，安全性差、破坏环境。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种空间电荷密度测量设备的校准装置，用于分析空间电荷密度测量设备所测空间电荷密度的准确性和可信性。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种空间电荷密度测量设备的校准装置，所述校准装置包括电源、上极板、下极板、绝缘支撑柱、弧光灯、检流计、平台和风扇；

所述电源的正极和负极通过导线分别连接下极板和上极板，上极板和下极板通过绝缘支撑柱支撑，所述检流计设置在电源的负极与上极板之间的导线上；所述弧光灯放置在下极板的边缘，所述风扇位于弧光灯上方，所述上极板和下极板之间放置空间电荷密度测量设备的平台。

所述上极板和下极板均为正方形，两者的边缘均为圆弧面，从而减小边缘效应。

所述上极板和下极板之间通过四个绝缘支撑柱支撑，四个绝缘支撑柱分别固定在上极板和下极板的四个角上。

所述绝缘支撑柱采用的材料为尼龙或聚四氟乙烯。

所述上极板采用的材料为金属锌，所述下极板采用的材料为铜。

所述弧光灯照射角度可调节，被照射区域位于上极板上，被照射区域由于光电效应产生电子，电子与空气中的分子结合形成空间电荷。

所述平台远离风扇放置；

所述风扇设有两个，用于将空间电荷吹向空间电荷密度测量设备。

设检流计测量的上极板与下极板之间的电流为I，上极板与下极板之间的距离为d，被照射区域的面积为S，上极板和下极板之间的电压为U，空间电荷密度表示为：

其中，ρ为空间电荷密度，k为空间电荷的迁移率，e表示元电荷，取1.6×10^-19C。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：

1)本发明提供的空间电荷密度测量设备的校准装置，主要用于分析空间电荷密度测量设备所测空间电荷密度的准确性和可信性；

2)本发明提供的空间电荷密度测量设备的校准装置原理清晰、结构简单、造价低，使用安全方便、标定范围宽，且不易引起边缘效应；

3)本发明提供的空间电荷密度测量设备的校准装置主要用于基于离子计数法、法拉第笼法、电荷筛选法、探针阵列法的空间电荷密度测量设备的校准。