[发明专利]一种利用PVDF叠堆薄块的逆压电效应实现对直流电场强度检测的装置

权利要求书

1.一种检测直流电场强度的装置，其特征在于，包括互相平行的支架和滑柱；支架和滑柱之间通过弹簧连接，滑柱底部置于垂直于支架的滑轨中；

支架上设置垂直于支架的PVDF叠堆薄块，所述PVDF叠堆薄块由若干块PVDF块体依次平行于支架叠堆而成；PVDF叠堆薄块另一端嵌在滑柱上；PVDF叠堆薄块上下表面分别涂覆表面电极薄膜及激光反射薄膜；上下表面电极薄膜分别连接外接导线；

支架顶端延伸出垂直于支架的长杆，其位置可以随测量需求发生变化，长杆上安装激光发射与接收装置，与所述PVDF叠堆薄块上的激光反射薄膜配对使用；

滑柱下端一侧安装激光发射与接收装置，位置固定且在与其相对的支架下端一侧涂覆激光反射薄膜，与该激光发射与接收装置配对使用；所述PVDF叠堆薄块由若干块PVDF块体P₁、P₂、P₃……P_n依次平行于支架叠堆而成，PVDF叠堆薄块经平行于支架方向极化处理后使用，每个PVDF小块的极化电压方向即电压正负一致但数值可以不同，在70～90℃甲基硅油中极化50～60分钟并随油缓慢冷却至室温，极化场强为100～150V/μm之间，可随小块序号的递增依次增大、减小或相同。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述表面电极材料为金、铂或导电银浆。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外接导线分别位于上、下表面电极端部，作为测量直流电场强度时的接入导线。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光反射薄膜上下表面均光滑平整。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述PVDF叠堆薄块两端分别嵌于支架及滑柱上，位置固定。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测直流电场强度的装置位于外罩内部。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述每个PVDF块体极化方向与外加直流电场强度方向相同，每个PVDF块体同时具有长度即垂直于支架方向及厚度即平行于支架方向的应变，整个装置不受其它外力作用，在外加直流电场时PVDF叠堆薄块在长度方向输出变形量：其中ΔS是变形量，每个PVDF薄块的长、宽及厚度尺寸均为l₀，E是外加电场，d_i是第i个PVDF小块对应的长度方向的压电系数。