全文摘要
本申请提供了一种用于稳态汤逊放电实验的真空设备，包括：真空放电罐体；真空放电罐体具体包括：罐体外壳、上法兰盖、第一电极组件、第二电极组件、电流测量接口、通气接口和抽真空接口；上法兰盖通过紧固件与罐体外壳密封连接；第一电极组件具体包括：尼龙密封机构、陶瓷封装电极和第一电极盘；第二电极组件具体包括：第二电极盘和升降机构；升降机构与第二电极盘固定连接，用于驱动第二电极盘做升降运动；电流测量接口设置于罐体外壳上，用于外接电流测量设备，且电流测量接口位于罐体外壳内侧的信号输入端与第二电极盘电连接。本申请通过高精度的伺服电机和传动丝杆驱动第二电极盘移动，实现电极间距的高精度调整。
主设计要求
1.一种用于稳态汤逊放电实验的真空设备，其特征在于，包括：真空放电罐体；所述真空放电罐体具体包括：罐体外壳、上法兰盖、第一电极组件、第二电极组件、电流测量接口、通气接口和抽真空接口；所述上法兰盖通过紧固件与所述罐体外壳密封连接；所述第一电极组件具体包括：尼龙密封机构、陶瓷封装电极和第一电极盘；所述尼龙密封机构装配于所述上法兰盖的中心位置；所述尼龙密封机构中设置有中空管道，所述中空管道靠近密封空间外侧的一端设置有紫外光灯，所述中空管道靠近密封空间内侧的一端设置有凸透镜组和所述第一电极盘；所述陶瓷封装电极装配于所述上法兰盖上，并与所述第一电极盘电连接；所述第二电极组件具体包括：第二电极盘、升降机构和光栅尺传感器；所述升降机构具体包括：传动丝杆；所述传动丝杆的一端与所述第二电极盘固定连接；所述传动丝杆的另一端连接有伺服电机；所述光栅尺传感器用于测量所述传动丝杆的位移值；所述电流测量接口设置于所述罐体外壳上，用于外接电流测量设备，且所述电流测量接口位于所述罐体外壳内侧的信号输入端与所述第二电极盘电连接；所述通气接口和所述抽真空接口均设置于所述罐体外壳的侧面。
设计方案
1.一种用于稳态汤逊放电实验的真空设备，其特征在于，包括：真空放电罐体；
所述真空放电罐体具体包括：罐体外壳、上法兰盖、第一电极组件、第二电极组件、电流测量接口、通气接口和抽真空接口；
所述上法兰盖通过紧固件与所述罐体外壳密封连接；
所述第一电极组件具体包括：尼龙密封机构、陶瓷封装电极和第一电极盘；
所述尼龙密封机构装配于所述上法兰盖的中心位置；所述尼龙密封机构中设置有中空管道，所述中空管道靠近密封空间外侧的一端设置有紫外光灯，所述中空管道靠近密封空间内侧的一端设置有凸透镜组和所述第一电极盘；
所述陶瓷封装电极装配于所述上法兰盖上，并与所述第一电极盘电连接；
所述第二电极组件具体包括：第二电极盘、升降机构和光栅尺传感器；
所述升降机构具体包括：传动丝杆；
所述传动丝杆的一端与所述第二电极盘固定连接；
所述传动丝杆的另一端连接有伺服电机；
所述光栅尺传感器用于测量所述传动丝杆的位移值；
所述电流测量接口设置于所述罐体外壳上，用于外接电流测量设备，且所述电流测量接口位于所述罐体外壳内侧的信号输入端与所述第二电极盘电连接；
所述通气接口和所述抽真空接口均设置于所述罐体外壳的侧面。
2.根据权利要求1所述的真空设备，其特征在于，所述真空放电罐体还包括：观察窗；
所述观察窗设置于所述罐体外壳的侧面。
3.根据权利要求1所述的真空设备，其特征在于，所述第一电极盘和所述第二电极盘具体为黄铜电极盘。
4.根据权利要求3所述的真空设备，其特征在于，所述第一电极盘和所述第二电极盘具体为罗果夫斯基电极盘。
5.根据权利要求1所述的真空设备，其特征在于，所述电流测量接口具体为真空密封型2芯航空连接器。
6.根据权利要求1所述的真空设备，其特征在于，所述紫外光灯具体包括：汞灯或氘灯。
7.根据权利要求1所述的真空设备，其特征在于，所述真空设备还包括柜体；
所述柜体内部装配有所述伺服电机；
所述柜体的顶面用于放置所述真空放电罐体，且所述柜体顶面和所述真空放电罐体的底面均设置有相互匹配的连通通孔；
所述连通通孔的口径与所述传动丝杆的直径相匹配。
8.根据权利要求7所述的真空设备，其特征在于，所述柜体底部设置有万向轮。
设计说明书
技术领域
本申请涉及放电测试设备领域，尤其涉及一种用于稳态汤逊放电实验的真空设备。
背景技术
在SST(稳态汤逊法)实验过程中，为了获得更加准确的气体放电的电子崩参数值，必须保证实验样品气体的纯净度，因此在充入样品气体前必须使放电实验罐达到较高的真空度。根据稳态汤逊放电理论，在电子崩放电阶段的稳态电流I仅为10-13～10-11A，对电流的测量精度要求很高，需要保证电流测量系统的灵敏性与准确性；同时稳态电流值对电极间距的变化十分敏感，为确保拟合计算的准确，必须保证调整电极间距的精确性。
因此，提供一种能实现放电实验精确调整的真空设备成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种用于稳态汤逊放电实验的真空设备，包括：真空放电罐体；
所述真空放电罐体具体包括：罐体外壳、上法兰盖、第一电极组件、第二电极组件、电流测量接口、通气接口和抽真空接口；
所述上法兰盖通过紧固件与所述罐体外壳密封连接；
所述第一电极组件具体包括：尼龙密封机构、陶瓷封装电极和第一电极盘；
所述尼龙密封机构装配于所述上法兰盖的中心位置；所述尼龙密封机构中设置有中空管道，所述中空管道靠近密封空间外侧的一端设置有紫外光灯，所述中空管道靠近密封空间内侧的一端设置有凸透镜组和所述第一电极盘；
所述陶瓷封装电极装配于所述上法兰盖上，并与所述第一电极盘电连接；
所述第二电极组件具体包括：第二电极盘、升降机构和光栅尺传感器；
所述升降机构具体包括：传动丝杆；
所述传动丝杆的一端与所述第二电极盘固定连接；
所述传动丝杆的另一端连接有伺服电机；
所述光栅尺传感器用于测量所述传动丝杆的位移值；
所述电流测量接口设置于所述罐体外壳上，用于外接电流测量设备，且所述电流测量接口位于所述罐体外壳内侧的信号输入端与所述第二电极盘电连接；
所述通气接口和所述抽真空接口均设置于所述罐体外壳的侧面。
优选地，所述真空放电罐体还包括：观察窗；
所述观察窗设置于所述罐体外壳的侧面。
优选地，所述第一电极盘和所述第二电极盘具体为黄铜电极盘。
优选地，所述第一电极盘和所述第二电极盘具体为罗果夫斯基电极盘。
优选地，所述电流测量接口具体为真空密封型2芯航空连接器。
优选地，所述紫外光灯具体包括：汞灯或氘灯。
优选地，所述真空设备还包括柜体；
所述柜体内部装配有所述伺服电机；
所述柜体的顶面用于放置所述真空放电罐体，且所述柜体顶面和所述真空放电罐体的底面均设置有相互匹配的连通通孔；
所述连通通孔的口径与所述传动丝杆的直径相匹配。
优选地，所述柜体底部设置有万向轮。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请提供了一种用于稳态汤逊放电实验的真空设备，包括：真空放电罐体；所述真空放电罐体具体包括：罐体外壳、上法兰盖、第一电极组件、第二电极组件、电流测量接口、通气接口和抽真空接口；所述上法兰盖通过紧固件与所述罐体外壳密封连接；所述第一电极组件具体包括：尼龙密封机构、陶瓷封装电极和第一电极盘；所述尼龙密封机构装配于所述上法兰盖的中心位置；所述尼龙密封机构中设置有中空管道，所述中空管道靠近密封空间外侧的一端设置有紫外光灯，所述中空管道靠近密封空间内侧的一端设置有凸透镜组和所述第一电极盘；所述陶瓷封装电极装配于所述上法兰盖上，并与所述第一电极盘电连接；所述第二电极组件具体包括：第二电极盘和升降机构；所述升降机构与所述第二电极盘固定连接，用于驱动所述第二电极盘做升降运动；所述电流测量接口设置于所述罐体外壳上，用于外接电流测量设备，且所述电流测量接口位于所述罐体外壳内侧的信号输入端与所述第二电极盘电连接；所述通气接口和所述抽真空接口均设置于所述罐体外壳的侧面。本申请通过高精度的伺服电机和传动丝杆驱动第二电极盘移动，实现电极间距的高精度调整。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请提供的一种用于稳态汤逊放电实验的真空设备的结构示意图；
图2为本申请提供的一种用于稳态汤逊放电实验的真空设备的俯视图。
其中，附图标记如下：
1、观察窗；2、通气接口；3、陶瓷封装电极；4、尼龙密封机构；5、上法兰盖；6、罐体外壳；7、电极盘；8、真空泵机组；9、升降机构；10、柜体；11、紫外光灯；12、盲板预留接口；13、抽真空接口；14、电流测量接口。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种用于稳态汤逊放电实验的真空设备，用于实现电极间距的高精度调整。
为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1和图2，本申请实施例提供了一种用于稳态汤逊放电实验的真空设备，包括：真空放电罐体；
所述真空放电罐体具体包括：罐体外壳6、上法兰盖5、第一电极组件、第二电极组件、电流测量接口14、通气接口2和抽真空接口13；
所述上法兰盖5通过紧固件与所述罐体外壳6密封连接；
所述第一电极组件具体包括：尼龙密封机构4、陶瓷封装电极3和第一电极盘7；
所述尼龙密封机构4装配于所述上法兰盖5的中心位置；所述尼龙密封机构4中设置有中空管道，所述中空管道靠近密封空间外侧的一端设置有紫外光灯11，所述中空管道靠近密封空间内侧的一端设置有凸透镜组和所述第一电极盘7；
其中，本实施例设置凸透镜组的目的在于使紫外光通过凸透镜组集束形成更加集中的光束后，透过石英玻璃照射在镀金层上，可产生稳定的初始电流，进而能够提高测量值的准确性；
所述陶瓷封装电极3装配于所述上法兰盖5上，并与所述第一电极盘7 电连接；
所述第二电极组件具体包括：第二电极盘7、升降机构9和光栅尺传感器；
所述第二电极盘7与所述第一电极盘7相对称；
所述升降机构9具体包括：传动丝杆；
所述传动丝杆的一端与所述第二电极盘7固定连接；
所述传动丝杆的另一端连接有伺服电机；
所述光栅尺传感器用于测量所述传动丝杆的位移值，能够从数字上对调整间距进行量化，保证调整电极间距的精确性；
所述电流测量接口14设置于所述罐体外壳6上，用于外接电流测量设备，且所述电流测量接口14位于所述罐体外壳6内侧的信号输入端与所述第二电极盘7电连接；
所述通气接口2和所述抽真空接口13均设置于所述罐体外壳6的侧面。
本实施例的真空罐罐体外圆周上部设有1组KF 40抽真空接口13，主真空阀采用KF40手动高真空挡板阀，通过KF 40波纹管与罐体连接；所述不锈钢圆柱形真空罐配置1套两级真空泵机组，所述真空泵机组由1台FF 160\/620F分子泵和1台RVD-18型旋片式机械泵组成；所述机械泵可不经过分子泵，通过1组三通管道和KF 25手动真空阀门直接抽取罐内气体；所述真空罐罐内极限真空度为10 -4<\/sup>Pa，压升率≤10Pa\/h，然后还可以采用电阻电离复合式真空机测量罐内气压。
而通气接口2具体包括1组进气接口和1组出气接口，用于注入和\/或排除实验用气体。
更具体地，所述真空放电罐体还包括：观察窗1；
所述观察窗1设置于所述罐体外壳6的侧面。
需要说明的是，为了方便观察真空放电罐体内的放电实验情况，本实施例在真空罐侧面圆周正中位置开1组光学石英玻璃制的观察窗1，孔径为DN 100mm。
罐体外壳6上除了上述的观察窗1、通气接口2、电流测量接口14以及抽真空接口13外，还可以增设盲板预留接口12，以便对本实施例真空设备进行功能扩展
更具体地，所述第一电极盘7和所述第二电极盘7具体为黄铜电极盘。
更具体地，所述第一电极盘7和所述第二电极盘7具体为罗果夫斯基电极盘。
需要说明的是，本实施例采用的电极盘具体为罗果夫斯基电极盘，其中，作为上电极的第一电极盘7的直径140mm，单面平面直径为100mm，并通过螺纹与尼龙真空封装装置连接；在所述黄铜制电极上表面，距离中心50mm 处安装有固定螺栓，与陶瓷封装电极3通过铜导线连接，并在所述黄铜制电极中心处，贯穿镶嵌有单面镀金的石英玻璃，有效观察直径为20mm；所述石英玻璃表面采用真空蒸镀法镀金，镀金厚度为20nm；所述尼龙封装密封装置、黄铜电极与石英玻璃组成整体真空密封。
而作为下电极的第二电极盘7的直径为140mm，单面平面直径为100 mm，与上电极间距最大为55mm，且对中性良好；所述黄铜电极偏心安装在尼龙支撑法兰上，所述尼龙支撑法兰与底部伺服电机滚珠丝杆装置连接，在外部触摸屏上输入距离后可通过调整下电极位置来调节上下电极间距，调节精度为15μm，并配有光栅尺以实时显示位移，显示精度为5μm；所述黄铜制下电极下面板正中心处设置1组固定螺栓作为电极柱，引出1根铜导线至罐体的电流测量接口14；所述电流测量接口14在罐体外部通过电缆与微电流计连接，用以测量实验中由初始电子到达下电极后产生的稳态电流。
更具体地，所述电流测量接口14具体为真空密封型2芯航空连接器。
需要说明的是，本实施例通过采用具有较强抗干扰能力的接地屏蔽的2 芯航空连接器，连接器在罐体外部通过BNC公接头与微电流测量仪连接，以提高测量电流电压的准确性。
更具体地，所述紫外光灯11具体包括：汞灯或氘灯。
更具体地，所述真空设备还包括柜体10；
所述柜体10内部装配有所述伺服电机；
所述柜体10的顶面用于放置所述真空放电罐体，且所述柜体10顶面和所述真空放电罐体的底面均设置有相互匹配的连通通孔；
所述连通通孔的口径与所述传动丝杆的直径相匹配。
可以理解的是，除了上述的伺服电机外，柜体10还用于装载用于控制所述真空设备的控制终端和交互终端，用于控制伺服电机按照输入的参数精确调整电极盘间距。
更具体地，所述柜体10底部设置有万向轮。
在通过本实施例的一种用于稳态汤逊放电实验的真空设备中进行测量气体稳态汤逊实验时，包括以下步骤：
步骤1，安装紫外光灯11，调整灯管位置使紫外光聚焦于镀金层上，开启紫外光灯11灯光预热1小时，紫外光通过凸透镜组与石英玻璃照射在镀金层上，可产生稳定的初始电流I0<\/sub>；
步骤2，将上法兰盖5安装至罐体外壳6并紧固，将负极性直流高压电源通过铜导线连接至陶瓷封装电极3，将整个罐体外壳6接地，并设置高压探头及数字示波器以实时监控电压值；
步骤3，将微电流计接至航空连接器接口；
步骤4，铺设气体通路，通过橡胶软管将样品气体与进气接口连接，并检查气路的气密性；
步骤5，先打开真空泵机组中的旋片式机械泵，将罐内气压抽至10Pa以下，再打开分子泵继续抽至10-4<\/sup>Pa；
步骤6，将样品气体充入罐内至设定气压值，若实验样品气体为混合气体，则先充入小含量气体、再充入大含量气体，并静置3小时待其充分混合；
步骤7，实验中，通过下电极升降机构9调整第一电极盘7和第二电极盘 7之间的距离d，并调整负极性直流电源的输出电压值U使板间电场E维持在设定值，并通过微电流计测量板间的电子崩电流I；
步骤8，在给定的电场E值下，调节d与U的值，测量得到一系列I与d 相关的离散数值组(I i<\/sub>,di<\/sub>)。
步骤9，通过拟合计算，便可根据电极间距与稳态电流值的相关关系计算得到样品气体电子崩的碰撞电离系数α与附着系数η。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920040321.2
申请日:2019-01-10
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:81(广州)
授权编号:CN209356624U
授权时间:20190906
主分类号:G01R 31/16
专利分类号:G01R31/16
范畴分类:31F;
申请人:广东电网有限责任公司;广东电网有限责任公司电力科学研究院
第一申请人:广东电网有限责任公司
申请人地址:510600 广东省广州市越秀区东风东路757号
发明人:樊小鹏;周永言;唐文渊;李丽;唐念;邹庄磊
第一发明人:樊小鹏
当前权利人:广东电网有限责任公司;广东电网有限责任公司电力科学研究院
代理人:张春水;唐京桥
代理机构:11227
代理机构编号:北京集佳知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计