CN102128964A - 一种用于辐射二极管参数测量的电容分压器及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能够实现脉冲电压信号分压降幅的用于辐射二极管参数测量的电容分压器及安装方法，包括测量电极、真空传输线、高压臂电容和低压臂电容，特点是测量电极为同轴圆筒形，绕真空传输线内筒一周，紧贴传输线外筒内壁。高压臂电容为测量电极和真空传输线内筒耦合电容，无介质填充，低压臂电容为测量电极和接地外壳的耦合电容，中间介质为聚乙烯薄膜。通过这种电容分压器增大了测量电极的面积，降低了分压比，提高了信噪比，同时绝缘介质薄膜宽度较测量电极大，使等离子体难于形成短路通道，从而无法形成短路，适用于辐射二极管前端高电压快脉冲的测量。

Description

一种用于辐射二极管参数测量的电容分压器及安装方法

技术领域

本发明涉及一种能够实现脉冲电压信号分压降幅的用于辐射二极管参数测量的电容分压器及安装方法，应用于辐射二极管前端高电压快脉冲的测量。

背景技术

各种测量脉冲高电压大电流信号的原理都是利用探测器将信号采集出来并进行分压降幅，从而在示波器等系统上显示信号波形。在脉冲高电压测量中，电容分压器得到了广泛应用。

在《高电压实验技术》等书中有电容分压器的介绍，但都是对电路进行分析，没有给出制作方法。辐射二极管的原理是通过电子从二极管的阴极发射出来经加速后轰击阳极通过轫致辐射产生X射线的一类装置，其中的电磁场与带电粒子往往具有较强的相互作用，电磁干扰较为严重。在测量辐射二极管前端同轴型真空传输线的脉冲高电压时，公知的电容分压器构造是采用小的探头伸入到传输线内部，通过探头与传输线耦合电容将信号采集出来。由于电容分压器的噪声主要来自二极管工作产生的等离子体和电磁场对测量电极的作用。当电容分压器的电极面积较小时，受到局部电磁干扰的影响较为严重，使得信噪比降低，无法获取正确的被测信号。电容分压器还会受到等离子体的轰击，由于等离子体具有导通作用，会使得测量电极短路，导致无法得到信号。

发明内容

为了克服现有电容分压器测量二极管前端高电压快脉冲信号出现的信噪比低，短路的问题，本发明提供了一种用于辐射二极管参数测量的电容分压器，包括测量电极、真空传输线、高压臂电容和低压臂电容，其特征在于测量电极为同轴圆筒形，绕真空传输线内筒一周，紧贴传输线外筒内壁，高压臂电容为测量电极和真空传输线内筒耦合电容，无介质填充，低压臂电容为测量电极和接地外壳的耦合电容，中间介质为聚乙烯薄膜，测量电极和聚乙烯薄膜为同轴结构，通过尼龙或有机玻璃等绝缘材料制作的连接杆压紧到内电极上，内电极另一端连接到用于与示波器连接输出信号的输出电缆座上，内电极与电缆座之间用有机玻璃的绝缘盖板绝缘，接地外壳和内电极为同轴结构，二者之间用一尼龙套筒作为绝缘介质，在尼龙套筒的中间部位用两个O型密封圈密封，通过压紧电缆座和尼龙连接杆，依次压紧绝缘盖板、内电极、绝缘套筒和接地外壳将两个密封圈压紧封真空。

上述的用于辐射二极管参数测量的电容分压器，其中聚乙烯薄膜可宽于测量电极2-3mm。

本发明的用于辐射二极管参数测量的电容分压器的安装方法包括以下过程：

(1)在接地外壳内一次同轴心安装O型密封圈、绝缘套筒、O型密封圈、内电极，

(2)内电极安装完毕后，上放绝缘盖板、电缆座用螺栓通过电缆座、绝缘盖板和接地外壳的落空固定到真空传输线外筒的法兰上。

(3)紧贴真空传输线外筒内壁，绕真空传输线内筒一周放置聚乙烯薄膜，用测量电极将薄膜压紧后，将尼龙连接杆通过测量电极和聚乙烯薄膜的孔旋紧至内电极的螺孔上。

本发明的电容分压器，由于测量电极绕内筒一周，增大了测量电极的面积，降低电容分压器的分压比的同时有效避免了局部电磁干扰对整个分压器的影响，提高了信噪比。由于聚乙烯薄膜宽度较测量电极大，使等离子体难于形成短路通道，从而无法形成短路。适用于辐射二极管前端高电压快脉冲的测量。

本发明的电容分压器特点是测量电极为同轴圆筒形，绕真空传输线内筒一周，紧贴传输线外筒内壁。高压臂电容为测量电极和真空传输线内筒耦合电容，无介质填充，低压臂电容为测量电极和接地外壳的耦合电容，中间介质为聚乙烯薄膜，聚乙烯薄膜稍宽于测量电极。测量电极和聚乙烯薄膜为同轴结构，通过尼龙连接杆压紧到内电极上，内电极另一端连接到输出电缆座上，用于与示波器连接输出信号，内电极与电缆座之间用有机玻璃的绝缘盖板绝缘。接地外壳和内电极为同轴结构，二者之间用一尼龙套筒作为绝缘介质，在尼龙套筒的中间部位用两个O型密封圈密封。通过压紧电缆座和尼龙连接杆，依次压紧绝缘盖板、内电极、绝缘套筒和接地外壳将两个密封圈压紧封真空。

附图说明

图1是本发明的纵剖面结构图。

图2是图1的等效电路图。

图3是本发明安装示意图。

图中，1.电缆座2.电缆插头3.十字槽螺钉4.绝缘盖板5.接地外壳6.内电极7.O型密封圈8.绝缘套筒9.测量电极10.聚乙烯薄膜11.尼龙连接杆12.O型密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的纵剖面结构图。

图2是图1的等效电路图。图中，U_s为被测电压，C_p和C_c分别是分压器高、低压臂电容，连接示波器和电容分压器的电缆阻抗为Z₀，电阻R是电缆的匹配电阻，R_j和C_j是后续积分器的积分电阻和电容。

图3是本发明安装剖面。图中，测量电极9为同轴圆筒形，绕真空传输线内筒14一周，紧贴真空传输线外筒13内壁，通过尼龙连接杆11与内电极6固定在一起，测量电极9与传输线内筒14耦合为高压臂电容，与接地外壳5耦合成低压臂电容，二者形成电容分压器。

图1～图3中，本发明的用于辐射二极管参数测量的电容分压器。所述电容分压器的测量电极9为同轴圆筒形，绕真空传输线内筒14一周，紧贴真空传输线外筒13内壁。高压臂电容为测量电极9和真空传输线内筒14耦合电容，低压臂电容为测量电极9和接地外壳5的耦合电容，中间介质为聚乙烯薄膜10，聚乙烯薄膜10稍宽于测量电极9。测量电极9和聚乙烯薄膜10为同轴结构，通过尼龙连接杆11压紧到内电极6上，内电极6另一端连接到输出电缆座1上，用于与示波器连接输出信号，内电极6与电缆座1之间用有机玻璃的绝缘盖板4绝缘。接地外壳5和内电极6为同轴结构，二者之间用一绝缘套筒8作为绝缘介质，在尼龙套筒8的中间部位用两个O型密封圈密封7和12。通过压紧电缆座1和尼龙连接杆11，依次压紧绝缘盖板5、内电极6、绝缘套筒8和接地外壳5将两个密封圈7和12压紧封真空。

所述的电缆座1、绝缘盖板4、内电极6、绝缘套筒8、密封圈7和12、尼龙连接杆11和接地外壳5均为同轴心设置，轴线垂直真空传输线轴线。测量电极9和聚乙烯薄膜10也是同轴心设置，轴线与真空传输线轴线重合。

本发明的主要安装过程是，在接地外壳5内一次同轴心安装O型密封圈12、绝缘套筒8、O型密封圈7、内电极6，内电极6安装完毕后，上放绝缘盖板4、电缆座1用螺栓通过电缆座1、绝缘盖板4和接地外壳5的落空固定到真空传输线外筒13的法兰上。

紧贴真空传输线外筒13内壁，绕真空传输线内筒14一周放置聚乙烯薄膜10，用测量电极9将薄膜压紧后，将尼龙连接杆11通过测量电极9和聚乙烯薄膜10的孔旋至内电极6的螺孔上，旋紧即可。

Claims (3)

1.一种用于辐射二极管参数测量的电容分压器，包括测量电极、真空传输线、高压臂电容和低压臂电容，其特征在于测量电极为同轴圆筒形，绕真空传输线内筒一周，紧贴传输线外筒内壁，高压臂电容为测量电极和真空传输线内筒耦合电容，无介质填充，低压臂电容为测量电极和接地外壳的耦合电容，中间介质为聚乙烯薄膜，测量电极和聚乙烯薄膜为同轴结构，通过连接杆压紧到内电极上，内电极另一端连接到用于与示波器连接输出信号的输出电缆座上，内电极与电缆座之间用有机玻璃的绝缘盖板绝缘，接地外壳和内电极为同轴结构，二者之间用一尼龙套筒作为绝缘介质，在尼龙套筒的中间部位用两个O型密封圈密封，通过压紧电缆座和尼龙连接杆，依次压紧绝缘盖板、内电极、绝缘套筒和接地外壳将两个密封圈压紧封真空。

2.如权利要求1所述的用于辐射二极管参数测量的电容分压器，其特征在于上述的聚乙烯薄膜宽于测量电极2-3mm。

3.一种如权利要求1所述的用于辐射二极管参数测量的电容分压器的安装方法，其特征在于包括以下过程：

(1)在接地外壳内一次同轴心安装O型密封圈、绝缘套筒、O型密封圈、内电极，

(2)内电极安装完毕后，上放绝缘盖板、电缆座用螺栓通过电缆座、绝缘盖板和接地外壳的落空固定到真空传输线外筒的法兰上。

(3)紧贴真空传输线外筒内壁，绕真空传输线内筒一周放置聚乙烯薄膜，用测量电极将薄膜压紧后，将尼龙连接杆通过测量电极和聚乙烯薄膜的孔旋紧至内电极的螺孔上。

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