CN106442433A - 一种基于iccd成像的聚合物击穿发光光谱测量系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于ICCD成像的聚合物击穿发光光谱测量系统。包括同步触发电路及受同步触发电路控制的光学图像采集处理系统、动态压力测量系统和数据处理单元，光学图像采集处理系统包括以电弧发生器为中心的三路成像光路，三路成像光路同时接收外部发生器放电发出的光信号，每一路成像光路中的可调密度盘对接收的光信号进行动态衰减，将衰减后的信号经分光装置等性分为三路平行光束，三束不同波长的单色光和背景光并送至CCD的不同区域成像，从而获得由三路平行光束生成的一幅成像光路图像；本发明通过测量装置获取光信号能够绘制聚合物击穿瞬间的发光光谱，能够了解发光的来源从而分析聚合物的中载流子的变化规律，进一步了解击穿行为如何发生。

Description

一种基于ICCD成像的聚合物击穿发光光谱测量系统
技术领域
本发明涉及一种聚合物击穿发光光谱测量系统，具体涉及一种自动变速器跛行过程的油路选择控制。
背景技术
聚合物已经被广泛地用作电气绝缘材料，因为它们具有优良的物理和化学性能，在电气绝缘技术领域，聚合物作为绝缘材料起着极为重要的作用。其中击穿性能是电介质材料最基本的要求，提高材料的电气强度是电介质研究最为重要的任务之一，分析固体电介质的击穿机理有助于弄清固体内部的一些物理过程，发现绝缘材料耐电的因素，制造新型绝缘材料或者采取相应的预防措施和减少击穿，对提高绝缘材料的击穿场强有重要意义。同时这也是电缆、电容器以及高压电器工业，尤其是集成电路制造业所关心的问题。
目前，很多学者通过纳米复合材料技术提高了聚合物的击穿性能，对击穿机理也有了进一步的分析。但聚合物击穿试验中击穿是瞬间发生的，在击穿的瞬间会有短暂发光现象，由于击穿发光行为发生时间短、速度快，所以需要一种能够快速捕捉光信号的测试系统。因此聚合物击穿发光尚未有十分有效的测量手段。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，进而提供一种基于ICCD成像的聚合物击穿发光光谱测量系统。
本发明的技术方案：
一种基于ICCD成像的聚合物击穿发光光谱测量系统包括同步触发电路、光学图像采集处理系统、动态压力测量系统、聚合物击穿系统和数据处理单元，同步触发电路控制外部光学图像采集处理系统、动态压力测量系统和数据处理单元同步工作，所述的光学图像采集处理系统包括以电弧发生器为中心的三路成像光路，每路成像光路包括可调密度盘、分光装置、滤光片和CCD传感器，光学图像采集处理系统中的三路成像光路同时接收外部发生器放电发出的光信号，每一路成像光路中的可调密度盘对接收的光信号进行动态衰减，将衰减后的信号经分光装置等性分为三路平行光束，再经过各自光路的滤光片后，得到三束不同波长的单色光和背景光并送至CCD的不同区域成像，从而获得由三路平行光束生成的一幅成像光路图像；光学图像采集处理系统生成三幅成像光路图像送至数据处理单元；动态压力测量模块测量聚合物击穿系统内部的动态压力，并将压力测量结果送至数据处理单元；数据处理单元根据成像光路图像和压力测量结果，计算获得聚合物内部的陷阱能级信息。
优选的：所述的数据处理单元包括图像采集卡、专用软件系统和数据存盘系统，图像采集卡、专用软件系统和数据存盘系统依次建立连接关系。
优选的：所述的动态压力测量系统包括压力传感器、电荷放大器、压力信号调理电路和高速AD转换器，所述压力传感器感知聚合物击穿系统内部的压力变化并转换成电信号，经电荷放大器放大后送至压力信号调理电路，压力信号调理电路对放大后的电信号进行去除噪音处理和幅值处理后送至AD转换电路进行模数转换后输出。
优选的：所述三路平行光束中的滤光片具有不同的特征波长。
本发明具有以下有益效果：通过测量装置获取光信号能够绘制聚合物击穿瞬间的发光光谱，能够了解发光的来源从而分析聚合物的中载流子的变化规律，进一步了解击穿行为如何发生，通过对电致发光谱和光致发光谱等的测量，能较准确的获得聚合物内部的陷阱能级信息。
附图说明
图1是一种基于ICCD成像的聚合物击穿发光光谱测量系统流程图；
图2是以ICCD为主要测量装置构建所需的测量系统图；
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式提供的一种基于ICCD成像的聚合物击穿发光光谱测量系统包括同步触发电路、光学图像采集处理系统、动态压力测量系统、聚合物击穿系统和数据处理单元，同步触发电路控制外部光学图像采集处理系统、动态压力测量系统和数据处理单元同步工作，所述的光学图像采集处理系统包括以电弧发生器为中心的三路成像光路，每路成像光路包括可调密度盘、分光装置、滤光片和CCD传感器，光学图像采集处理系统中的三路成像光路同时接收外部发生器放电发出的光信号，每一路成像光路中的可调密度盘对接收的光信号进行动态衰减，将衰减后的信号经分光装置等性分为三路平行光束，再经过各自光路的滤光片后，得到三束不同波长的单色光和背景光并送至CCD的不同区域成像，从而获得由三路平行光束生成的一幅成像光路图像；光学图像采集处理系统生成三幅成像光路图像送至数据处理单元；动态压力测量模块测量聚合物击穿系统内部的动态压力，并将压力测量结果送至数据处理单元；数据处理单元根据成像光路图像和压力测量结果，计算获得聚合物内部的陷阱能级信息；所述的数据处理单元包括图像采集卡、专用软件系统和数据存盘系统，图像采集卡、专用软件系统和数据存盘系统依次建立连接关系；所述的动态压力测量系统包括压力传感器、电荷放大器、压力信号调理电路和高速AD转换器，所述压力传感器感知聚合物击穿系统内部的压力变化并转换成电信号，经电荷放大器放大后送至压力信号调理电路，压力信号调理电路对放大后的电信号进行去除噪音处理和幅值处理后送至AD转换电路进行模数转换后输出；所述三路平行光束中的滤光片具有不同的特征波长。
具体实施方式二：根据图2说明本实施方式，本实施方式的聚合物击穿系统中对聚合物的准备要求，首先选择的电极结构为均匀场结构，将聚合物制成薄膜,利用热蒸发或者离子溅射在薄膜两边镀半透明电极,然后夹在高压电极和接地电极之间，这种电极结构安装方便，电场强度容易计算；电源设备根据施加的电压形势不同采用不同的设备；样品室是容纳电极、试样、以及连接电源、真空设备和光检测设备的容器，为了保证内部的真空度，样品室应尽量小，但是考虑到实验过程要在高电压的情况下进行为了防止空气放电现象，应增加安全距离,样品室不宜太小。窗口装有光学石英玻璃，样品的EL信号通过中间的石英窗口照射到ICCD的镜头，计算机安装WinSpc软件实现对ICCD和单色仪的控制。设置外部信号和快门开启的延时以及曝光时间。
电荷耦合器件CCD是由一系列排列紧密的电容器组成，它以电荷作为信号，当有光信号射入到MOS电容器的型半导体内时会产生电子空穴对，光越强产生的电子空穴对就越多，这样光信号就转化成了电荷信号，通过对电荷的存储和转移来实现对光信号的存储和转移，这是它的突出特点。本方法的测量是基于ICCD的聚合物击穿发光测量装置，其能够对发光现象进行成像，这样可以对击穿发光的现象进行更加直观的认识。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于ICCD成像的聚合物击穿发光光谱测量系统，包括同步触发电路、光学图像采集处理系统、动态压力测量系统、聚合物击穿系统和数据处理单元，同步触发电路控制外部光学图像采集处理系统、动态压力测量系统和数据处理单元同步工作，所述的光学图像采集处理系统包括以电弧发生器为中心的三路成像光路，每路成像光路包括可调密度盘、分光装置、滤光片和CCD传感器，光学图像采集处理系统中的三路成像光路同时接收外部发生器放电发出的光信号，每一路成像光路中的可调密度盘对接收的光信号进行动态衰减，将衰减后的信号经分光装置等性分为三路平行光束，再经过各自光路的滤光片后，得到三束不同波长的单色光和背景光并送至CCD的不同区域成像，从而获得由三路平行光束生成的一幅成像光路图像；光学图像采集处理系统生成三幅成像光路图像送至数据处理单元；动态压力测量模块测量聚合物击穿系统内部的动态压力，并将压力测量结果送至数据处理单元；数据处理单元根据成像光路图像和压力测量结果，计算获得聚合物内部的陷阱能级信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于ICCD成像的聚合物击穿发光光谱测量系统，其特征在于：所述的数据处理单元包括图像采集卡、专用软件系统和数据存盘系统，图像采集卡、专用软件系统和数据存盘系统依次建立连接关系。
3.根据权利要求1所述的一种基于ICCD成像的聚合物击穿发光光谱测量系统，其特征在于：所述的动态压力测量系统包括压力传感器、电荷放大器、压力信号调理电路和高速AD转换器，所述压力传感器感知聚合物击穿系统内部的压力变化并转换成电信号，经电荷放大器放大后送至压力信号调理电路，压力信号调理电路对放大后的电信号进行去除噪音处理和幅值处理后送至AD转换电路进行模数转换后输出。
4.根据权利要求1所述的一种基于ICCD成像的聚合物击穿发光光谱测量系统，其特征在于：光学图像采集处理系统以电弧发生器为中心的三路成像光路，每一路成像光路中的可调密度盘对接收的光信号进行动态衰减，衰减后的三路平行光束中的滤光片具有不同的特征波长。
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