CN110346657A - 一种自适应调整电极夹具装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自适应调整电极夹具装置，包括可调节电极夹具模块和固定电极夹具模块，其中：可调节电极夹具模块包括电极基座单元、可万向旋转单元和平面电极，其中，电极基座单元包括第一底座和弹簧，可万向旋转单元包括一端为球形的直杆和扣具套件，第一底座上设有内腔槽，直杆的竖杆端插入内腔槽中，弹簧设置在竖杆端和内腔槽的底部之间，扣具套件和直杆的球形端相匹配且连接在球形端上，平面电极安装在扣具套件上；固定电极夹具模块包括依次连接的固定电极、过渡单元和第二底座。与现有技术相比，本发明具可调节电极夹具模块后方弹性力的作用下自适应调整角度，确保平面电极和固定电极维持平行状态。

Description

一种自适应调整电极夹具装置
技术领域
本发明涉及绝缘电介质空间电荷测量领域，尤其是涉及一种自适应调整电极夹具装置。
背景技术
空间电荷测量技术是研究绝缘电介质空间电荷特性的基础。当前，空间电荷无损测量技术按照扰动方法，最具代表性的方法包括电声脉冲法(PEA)、压力波法(PWP)和热脉冲法(TP)。这三种空间电荷测量技术，虽测量原理不同，但它们基本上都需要一对电极用以夹心支撑固定被测平板或薄膜介质材料。对于电声脉冲法和压力波法，在安装电极夹具时，要做到电极夹具两个接触面平行并能与样品紧密面贴合，而不是线接触或者是点接触。对于热脉冲法，可能采用单面或双面扰动的方式，对应的电极夹具是带有通光孔的圆环，如果是双面扰动就需要两个同心圆环电极。在测量过程中，外加直流电压都是通过样品电极夹具作用在测量样品上，被测样品即是被扰动对象又是响应信号发射源。电极夹具内侧面的平行程度影响到对样品的固定程度，也影响到扰动或响应信号特别是高频信号的传送。
目前，电极夹具一般都是由两个平行的角度不可调节的接触电极构成，通常要求电极平面与轴向垂直，以保证电极对可以平行地将样品固定住。在实际应用中，由于各种因素的存在，这种电极夹具可能会产生以下几种导致电极接触面不平行的情况：1.加工的电极夹具装置的接触表面平整度不高；2.安装电极夹具时，两个电极接触平面没有做到完全平行；3.电极夹具的两个接触电极由于长期使用造成的磨损或是重新打磨造成的表面与轴向的倾角。在电极不平行的情况下，原设计的平面接触成为线接触或点接触，导致额外的电感、电容值变小，导致信号畸变，对于厚度为数微米薄膜样品，这种线或点接触也可能造成样品损伤，不利于实验的进行。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种自适应调整电极夹具装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种自适应调整电极夹具装置，包括可调节电极夹具模块和固定电极夹具模块，其中：
所述的可调节电极夹具模块包括电极基座单元、可万向旋转单元和平面电极，其中，所述的电极基座单元包括第一底座和弹簧，所述的可万向旋转单元包括一端为球形的直杆和扣具套件，所述第一底座上设有内腔槽，所述直杆的竖杆端插入内腔槽中，弹簧设置在竖杆端和内腔槽的底部之间，所述的扣具套件和直杆的球形端相匹配且连接在球形端上，所述的平面电极安装在扣具套件上；
所述的固定电极夹具模块包括依次连接的固定电极、过渡单元和第二底座；
使用时，被测平板或薄膜介质样品被夹持在平面电极和固定电极之间。
进一步地，所述的第一底座、直杆、扣具套件和平面电极上均设有互为同心圆的通光孔，通光孔依次连接形成一条依次贯穿第一底座、弹簧的内圈、直杆的轴心、扣具套件和平面电极的圆心的通路。
进一步地，所述的电极基座单元还包括一滑块和端盖，该端盖安装在第一底座上覆盖内腔槽，端盖中心设有安装孔，所述的直杆的竖杆端穿过安装孔连接滑块。
进一步地，所述滑块和直杆通过螺纹连接。
进一步地，所述滑块以第一底座上的内腔槽的内壁为轨道滑动。
进一步地，所述端盖的安装孔与直杆松配合并作为滑块的限位。
进一步地，所述的平面电极和扣具套件可拆卸式连接。
进一步地，所述的过渡单元为聚四氟乙烯空心管。
进一步地，所述的固定电极中心设有通孔。
进一步地，所述的第一底座和第二底座上均设有螺纹孔。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明装置中设置了可调节电极夹具模块和固定电极夹具模块，并且在可调节电极夹具模块中设置了直杆和弹簧的结构，可方便调节样品放置的空间大小，同时平面电极具有绕中心轴线旋转的功能。当可调节电极夹具模块和固定电极夹具模块夹持被测平板或薄膜样品时，即便初始角度互相不平行，可以在可调节电极夹具模块后方弹性力的作用下自适应调整角度，确保平面电极和固定电极维持平行状态。
2、电极基座单元通过滑块和端盖的设置确保装置在进行轴向长度调节的过程中不会发生脱落。
3、平面电极和扣具套件可拆卸式连接便于根据不同的测试需要更换不同尺寸的电极，适用范围广。
4、过渡单元采用聚四氟乙烯空心管既能够作为激光通路，又能确保固定电极与被测样品腔壁之间的绝缘，提高了安全性。
5、本发明结构简单，制造成本低，具有良好的经济实用价值。
附图说明
图1为本发明的剖视结构爆炸示意图。
图2为本发明的剖视结构示意图。
附图标记：1、可调节电极夹具模块，11、电极基座单元，111、第一底座，112、弹簧，113、滑块，114、端盖，12、可万向旋转单元，121、扣具套件，122、直杆，13、平面电极，2、固定电极夹具模块，21、第二底座，22、过渡单元，23、固定电极。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1和图2所示，本实施例提供了一种自适应调整电极夹具装置，用于绝缘电介质空间电荷分布测量，能够自适应调整电极角度直至两电极平面平行为止。该装置具体包括可调节电极夹具模块1和固定电极夹具模块2。
可调节电极夹具模块1由电极基座单元11、可万向旋转单元12和平面电极13构成。电极基座单元11包括第一底座111、弹簧112、滑块113和端盖114；在第一底座111上设有内腔槽，滑块113和弹簧112放置在内腔槽内，滑块113带有内螺纹，且以内腔槽的内壁为轨道移动。端盖114通过螺纹安装在第一底座111上覆盖内腔槽，端盖114中心设有安装孔。同时，在第一底座111的外环壁上分别设置有3-4个螺纹孔，方便借助螺丝与被测样品腔壁进行连接。
可万向旋转单元12包括一端为球形的直杆122和与扣具套件121。直杆122的竖杆端穿过安装孔连接内腔槽内的滑块113，竖杆端和滑块113通过螺纹连接。因此直杆122可以通过滑块113沿着内槽腔的内壁滑动，并且被端盖114所限制，避免发生脱落情况，即直杆122可以沿着自身轴向方向伸缩运动。扣具套件121由两个内壁和球形端相匹配的扣件组成，扣件相合扣在球形端外，可实现用来安装平面电极13的扣具套件121能绕直杆122万向旋转。
平面电极13和扣具套件121采用卡扣连接或螺纹连接等拆卸式连接，方便了具有不同直径尺寸的平面电极13的维护与更替。
本实施例中平面电极13通过螺纹安装在扣具套件121上，扣具套件121的内部球腔可以绕着直杆122的球形端旋转，这样就实现了平面电极13的万向旋转调节，并且可以沿直杆122轴向伸缩。
固定电极夹具模块2也由三部分构成，包括依次连接的固定电极23、过渡单元22和第二底座21。第二底座21在其底部外环壁上同样设置有3-4螺纹孔，方便借助螺丝与样品腔壁进行连接；过渡单元22采用聚四氟乙烯空心管，过渡单元22通过外螺纹与固定电极23以及第二底座21连接。固定电极23可以在中心位置开孔，作为激光压力波法或热脉冲法的光脉冲通道，也可以在中心位置不开孔，可以作为电声脉冲法的电脉冲或高压施加电极，或者作为接地电极作为声波导。聚四氟乙烯中孔管主要有两个作用，一是作为激光通路，二是用作固定电极23与被测样品腔壁之间的绝缘。
平面电极13和固定电极23通常为圆形，可调节电极夹具模块1和固定电极夹具模块2的安装要求是具有共同中心轴，以保证平面电极13和固定电极23同心，保证被测样品能被两个电极夹具平整地夹紧。
对于需要通过激光脉冲扰动样品的测试方法，如激光压力波法或热脉冲法，本实施例的第一底座111、直杆122、扣具套件121和平面电极13上均设有互为同心圆的通光孔，通光孔依次连接形成一条依次贯穿第一底座111、弹簧112的内圈、直杆122的轴心、扣具套件121和平面电极13圆心的通路；通路直径要远远大于激光斑点的直径，方便光路的调整。同时，可调节电极夹具模块1和固定电极夹具模块2根据实验需求分别作为接地电极和高压电极，处理好对应的接地和绝缘措施。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自适应调整电极夹具装置，其特征在于，包括可调节电极夹具模块(1)和固定电极夹具模块(2)，其中：
所述的可调节电极夹具模块(1)包括电极基座单元(11)、可万向旋转单元(12)和平面电极(13)，其中，所述的电极基座单元(11)包括第一底座(111)和弹簧(112)，所述的可万向旋转单元(12)包括一端为球形的直杆(122)和扣具套件(121)，所述第一底座(111)上设有内腔槽，所述直杆(122)的竖杆端插入内腔槽中，弹簧(112)设置在竖杆端和内腔槽的底部之间，所述的扣具套件(121)和直杆(122)的球形端相匹配且连接在球形端上，所述的平面电极(13)安装在扣具套件(121)上；
所述的固定电极夹具模块(2)包括依次连接的固定电极(23)、过渡单元(22)和第二底座(21)；
使用时，被测平板或薄膜介质样品被夹持在平面电极(13)和固定电极(23)之间。
2.根据权利要求1所述的自适应调整电极夹具装置，其特征在于，所述的第一底座(111)、直杆(122)、扣具套件(121)和平面电极(13)上均设有互为同心圆的通光孔，通光孔依次连接形成一条依次贯穿第一底座(111)、弹簧(112)的内圈、直杆(122)的轴心、扣具套件(121)和平面电极(13)的圆心的通路。
3.根据权利要求1所述的自适应调整电极夹具装置，其特征在于，所述的电极基座单元(11)还包括一滑块(113)和端盖(114)，该端盖(114)安装在第一底座(111)上覆盖内腔槽，端盖(114)中心设有安装孔，所述的直杆(122)的竖杆端穿过安装孔连接滑块(113)。
4.根据权利要求3所述的自适应调整电极夹具装置，其特征在于，所述滑块(113)和直杆(122)通过螺纹连接。
5.根据权利要求3所述的自适应调整电极夹具装置，其特征在于，所述滑块(113)以第一底座(111)上的内腔槽的内壁为轨道滑动。
6.根据权利要求3所述的自适应调整电极夹具装置，其特征在于，所述端盖(114)的安装孔与直杆(122)松配合并作为滑块(113)的限位。
7.根据权利要求1所述的自适应调整电极夹具装置，其特征在于，所述的平面电极(13)和扣具套件(121)可拆卸式连接。
8.根据权利要求1所述的自适应调整电极夹具装置，其特征在于，所述的过渡单元(22)为聚四氟乙烯空心管。
9.根据权利要求8所述的自适应调整电极夹具装置，其特征在于，所述的固定电极(23)中心设有通孔。
10.根据权利要求1所述的自适应调整电极夹具装置，其特征在于，所述的第一底座(111)和第二底座(21)上均设有螺纹孔。
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