專利名稱：一種用于輻射二極管參數(shù)測量的電容分壓器及安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)脈沖電壓信號分壓降幅的用于輻射二極管參數(shù)測量的 電容分壓器及安裝方法，應(yīng)用于輻射二極管前端高電壓快脈沖的測量。
背景技術(shù)：
各種測量脈沖高電壓大電流信號的原理都是利用探測器將信號采集出來并進(jìn)行 分壓降幅，從而在示波器等系統(tǒng)上顯示信號波形。在脈沖高電壓測量中，電容分壓器得到了 廣泛應(yīng)用。在《高電壓實驗技術(shù)》等書中有電容分壓器的介紹，但都是對電路進(jìn)行分析，沒有 給出制作方法。輻射二極管的原理是通過電子從二極管的陰極發(fā)射出來經(jīng)加速后轟擊陽 極通過軔致輻射產(chǎn)生X射線的一類裝置，其中的電磁場與帶電粒子往往具有較強(qiáng)的相互作 用，電磁干擾較為嚴(yán)重。在測量輻射二極管前端同軸型真空傳輸線的脈沖高電壓時，公知的 電容分壓器構(gòu)造是采用小的探頭伸入到傳輸線內(nèi)部，通過探頭與傳輸線耦合電容將信號采 集出來。由于電容分壓器的噪聲主要來自二極管工作產(chǎn)生的等離子體和電磁場對測量電極 的作用。當(dāng)電容分壓器的電極面積較小時，受到局部電磁干擾的影響較為嚴(yán)重，使得信噪比 降低，無法獲取正確的被測信號。電容分壓器還會受到等離子體的轟擊，由于等離子體具有 導(dǎo)通作用，會使得測量電極短路，導(dǎo)致無法得到信號。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有電容分壓器測量二極管前端高電壓快脈沖信號出現(xiàn)的信噪比低，短 路的問題，本發(fā)明提供了一種用于輻射二極管參數(shù)測量的電容分壓器，包括測量電極、真空 傳輸線、高壓臂電容和低壓臂電容，其特征在于測量電極為同軸圓筒形，繞真空傳輸線內(nèi)筒 一周，緊貼傳輸線外筒內(nèi)壁，高壓臂電容為測量電極和真空傳輸線內(nèi)筒耦合電容，無介質(zhì)填 充，低壓臂電容為測量電極和接地外殼的耦合電容，中間介質(zhì)為聚乙烯薄膜，測量電極和聚 乙烯薄膜為同軸結(jié)構(gòu)，通過尼龍或有機(jī)玻璃等絕緣材料制作的連接桿壓緊到內(nèi)電極上，內(nèi) 電極另一端連接到用于與示波器連接輸出信號的輸出電纜座上，內(nèi)電極與電纜座之間用有 機(jī)玻璃的絕緣蓋板絕緣，接地外殼和內(nèi)電極為同軸結(jié)構(gòu)，二者之間用一尼龍?zhí)淄沧鳛榻^緣 介質(zhì)，在尼龍?zhí)淄驳闹虚g部位用兩個0型密封圈密封，通過壓緊電纜座和尼龍連接桿，依次 壓緊絕緣蓋板、內(nèi)電極、絕緣套筒和接地外殼將兩個密封圈壓緊封真空。上述的用于輻射二極管參數(shù)測量的電容分壓器，其中聚乙烯薄膜可寬于測量電極 2-3mm。本發(fā)明的用于輻射二極管參數(shù)測量的電容分壓器的安裝方法包括以下過程(1)在接地外殼內(nèi)一次同軸心安裝0型密封圈、絕緣套筒、0型密封圈、內(nèi)電極，(2)內(nèi)電極安裝完畢后，上放絕緣蓋板、電纜座用螺栓通過電纜座、絕緣蓋板和接 地外殼的落空固定到真空傳輸線外筒的法蘭上。(3)緊貼真空傳輸線外筒內(nèi)壁，繞真空傳輸線內(nèi)筒一周放置聚乙烯薄膜，用測量電
3極將薄膜壓緊后，將尼龍連接桿通過測量電極和聚乙烯薄膜的孔旋緊至內(nèi)電極的螺孔上。本發(fā)明的電容分壓器，由于測量電極繞內(nèi)筒一周，增大了測量電極的面積，降低電 容分壓器的分壓比的同時有效避免了局部電磁干擾對整個分壓器的影響，提高了信噪比。 由于聚乙烯薄膜寬度較測量電極大，使等離子體難于形成短路通道，從而無法形成短路。適 用于輻射二極管前端高電壓快脈沖的測量。本發(fā)明的電容分壓器特點是測量電極為同軸圓筒形，繞真空傳輸線內(nèi)筒一周，緊 貼傳輸線外筒內(nèi)壁。高壓臂電容為測量電極和真空傳輸線內(nèi)筒耦合電容，無介質(zhì)填充，低壓 臂電容為測量電極和接地外殼的耦合電容，中間介質(zhì)為聚乙烯薄膜，聚乙烯薄膜稍寬于測 量電極。測量電極和聚乙烯薄膜為同軸結(jié)構(gòu)，通過尼龍連接桿壓緊到內(nèi)電極上，內(nèi)電極另一 端連接到輸出電纜座上，用于與示波器連接輸出信號，內(nèi)電極與電纜座之間用有機(jī)玻璃的 絕緣蓋板絕緣。接地外殼和內(nèi)電極為同軸結(jié)構(gòu)，二者之間用一尼龍?zhí)淄沧鳛榻^緣介質(zhì)，在尼 龍?zhí)淄驳闹虚g部位用兩個0型密封圈密封。通過壓緊電纜座和尼龍連接桿，依次壓緊絕緣 蓋板、內(nèi)電極、絕緣套筒和接地外殼將兩個密封圈壓緊封真空。


圖1是本發(fā)明的縱剖面結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1的等效電路圖。圖3是本發(fā)明安裝示意圖。圖中，1.電纜座2.電纜插頭3.十字槽螺釘4.絕緣蓋板5.接地外殼6.內(nèi)電極 7.0型密封圈8.絕緣套筒9.測量電極10.聚乙烯薄膜11.尼龍連接桿12.0型密封圈。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的縱剖面結(jié)構(gòu)圖。圖2是圖1的等效電路圖。圖中，Us為被測電壓，Cp和C。分別是分壓器高、低壓臂 電容，連接示波器和電容分壓器的電纜阻抗為Ztl，電阻R是電纜的匹配電阻，民和是后續(xù) 積分器的積分電阻和電容。圖3是本發(fā)明安裝剖面。圖中，測量電極9為同軸圓筒形，繞真空傳輸線內(nèi)筒14 一周，緊貼真空傳輸線外筒13內(nèi)壁，通過尼龍連接桿11與內(nèi)電極6固定在一起，測量電極9 與傳輸線內(nèi)筒14耦合為高壓臂電容，與接地外殼5耦合成低壓臂電容，二者形成電容分壓
ο圖1 圖3中，本發(fā)明的用于輻射二極管參數(shù)測量的電容分壓器。所述電容分壓 器的測量電極9為同軸圓筒形，繞真空傳輸線內(nèi)筒14 一周，緊貼真空傳輸線外筒13內(nèi)壁。 高壓臂電容為測量電極9和真空傳輸線內(nèi)筒14耦合電容，低壓臂電容為測量電極9和接地 外殼5的耦合電容，中間介質(zhì)為聚乙烯薄膜10，聚乙烯薄膜10稍寬于測量電極9。測量電 極9和聚乙烯薄膜10為同軸結(jié)構(gòu)，通過尼龍連接桿11壓緊到內(nèi)電極6上，內(nèi)電極6另一端 連接到輸出電纜座1上，用于與示波器連接輸出信號，內(nèi)電極6與電纜座1之間用有機(jī)玻璃 的絕緣蓋板4絕緣。接地外殼5和內(nèi)電極6為同軸結(jié)構(gòu)，二者之間用一絕緣套筒8作為絕 緣介質(zhì)，在尼龍?zhí)淄?的中間部位用兩個0型密封圈密封7和12。通過壓緊電纜座1和尼龍連接桿11，依次壓緊絕緣蓋板5、內(nèi)電極6、絕緣套筒8和接地外殼5將兩個密封圈7和 12壓緊封真空。所述的電纜座1、絕緣蓋板4、內(nèi)電極6、絕緣套筒8、密封圈7和12、尼龍連接桿11 和接地外殼5均為同軸心設(shè)置，軸線垂直真空傳輸線軸線。測量電極9和聚乙烯薄膜10也 是同軸心設(shè)置，軸線與真空傳輸線軸線重合。本發(fā)明的主要安裝過程是，在接地外殼5內(nèi)一次同軸心安裝0型密封圈12、絕緣套 筒8、0型密封圈7、內(nèi)電極6，內(nèi)電極6安裝完畢后，上放絕緣蓋板4、電纜座1用螺栓通過 電纜座1、絕緣蓋板4和接地外殼5的落空固定到真空傳輸線外筒13的法蘭上。緊貼真空傳輸線外筒13內(nèi)壁，繞真空傳輸線內(nèi)筒14一周放置聚乙烯薄膜10，用測 量電極9將薄膜壓緊后，將尼龍連接桿11通過測量電極9和聚乙烯薄膜10的孔旋至內(nèi)電 極6的螺孔上，旋緊即可。
權(quán)利要求
1.一種用于輻射二極管參數(shù)測量的電容分壓器，包括測量電極、真空傳輸線、高壓臂電 容和低壓臂電容，其特征在于測量電極為同軸圓筒形，繞真空傳輸線內(nèi)筒一周，緊貼傳輸線 外筒內(nèi)壁，高壓臂電容為測量電極和真空傳輸線內(nèi)筒耦合電容，無介質(zhì)填充，低壓臂電容為 測量電極和接地外殼的耦合電容，中間介質(zhì)為聚乙烯薄膜，測量電極和聚乙烯薄膜為同軸 結(jié)構(gòu)，通過連接桿壓緊到內(nèi)電極上，內(nèi)電極另一端連接到用于與示波器連接輸出信號的輸 出電纜座上，內(nèi)電極與電纜座之間用有機(jī)玻璃的絕緣蓋板絕緣，接地外殼和內(nèi)電極為同軸 結(jié)構(gòu)，二者之間用一尼龍?zhí)淄沧鳛榻^緣介質(zhì)，在尼龍?zhí)淄驳闹虚g部位用兩個0型密封圈密 封，通過壓緊電纜座和尼龍連接桿，依次壓緊絕緣蓋板、內(nèi)電極、絕緣套筒和接地外殼將兩 個密封圈壓緊封真空。
2.如權(quán)利要求1所述的用于輻射二極管參數(shù)測量的電容分壓器，其特征在于上述的聚 乙烯薄膜寬于測量電極2-3mm。
3.—種如權(quán)利要求1所述的用于輻射二極管參數(shù)測量的電容分壓器的安裝方法，其特 征在于包括以下過程(1)在接地外殼內(nèi)一次同軸心安裝0型密封圈、絕緣套筒、0型密封圈、內(nèi)電極，(2)內(nèi)電極安裝完畢后，上放絕緣蓋板、電纜座用螺栓通過電纜座、絕緣蓋板和接地外 殼的落空固定到真空傳輸線外筒的法蘭上。(3)緊貼真空傳輸線外筒內(nèi)壁，繞真空傳輸線內(nèi)筒一周放置聚乙烯薄膜，用測量電極將 薄膜壓緊后，將尼龍連接桿通過測量電極和聚乙烯薄膜的孔旋緊至內(nèi)電極的螺孔上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)脈沖電壓信號分壓降幅的用于輻射二極管參數(shù)測量的電容分壓器及安裝方法，包括測量電極、真空傳輸線、高壓臂電容和低壓臂電容，特點是測量電極為同軸圓筒形，繞真空傳輸線內(nèi)筒一周，緊貼傳輸線外筒內(nèi)壁。高壓臂電容為測量電極和真空傳輸線內(nèi)筒耦合電容，無介質(zhì)填充，低壓臂電容為測量電極和接地外殼的耦合電容，中間介質(zhì)為聚乙烯薄膜。通過這種電容分壓器增大了測量電極的面積，降低了分壓比，提高了信噪比，同時絕緣介質(zhì)薄膜寬度較測量電極大，使等離子體難于形成短路通道，從而無法形成短路，適用于輻射二極管前端高電壓快脈沖的測量。
文檔編號G01R15/06GK102128964SQ20111000778
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者姜曉鋒, 孫劍鋒, 孫江, 張鵬飛, 楊海亮, 梁天學(xué), 蘇兆鋒 申請人:西北核技術(shù)研究所