[实用新型]星用介质材料温度梯度下体电导率的测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及介质材料电导率测量装置技术领域。

背景技术

航天器的在轨失效案例告诉我们，介质内带电效应已经成为妨害航天器高可靠、长寿命运行的重要潜在威胁。航天器内带电是指空间高能带电粒子击穿航天器保护层，打入并沉积在介质内部，从而引发介质产生高电位和强电场。内带电容易导致介质材料性能退化，干扰电路系统正常工作，严重时发生介质击穿放电，很可能造成航天器永久失效。介质电导率是决定内带电效应的关键参数，电导率越小，介质内带电充电时间常数越大，对应的放电威胁越严重。温度是影响电导率的敏感参数，而且空间环境温度变化范围大，因此，分析材料电导率对温度的依赖关系，对准确评估内带电危害具有重要意义。

目前，已有研究集中在介质材料在单一温度下的内带电效应，这是因为主要考虑的是星内介质带电，而星内存在温控，可以忽略温度起伏变化。针对航天器的外露介质结构，如卫星天线支撑物，有必要分析存在温度梯度下的内带电规律。航天器用高分子绝缘介质材料本身是热的不良导体，其处在空间冷黑环境中，在光照与阴暗面之间势必存在温度梯度分布，相应的，介质电导率出现空间分布，这与单一温度下的内带电情况显然是不同的。然而，这方面研究仍属空白，相应的测试装置也未见报道。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种星用介质材料温度梯度下体电导率的测量装置，能实现介质材料温度梯度下不同位置的体电导率的测量，能够考察不同光照倾角时的温度变化范围，测试直观、方便、准确，测试效率高、结构简单、易于实现。为考察介质材料的导电性能及热性能提供可行的试验方案，为卫星外露介质内带电效应评估提供可靠的输入参数，对准确评估内带电危害具有重要意义。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种星用介质材料温度梯度下体电导率的测量装置，包括热源、温度采集装置、电压电流采集电路和采用多层电路板加工工艺沿厚度方向设置在被测的介质材料内的至少四层金属层；每层金属层上至少设有一片金属片，上下两层金属层间的金属片结构相同且位置对应；每个金属片边缘引出一根引线，所述引线与电压电流采集电路连接，相邻的上下两个金属片形成一对测试电极；所述热源位于被测的介质材料的上部，以一定角度照射被测的介质材料上表面；所述温度采集装置包括温度传感器、温度采集电路、温度显示电路，所述温度传感器放置在相邻的上下两个金属片所形成的测试电极的中间介质层中，所述温度传感器与温度采集电路连接，所述温度采集电路与温度显示电路连接。

进一步的技术方案，被测的介质材料的四周还包覆有隔热层。

进一步的技术方案，被测的介质材料底部还铺有低温层。

进一步的技术方案，所述低温层为干冰层。

进一步的技术方案，所述金属片为铜片。

进一步的技术方案，所述热源为红外加热灯阵或太阳模拟器。

进一步的技术方案，所述被测的介质材料为环氧树脂、聚酰亚胺或聚四氟乙烯中的一种或者其中一种的改性介质材料，所述改性主要是通过掺杂玻璃粉、玻璃布等其他材料形成的新介质材料。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：实现了介质材料温度梯度下电导率的测量，能够考察不同温度梯度下的介质材料内部温度和电导率实时变化情况，考察不同光照倾角时的温度变化范围，为考察介质材料的导电性能及热性能提供可行的试验方案，为卫星外露介质内带电效应评估提供可靠的输入参数；分析材料电导率对温度的依赖关系，对准确评估内带电危害具有重要意义；本实用新型结构简单、易于实现，与现有的单一温度下测试体电导率的方法中测试电极暴露在空气中相比，由于采用多层电路板加工工艺，使得测试电极片位于介质材料内部，避免了电极受湿度、空气等影响而形成干扰电流，电极的抗干扰性好，测试结果更加准确；且热源对被测的介质材料进行照射，使得被测的介质材料具有温度梯度，并在被测的介质材料内加设温度传感器，一次实验即可测量多种温度下的介质材料电导率，减少了测试步骤，节省了测试时间，提高了测试效率。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是图1中金属片的结构示意图；

图3是图1中电压电流采集电路的电路原理图；

图4是本发明实施例2中金属层的结构示意图；

在附图中：1、介质材料，2、金属片，3、隔热层，4、导热板，5、热源，6、干冰层，7、引线，8、温度传感器，9、引脚。

具体实施方式