[发明专利]绝缘材料表面电荷测量系统及其测量方法

权利要求书

1.一种绝缘材料表面电荷测量系统，其特征在于，包括光源发生器、偏振器、相位调制器、电光晶体、高压电极和感光单元，所述偏振器、相位调制器、电光晶体和高压电极沿所述光源发生器的发射光的光路依次设置，所述高压电极与所述电光晶体之间存在间隔，所述感光单元用于接收通过所述偏振器的反射光、并获取所述反射光的光波强度。

2.根据权利要求1所述的绝缘材料表面电荷测量系统，其特征在于，还包括信号发生器和高压放大器，所述信号发生器用于产生低压信号，所述低压信号经所述高压放大器转换为高压信号后施加于所述高压电极。

3.根据权利要求2所述的绝缘材料表面电荷测量系统，其特征在于，还包括同步控制电路和示波器，所述示波器用于获取所述高压电极产生的局部放电信号，所述同步控制电路分别与所述信号发生器、感光单元和示波器电连接，以控制所述信号发生器、感光单元和示波器的工作时序。

4.根据权利要求3所述的绝缘材料表面电荷测量系统，其特征在于，还包括测量电极、地电极和一个以上测量电阻，所述测量电极与所述电光晶体电接触，所述地电极接地，所述测量电阻一端与所述地电极连接，所述测量电阻的另一端与所述测量电极连接，所述示波器与所述测量电阻电接触。

5.根据权利要求1所述的绝缘材料表面电荷测量系统，其特征在于，还包括绝缘套，所述高压电极装入所述绝缘套内。

6.根据权利要求1所述的绝缘材料表面电荷测量系统，其特征在于，所述电光晶体为BSO晶体、LiNbO₃晶体、GaAs晶体或CdTe晶体。

7.根据权利要求6所述的绝缘材料表面电荷测量系统，其特征在于，所述电光晶体为BSO晶体，所述BSO晶体上外加电场，所述外加电场的方向与所述BSO晶体的光轴方向平行。

8.根据权利要求1所述的绝缘材料表面电荷测量系统，其特征在于，所述电光晶体具有第一表面和第二表面，所述第一表面与所述第二表面沿所述光路依次设置，所述第一表面与所述第二表面之间的夹角为0°～80°。

9.根据权利要求1所述的绝缘材料表面电荷测量系统，其特征在于，所述相位调制器采用玻片的组合或偏振控制器实现，所述玻片包括1/8玻片、1/4玻片、1/2玻片或相位延迟可调、主轴角度可调的玻片。

10.一种绝缘材料表面电荷的测量方法，其特征在于，使用权利要求1～9任意一项所述的绝缘材料表面电荷测量系统，所述测量方法包括如下步骤：

将待测绝缘材料放置于所述高压电极与所述电光晶体之间的间隔中；

所述高压电极未通电时，利用所述感光单元获取所述反射光的光波强度I_w；

所述高压电极对所述待测绝缘材料施加高压信号时，利用所述感光单元获取所述反射光的光波强度I_q；

利用式和式计算得到待测绝缘材料表面电场E_z，其中，z轴为光路方向；x轴、y轴和z轴之间两两垂直；d为所述电光晶体在z轴上的长度；n_o为未加电场时，所述电光晶体在x轴和y轴上的折射率；γ为电光系数；Δθ为反射光到达所述感光单元时，反射光在x轴和y轴上的相位差。