压电薄膜PVDF 高压极化仪\压电薄膜PVDF 高压极化装置
     Huace HV 压电材料高压极化装置采用华测公司自主研发的超低纹波、线性高压直流电源;科学稳定的加热电极,并配合计算机控制实现的多功能极化的装置。同时,还可以进行扩展多种功能。它以稳定的测量指标在材料极化过程中电场分布均匀,极化效果更胜一筹。
极化过程中需考虑的因素
我们更关注高压测控技术
典型用户(高压电源大都在设备的下部或桌面)
极化装置介绍
一、超低温纹波高压电源极化方式
二、超低温纹波高压电源极化方式
科学的薄膜极化方式
华测生产的高压薄膜极化装置采用目前双电源工作,采用线性高压线性电源,纹波小,效率高。配合计算机控制便于调整极化电压。采用网栅电极让电场分布均匀;其他相关薄膜极化匀采用线性高压电源。

超低纹波高压直流电源
电压的稳定性对极化的效果起到关键性的作用。主要表现在电源的纹波系数(纹波是由于直流稳定电源的电压波动而造成的一种现象,因为直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的,这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成份,这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。)华测HCHV系列高压直流电源采用IGBT电压驱动式功率半导体器件与倍压整流方式实现超低纹波输出。目前大多数的直流电源纹波系数在5%,而华测HCHV系列高压直流电源达到0.02%+1Vp-p。

扩展能力
华测HCHV系列高压极化电源不仅可以对薄膜材料进行极化,同时增加油浴装置还可以对块体材料进行极化以及进行高压击穿试验、配合电流表进行高电压下的TSDC试验、高电压下的电阻试验、电介质充放电测试等功能。

测量能力
具有升压极化,阶梯极化等极化模式,可显化极化过程及相关测量数据。华测HCHV系列高压极化电源是性能高的机箱式高压电源,具有完善的保护系统。可遥控或本地控制,前面板有电压、电流显示,高压输入端过压、过流、短路保护、拉弧、过温保护和安全锁等功能。宽范围调整和灵活的多项可选功能。由于我们的高压电子技术积累了多年。适合材料电学高压试验与功能材料的极化。

温度控制能力
采用电极板加热方式,温控仪表、PT100热电偶进行精准的温度测量与反馈。温控波动小于±0.5°c以内。通过计算机控制高压直流电源与温控,让薄膜极化效果得到提升。
高压功率放大器
高压直流电源
薄膜极化原理框图
测量功能与技术参数
① POWER ON / OFF switch : 电源开关.
② OUTPUT ON / OFF button :高压输出按钮(按下后高压输出)
③ OUTPUT ON display LED :高压输出指示灯
④ External control display :计算机通讯控制指示灯
⑤ Door switch display LED :保护开关指示灯
⑥ Over temperature protection display LED :设备故障指示灯
⑦ Operation mode display LED :恒压运行时灯亮。
⑧ Operation mode display LED :恒流运行时灯亮
⑨ Output Voltage adjustable potentiometer(电压调整旋钮)
⑩ Output Current adjustable potentiometer(电流调整旋钮)
高压输出
接地端子
计算机控制接口
220V电源接口
输入电压                 200V~240 VAC ± 10% 50/60Hz
输出电压                 20kV、30kV、50kV也可按用户要求定制电源
输入电压控制          外部控制电压:0-10V(输入阻抗大于10KΩ)
直流偏压                 前面板电位计设置在-100%和+100%之间
纹波                        0.02% + 1Vp-p
稳定性                     0.016%
显示方式                  VFD显示屏
电压监视                  面板BNC  -10V ~+10V         输出阻抗 1KΩ
电流监视                  面板BNC  -10V ~+10V         输出阻抗 1KΩ
保护                         过压保护、过流保护、接地保护、短路保护
使用温度                  0℃ ~ +40℃
输入电压    00V~240 VAC ± 10% 50/60Hz
最高温度    250℃
温控精度    ±0.5℃
控制方式    PID
电极方式    300mmX300mm(可根据用户要求定制)
热电偶    PT100
配件    高压电极、格栅、接地、高压线(可增配电脑控制)
■ 高压直流电源产品参数
■ 加热电极产品参数
高压放大器将输入电压转换为高压及波形输出如下图所示。目前,对高压放大器的需求越来越大越来越多,现在已经成为研究中重要的工具并为这些领域开发、试验和集成一个系统,如电子、物理、生物、化学、医疗等行业。华测生产的各种高压放大器,实现客户的对功能材料测试的要求。
测试原理
高压放大器选型
产品特点
输出电压范围: 0至±10 kV DC或AC峰值
输出电流范围: 0至±10 mA DC或±40 mA峰值(1 ms)
输入电压范围: 0至±10 V DC 或AC峰值
输入阻抗: 20 kΩ ,标称值
直流电压增益: 1000 V / V
直流电压增益精度: 优于满量程的0.1%
直流失调电压: 低于±2V
输出噪声:  低于0.5 V rms *
转换速率(10%至90%):优于700 V /μs
小信号带宽(-3dB): DC至优于60 kHz
大信号带宽(-3 dB):DC至优于19.5 kHz
大信号带宽 (1%失真率): DC至优于9.5 kHz
稳定性:随时间稳定性:低于100 ppm /hr,(不可累积)
              随温度稳定性:低于100 ppm /°C
电压监控
比率: 1 V / 1000 V
直流精度: 优于满量程的0.1%
直流偏置电压: 低于±3 mV
输出噪声: 低于20 mV rms *
输出阻抗: 47Ω
电流监控
比率:1V/4mA
直流精度:优于满量程的1%
偏移电压: 低于±10 mV
输出噪声:低于50 mV rms *
带宽(-3dB): DC至高于10 kHz
输出阻抗: 47Ω
例如:可以根据以下参数施加电场
达到Emax的循环次数:15
频率:0.05Hz    信号:正弦
通常Emax = 100 v /um
Emax>2*Ec
通过大量的试验,证明用正弦加电场的方法对PVDF薄膜进行极化。效果更深一筹!
一、电压作用时间。
       电压作用时间越长,击穿电压越低,若外施电压作用时间很短时(如0.1s),固体电介质被击穿,这个时候时间太短,热、化学等影响还不明显,这种击穿很可能是电击穿。若电压作时间时间较长时(如几分钟到数小时)发生击穿,则热击穿往往起决定性的作用。实际上各种击穿形式之间的界限并不清晰,如在交流1min耐压试验中发生的击穿,则常常是因为电和热的双重作用。若在电压作用时间长达几个小时或更长的时间发生击穿,大多数定义为化学击穿。注意:很多材料短时击穿电压很高,但他们耐受局部放电的能力比较差。因此长时间的电气强度很低的。这一点注意要引起重视。

二、温度  
      当环境温度低于某个值时,材料的击穿电压很高而且与温度几乎无关,此时若发生击穿就属于电击穿,当温度高于转折温度的拐点时,随着温度越高,聚乙烯的击穿场强迅速下降,这种击穿属于热击穿。不同材料的转折温度有所不同,对同一绝缘材料,厚度越大,散热越困难,转折温度也越低。

三、电场均匀程度。
     在均匀电场中,在电击穿的范围内,因固体的电介质击穿强度与厚度几种无关,击穿电压与厚度呈线性关系,而在热击穿范围,电介质越厚,平均击穿场强就越低。在不均匀电场中,电介质的厚度的增加也导致电场不均匀度增加。因为散热条件变差,击穿的电压不再随电介质的厚度的增加呈线性的关系。因此当厚度达到某些的程度后,再增加对提升电击穿的意义不大。工程中常用的固体绝缘材料内部往往有气孔或其它缺陷,导致内部的电场畸变,些处易产生局放放电,降低了绝缘击穿电压。

四、材料品质
      当固体电介质承受电压作用时,介质损耗使电介电发热、温度升高;而电介质的电阻具有负温度系数,所以电流进一步增大,损耗发热也随之增加,电介质的热击穿是由电介质内部的热不平衡过程所造成的,如果发热量大于散热量,电介质温度就会不断上升,形成恶性循环,引起电介质分解、碳化等。从而使电气强度下降,最后导致击穿。

五、局部放电
      固体电介质受到电、热、化学和机械力的长期作用时,其物理和化学性能会发生不可逆转的老化,击穿电压逐渐下降,长时间击穿电压常常只有短时击穿电压的几分之一,这种绝缘击穿为电化学击穿。造成电化的击穿的原因主要是局部放电。由于固体电介质内问不可避免地存在缺陷(如气隙),当电场强度超过缺陷区内的绝缘材料的击穿强度时,就会在这些区域发生局部放电。局部放电属非完全击穿,并不即时形成贯穿性的放电通道,但它使电介质的放电处发生化学电离。长期的局部放电使绝缘材料逐步劣化,损伤扩大,最终发展到整个绝缘击穿。
华测仪器致力于高压绝缘测控技术、弱信号采集技术,先后承担国网高压分接开关的关键测控技术、特高压GIS、GIL相关测控技术的研发,以及南方电网电气绝缘材料测试技术。多次受到电网表扬,公司生产的高压绝缘检测设备先后出口日本、印度、巴基斯坦、伊朗电网、台湾等。并于西安交通大学、重庆大学等高校在高压绝缘测试技术长期合作。2021年成功研发绝缘诊断测控系统。华测自2012年成立电气绝缘测试部门,先后开发电压击穿仪、高阻计、皮安电流表、电荷量表、铁电测试系统、超低纹波高压直流电源等。
优点1
超低纹波线性高压直流电源
采用IGBT电压驱动,PWM中频脉宽调制技术,输出高压稳定度较高,纹波系数较小,升压较平稳。

优点4
售后服务体系
整机保修三年,7X24小时在线服务。预装远程服务软件,实现远程升级、维护等。

优点2
保护功能
设备除集成过压、过流、过温等保护外,同时安装TVS反时限过流保护系统。让试验人员操作安全、可靠,极化效果好。同时具有优秀的拓展功能,可轻松实现功能材料电学测试。

优点3
质量管控
严格做好每一款产品质量把控,从原器件采购、到生产过程的质量控制,到产成品计量检测,严格质量把控,实现生产合格的科研仪器。
西安某大学功能材料试验室                                                                         西北某大学
某集团中科芯集成电路                                                                                    华某