[go: up one dir, main page]

RU2013782C1 - Device for spatial distribution of electric charge in solid dielectrics - Google Patents

Device for spatial distribution of electric charge in solid dielectrics Download PDF

Info

Publication number
RU2013782C1
RU2013782C1 SU4939053A RU2013782C1 RU 2013782 C1 RU2013782 C1 RU 2013782C1 SU 4939053 A SU4939053 A SU 4939053A RU 2013782 C1 RU2013782 C1 RU 2013782C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
input
distribution
spatial distribution
charge
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.И. Верхотуров
О.С. Графодатский
В.К. Жуков
В.И. Симанчук
В.Ю. Екименко
Original Assignee
Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом университете
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом университете filed Critical Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом университете
Priority to SU4939053 priority Critical patent/RU2013782C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2013782C1 publication Critical patent/RU2013782C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: device for spatial distribution of electric charge in solid dielectrics has pulse generator of optical radiation and unit for registration of acoustic-induced electric signal having electric coupling with dielectric sample, meter of parameters of laser radiation and unit for conversion and processing of signals. Generator of optical radiation has two channels. One of channels is coupled to optical input of meter of parameters of laser radiation which electric output is linked to first input of unit for conversion and processing of signals. Its second input is connected to output of unit for registration of acoustic-induced electric signal. EFFECT: increased accuracy of measurement. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике измерения внутренних электростатических полей в твердых диэлектриках и может быть использовано в радиотехнической и радиоэлектронной промышленности, а также в научно-исследовательских лабораториях для неразрушающего контроля электростатических полей в твердых диэлектриках. The invention relates to techniques for measuring internal electrostatic fields in solid dielectrics and can be used in the radio engineering and electronic industries, as well as in research laboratories for non-destructive testing of electrostatic fields in solid dielectrics.

Известно устройство для измерения распределения потенциала в твердых диэлектриках, содержащее источник β -излучения, детектор и регистрирующий прибор [1] . Работа устройства основана на определении тока во внешней цепи исследуемого образца, возникающего в результате взаимодействия потока быстрых электронов с веществом диэлектрика в присутствии электрических полей объемных зарядов. A device for measuring the distribution of potential in solid dielectrics, containing a source of β-radiation, a detector and a recording device [1]. The operation of the device is based on determining the current in the external circuit of the test sample, resulting from the interaction of the flow of fast electrons with the substance of the dielectric in the presence of electric fields of space charges.

Недостатком известного устройства является разрушение исследуемого образца в процессе определения пространственного распределения заряда в объеме диэлектрика. A disadvantage of the known device is the destruction of the test sample in the process of determining the spatial distribution of charge in the volume of the dielectric.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство [2] , содержащее импульсный генератор оптического излучения и блок регистрации акустоиндуцированного электрического сигнала, имеющего электрическую связь с диэлектрическим образцом. Работа устройства заключается в возбуждении в диэлектрическом образце зондирующих акустических колебаний и регистрации электрического сигнала, характеризующего распределение объемного заряда. Устройство позволяет проводить измерения без разрушения образца или дополнительного введения в него зондов, возмущающих исследуемое пространственное распределение электрического заряда. Closest to the technical nature of the present invention is a device [2], containing a pulsed optical radiation generator and a unit for recording an acoustically induced electric signal having electrical connection with a dielectric sample. The operation of the device consists in the excitation of sounding acoustic vibrations in a dielectric sample and registration of an electrical signal characterizing the distribution of space charge. The device allows measurements to be made without destroying the sample or introducing additional probes into it, disturbing the spatial distribution of electric charge under study.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, а также невозможность получения искомого распределения заряда в абсолютных величинах, так как в этом случае не учитывается конечная величина длительности импульса акустического давления, воздействующего на исследуемый образец. A disadvantage of the known device is the low accuracy of the measurement, as well as the impossibility of obtaining the desired charge distribution in absolute values, since in this case the final value of the duration of the acoustic pressure pulse acting on the test sample is not taken into account.

Целью изобретения является повышение точности определения пространственного распределения электрического заряда в твердых диэлектриках. The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the spatial distribution of electric charge in solid dielectrics.

В соответствии с предлагаемым техническим решением цель достигается тем, что в устройство для определения пространственного распределения электрического заряда в твердых диэлектриках, содержащем импульсный генератор оптического излучения и блок регистрации акустоиндуцированного электрического сигнала, имеющий электрическую связь с диэлектрическим образцом, дополнительно введены измеритель параметров импульса лазерного излучения и блок преобразования и обработки сигналов, а генератор оптического излучения выполнен двухканальным, причем один из каналов соединен с оптическим входом измерителя параметров импульса лазерного излучения, по электрическому выходу подключенному к первому входу блока преобразования и обработки сигналов, по второму входу соединенному с выходом блока регистрации акустоиндуцированного электрического сигнала. In accordance with the proposed technical solution, the goal is achieved by the fact that in the device for determining the spatial distribution of electric charge in solid dielectrics containing a pulsed optical radiation generator and an acoustically-induced electric signal recording unit having electrical connection with a dielectric sample, a laser radiation pulse parameter meter is additionally introduced and a signal conversion and processing unit, and the optical radiation generator is made two-channel m, wherein one of the channels connected to the optical input measuring laser pulse parameters on the electrical output connected to the first input of the signal converting and processing unit, the second input coupled to the output registration unit acoustically induced electrical signal.

В лазерной технике и лазерной технологии известно выполнение генератора оптического излучения с двумя выходами [3] . Однако применение данного источника оптического излучения в сочетании с измерителем параметров импульса лазерного излучения в технике измерения внутренних электрических полей позволяет реализовать двухканальный вариант устройства для определения пространственного распределения заряда в твердых диэлектриках и обеспечивает достижение качественно новых результатов и соответственно повышение точности измерений. В совокупности эти блоки позволяют в предлагаемом устройстве фактически определять временную форму импульса лазерного излучения, максимальную плотность поглощенной энергии в зоне возбуждения и, соответственно, амплитуду импульса акустического давления в твердом диэлектрике, дальнейшее использование которой в расчетах, производимых с помощью введенного в устройство блока преобразования и обработки данных, позволяет с достаточно высокой степенью точности учесть пространственно-временные характеристики зондирующего импульса акустического сигнала, оказывающие непосредственное влияние на повышение точности определения искомого пространственного распределения заряда в исследуемом образце. Введение в устройство блока преобразования и обработки данных в новую совокупность признаков позволяет определить искомое пространственное распределение заряда в твердых диэлектриках с минимальными искажениями его пространственно-временной структуры и в реальном масштабе времени, так как в этом случае при расчете используется конечная величина длительности импульса акустического давления, что позволяет повысить точность определения пространственного распределения заряда в твердых диэлектриках. In laser technology and laser technology, it is known to implement an optical radiation generator with two outputs [3]. However, the use of this optical radiation source in combination with a laser pulse parameter meter in the technique of measuring internal electric fields makes it possible to implement a two-channel version of the device for determining the spatial distribution of charge in solid dielectrics and to achieve qualitatively new results and, accordingly, increase the measurement accuracy. Together, these blocks make it possible in the proposed device to actually determine the temporal shape of the laser pulse, the maximum density of absorbed energy in the excitation zone, and, accordingly, the amplitude of the acoustic pressure pulse in a solid dielectric, which can be further used in the calculations made using the conversion unit introduced into the device and data processing, allows with a fairly high degree of accuracy to take into account the spatio-temporal characteristics of the probe pulse acoustic Cesky signal, having a direct impact on improving the accuracy of determining the desired spatial charge distribution in the sample. The introduction of a data conversion and processing unit into a new set of features into the device makes it possible to determine the desired spatial charge distribution in solid dielectrics with minimal distortions of its spatiotemporal structure and in real time, since in this case the final value of the acoustic pressure pulse duration is used in the calculation, which improves the accuracy of determining the spatial distribution of charge in solid dielectrics.

Таким образом, проведенный анализ по совокупности существенных отличий показал, что заявляемое техническое решение соответствует критерию "существенные отличия". Thus, the analysis of the totality of significant differences showed that the claimed technical solution meets the criterion of "significant differences".

На чертеже представлена блок-схема устройства для определения пространственного распределения заряда в твердых диэлектриках. The drawing shows a block diagram of a device for determining the spatial distribution of charge in solid dielectrics.

Устройство для определения пространственного распределения заряда в твердых диэлектриках содержит двухканальный импульсный генератор 1 оптического излучения, электроды 2 и 3, устанавливаемые с торцовых сторон диэлектрического образца 4 и подсоединенные по входу блока 5 регистрации акустоиндуцированного электрического сигнала (например, широкополосный усилитель, запоминающий осциллограф С 8-12, блок сопряжения осциллографа с многоканальным анализатором [4] , многоканальный анализатор АИ-1024-95 [5] ), по выходу подключенного к первому входу блока 6 преобразования и обработки данных (например, информационно-вычислительный комплекс преобразования и обработки данных многоканальных измерений [6] ), по второму входу соединенному с выходом измерителя 7 параметров импульса лазерного излучения, обеспечивающего одновременное измерение максимальной плотности поглощенной энергии и временной формы импульса лазерного излучения. A device for determining the spatial distribution of charge in solid dielectrics contains a two-channel pulsed generator of optical radiation 1, electrodes 2 and 3, mounted on the ends of the dielectric sample 4 and connected at the input of the unit 5 for recording an acoustically induced electric signal (for example, a broadband amplifier, storage oscilloscope C 8- 12, an interface unit of the oscilloscope with a multi-channel analyzer [4], a multi-channel analyzer AI-1024-95 [5]), connected to the first input b OKA 6 data conversion and processing (for example, an information and computer complex for converting and processing multichannel measurement data [6]), at the second input connected to the output of the meter 7 parameters of the laser pulse, providing simultaneous measurement of the maximum density of absorbed energy and the temporal shape of the laser pulse .

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При подаче питания на высоковольтный блок импульсного генератора 1 оптического излучения на его выходе формируются два равных по длительности и амплитуде лазерных импульса. При воздействии первого лазерного импульса на электрод 2, установленного с торцовой стороны исследуемого образца 4, энергия лазерного излучения практически мгновенно поглощается в локальном объеме, определяемом глубиной проникновения лазерного излучения в вещество и поперечными размерами лазерного импульса. Это, в свою очередь, учитывая нестационарный характер излучения, приводит к формированию поля термоупругих механических напряжений, разгрузка которых идет путем излучения из зоны возбуждения волны сжатия, которая распространяется со звуковой скоростью вначале по электроду 2, затем за счет дополнительного согласования волновых акустических сопротивлений электрода 2 и исследуемого образца 4 беспрепятственно проходит в объем исследуемого образца 4. При распространении волны сжатия по диэлектрическому образцу 4 происходит сжатие части исследуемого образца 4, которое приводит, во-первых, к пространственному смещению зарядов, во-вторых, к изменению пространственной концентрации зарядов и диполей, в-третьих, к изменению относительной диэлектрической проницаемости материала исследуемого образца 4. В результате происходящих процессов на электродах 2 и 3 появляются индуцированные заряды, причем изменения величины индуцированных зарядов зависят от распределения реальных зарядов в объеме исследуемого образца 4 и параметров импульса лазерного излучения. В зависимости от величины входного сопротивления блока 5 регистрации акустоиндуцированного электрического сигнала параметры акустоиндуцированного электрического сигнала выражаются через изменения потенциалов или токов, что позволяет в принципе оценить характеристики распределения заряда в объеме при известной пространственно-временной структуре импульса лазерного излучения [7] :
I(t) =

Figure 00000001
CoχG(εr)P
Figure 00000002
Se(t-t′)
Figure 00000003
J(t′)dt′, (1)
где χ =
Figure 00000004
- модуль всесторонней объемной упругости [8] (где Е - модуль Юнга; μ - коэффициент Пуассона) ;
G(εr) =
Figure 00000005
Figure 00000006
-
Figure 00000007
Figure 00000008
- функция относительной диэлектрической проницаемости, учитывающая ее возможное изменение от величины приложенного акустического давления и для случая линейного акустического воздействия является величиной постоянной (где ε - диэлектрическая проницаемость исследуемого диэлектрического образца);
Sе - скорость продольных акустических волн;
Со - емкость незаряженного образца;
Ро - максимальная величина амплитуды давления в бегущей акустической волне;
J(t′) - функция, описывающая изменение импульса лазера во времени, причем
Figure 00000009
J(t)
Figure 00000010
≅ 1;
ρ (Se(t-t′)) - распределение плотности заряда вдоль оси пучка лазерного излучения.When power is applied to the high-voltage unit of the pulse generator 1 of optical radiation, two laser pulses of equal duration and amplitude are formed at its output. When the first laser pulse acts on the electrode 2 mounted on the front side of the test sample 4, the laser radiation energy is almost instantly absorbed in the local volume, determined by the depth of laser radiation penetration into the substance and the transverse dimensions of the laser pulse. This, in turn, taking into account the unsteady nature of the radiation, leads to the formation of a field of thermoelastic mechanical stresses, which are unloaded by radiation from the excitation zone of the compression wave, which propagates with sound velocity at first along electrode 2, then due to additional matching of the wave acoustic impedances of electrode 2 and the test sample 4 freely passes into the volume of the test sample 4. When the compression wave propagates through the dielectric sample 4, some of the the following sample 4, which leads, firstly, to a spatial displacement of charges, secondly, to a change in the spatial concentration of charges and dipoles, and thirdly, to a change in the relative dielectric constant of the material of the studied sample 4. As a result of the processes occurring on the electrodes 2 and 3, induced charges appear, and changes in the magnitude of the induced charges depend on the distribution of real charges in the volume of the sample 4 and the parameters of the laser pulse. Depending on the value of the input impedance of the acoustically induced electric signal recording unit 5, the acoustically induced electric signal parameters are expressed through changes in potentials or currents, which allows, in principle, to estimate the characteristics of the charge distribution in the volume with the known spatio-temporal structure of the laser pulse [7]:
I (t) =
Figure 00000001
C o χG (ε r ) P
Figure 00000002
S e (tt ′)
Figure 00000003
J (t ′) dt ′, (1)
where χ =
Figure 00000004
- modulus of comprehensive bulk elasticity [8] (where E is Young's modulus; μ is Poisson's ratio);
G (ε r ) =
Figure 00000005
Figure 00000006
-
Figure 00000007
Figure 00000008
- the function of relative permittivity, taking into account its possible change from the value of the applied acoustic pressure, and for the case of linear acoustic exposure is a constant value (where ε is the dielectric constant of the investigated dielectric sample);
S e is the velocity of longitudinal acoustic waves;
With about - the capacity of the uncharged sample;
P about - the maximum value of the amplitude of the pressure in a traveling acoustic wave;
J (t ′) is a function that describes the change in the laser pulse in time, and
Figure 00000009
J (t)
Figure 00000010
≅ 1;
ρ ( Se (tt ′)) is the charge density distribution along the axis of the laser beam.

Электрический сигнал I(t) с помощью блока 5 регистрации акустоиндуцированного электрического сигнала подается на вход блока 6 преобразования и обработки данных, в котором происходит расчет по заданной программе спектра импульса электрического сигнала I~( ω ). Как видно из формулы (1), амплитуда электрического сигнала, снимаемого с электродов 2 и 3 и характеризующего распределение пространственного заряда в объеме заряженного диэлектрика, описывается выражением типа свертки. Указанное обстоятельство позволяет, используя известную из спектрального анализа теорему Бореля, получить следующее выражение:
I

Figure 00000011
) =
Figure 00000012
χCoG(εr)
Figure 00000013
(k)
Figure 00000014
(ω), (2)
следовательно,
Figure 00000015
(k) =
Figure 00000016
, (3)
где I~( ω ) - спектр импульса электрического сигнала, снимаемого с электродов 2 и 3;
ρ~ (k) - пространственный спектр распределения электрического заряда внутри диэлектрика;
k - пространственная частота, равная ω/Se;
P
Figure 00000017
) =
Figure 00000018
Figure 00000019
P(t)eiωtdt - спектр зондирующего акустического сигнала (где P(t)= PoJ(t), где Po= ГЕm; Г =
Figure 00000020
- безразмерная постоянная Грюнайзена; α - коэффициент теплового расширения; ρ - плотность диэлектрика; С - теплоемкость; κ - модуль всесторонней объемной упругости; Еm, J(t) - максимальная плотность поглощенной энергии в зоне возбуждения и функция, описывающая изменение импульса лазера во времени, соответственно, определяемые с помощью измерителя 7 параметров импульса лазерного излучения с выхода которого сигналы подаются на вход блока 6 преобразования и обработки данных, в котором происходит расчет по заданной программе спектра зондирующего акустического сигнала Р~( ω ) с использованием полученных ранее файлов данных.The electric signal I (t) is supplied to the input of the data conversion and processing unit 6 by means of a unit 5 for recording an acoustically induced electric signal, in which the pulse spectrum of the electric signal I ~ (ω) is calculated using a given program. As can be seen from formula (1), the amplitude of the electric signal taken from electrodes 2 and 3 and characterizing the spatial charge distribution in the volume of a charged dielectric is described by the expression of the convolution type. This circumstance allows, using the Borel theorem known from spectral analysis, to obtain the following expression:
I
Figure 00000011
) =
Figure 00000012
χC o G (ε r )
Figure 00000013
(k)
Figure 00000014
(ω), (2)
hence,
Figure 00000015
(k) =
Figure 00000016
, (3)
where I ~ (ω) is the spectrum of the pulse of an electrical signal taken from electrodes 2 and 3;
ρ ~ (k) is the spatial spectrum of the distribution of electric charge inside the dielectric;
k is the spatial frequency equal to ω / S e ;
P
Figure 00000017
) =
Figure 00000018
Figure 00000019
P (t) e iωt dt is the spectrum of the sounding acoustic signal (where P (t) = P o J (t), where P o = ГЕ m ; Г =
Figure 00000020
- dimensionless Grüneisen constant; α is the coefficient of thermal expansion; ρ is the density of the dielectric; C is the specific heat; κ is the modulus of comprehensive bulk elasticity; Em, J (t) is the maximum density of absorbed energy in the excitation zone and a function that describes the change in the laser pulse in time, respectively, determined using a meter 7 of parameters of the laser radiation pulse from the output of which the signals are fed to the input of the conversion and data processing unit 6, in which is calculated according to a given program of the spectrum of the probing acoustic signal P ~ (ω) using previously obtained data files.

Далее, используя рассчитанные спектры I~( ω ) и Р~(ω ) в блоке 6 преобразования и обработки данных, происходит расчет по заданной программе в соответствии с формулой (3) пространственного спектра распределения электрического заряда внутри диэлектрика ρ~ (k) и, применяя обратное преобразование Фурье, а именно
ρ(x) =

Figure 00000021
Figure 00000022
k)eikxdx, (4) можно рассчитать реальное распределение электрического заряда в объеме твердого диэлектрика по формуле
ρ(Set) =
Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000025
eiωt
Таким образом, алгоритм работы блока 6 преобразования и обработки данных заключается в следующем.Next, using the calculated spectra I ~ (ω) and P ~ (ω) in the data conversion and processing unit 6, the calculation is performed according to a given program in accordance with formula (3) of the spatial spectrum of the distribution of electric charge inside the dielectric ρ ~ (k) and, applying the inverse Fourier transform, namely
ρ (x) =
Figure 00000021
Figure 00000022
k) e ikx dx, (4) we can calculate the actual distribution of electric charge in the volume of a solid dielectric by the formula
ρ (S e t) =
Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000025
e iωt
Thus, the algorithm of the block 6 conversion and data processing is as follows.

Введение в блок памяти значений постоянных величин: μ , E, Co, Se, G( εr), ρ , C, α ;
Расчет модуля всесторонней объемной упругости χ =

Figure 00000026
и постоянной Грюнайзена Г =
Figure 00000027
.Introduction to the memory block of the values of the constant values: μ, E, C o , Se , G (ε r ), ρ, C, α;
Calculation of the modulus of comprehensive bulk elasticity χ =
Figure 00000026
and the Grüneisen constant G =
Figure 00000027
.

По измеренным значениям I(t) расчет по заданной программе спектра импульса электрического сигнала I~( ω ).According to the measured values of I (t), the calculation according to a given program of the spectrum of the pulse of the electric signal I ~ (ω).

По измеренным значениям максимальной плотности поглощенной энергии Еm и временной формы импульса лазерного излучения J(t) расчет по заданной программе Р(t)= PoJ(t)= ГEmJ(t) и определение спектрального состава генерируемых акустических импульсов разложением непериодической функции Р(t) в интеграл Фурье:
P

Figure 00000028
) =
Figure 00000029
Figure 00000030
P(t)eiωtdt.From the measured values of the maximum density of the absorbed energy E m and the temporal shape of the laser pulse J (t), the calculation according to the given program P (t) = P o J (t) = GE m J (t) and the determination of the spectral composition of the generated acoustic pulses by non-periodic expansion functions P (t) in the Fourier integral:
P
Figure 00000028
) =
Figure 00000029
Figure 00000030
P (t) e iωt dt.

Расчет по заданной программе пространственного спектра распределения электрического заряда внутри диэлектрика:

Figure 00000031
k) =
Figure 00000032
Figure 00000033

Применяя обратное преобразования Фурье, расчет по заданной программе реального распределения электрического заряда в объеме твердого диэлектрика:
ρ(Set) =
Figure 00000034
Figure 00000035
Figure 00000036
eiωt
Таким образом, измеряя амплитуды акустоиндуцированного сигнала, а также плотность поглощенной энергии в зоне возбуждения зондирующих акустических сигналов, проводя с помощью блока преобразования и обработки данных вычисление спектра импульса электрического сигнала и, определение спектрального состава генерируемых акустических импульсов, а также рассчитывая пространственный спектр распределения электрического заряда внутри диэлектрика, а затем применяя обратное преобразование Фурье, можно получить реальное распределение электрического заряда в объеме заряженного диэлектрика.Calculation according to a given program of the spatial spectrum of the distribution of the electric charge inside the dielectric:
Figure 00000031
k) =
Figure 00000032
Figure 00000033

Applying the inverse Fourier transform, the calculation according to a given program of the real distribution of electric charge in the volume of a solid dielectric:
ρ (S e t) =
Figure 00000034
Figure 00000035
Figure 00000036
e iωt
Thus, by measuring the amplitudes of the acoustically induced signal, as well as the density of the absorbed energy in the excitation zone of the probing acoustic signals, using the conversion and data processing unit, calculating the spectrum of the pulse of the electric signal and determining the spectral composition of the generated acoustic pulses, as well as calculating the spatial spectrum of the distribution of electric charge inside the dielectric, and then applying the inverse Fourier transform, you can get the real distribution of elec charge in the volume of a charged dielectric.

В предложенном устройстве точность определения пространственного распределения заряда в твердых диэлектриках значительно выше, чем в прототипе (Розно А. Г. , Громов В. В. Измерение плотности распределения объемного заряда в твердых диэлектриках. - Письма в ЖТФ, 1979, т. 5, вып. 11, с. 168), содержащем импульсный генератор оптического излучения, два электрода, устанавливаемые с торцовых сторон диэлектрического образца, и блок съема электрического сигнала и не учитывающем параметры лазерного излучения, воздействующего на поверхность исследуемого диэлектрического образца, и параметры УЗ-колебаний, возбуждаемых импульсами лазерного излучения в образце, что приводит к определению искомого пространственного распределения заряда в относительных величинах и со значительными искажениями его пространственно-временной структуры. Кроме того, предложенное устройство делает возможным автоматизацию процедуры измерений не только распределения пространственного заряда, но и распределения напряженности электрического поля и потенциала в объеме диэлектрических материалов. (56) 1. В. Gross "Эффект облучения в боросиликатном стекле". Plus. Rev. , 1957, v. 107, p. 368. In the proposed device, the accuracy of determining the spatial distribution of charge in solid dielectrics is much higher than in the prototype (Rozno A.G., Gromov V.V. Measurement of the density of the distribution of space charge in solid dielectrics. - Letters in ZhTF, 1979, v. 5, issue . 11, p. 168), containing a pulsed optical radiation generator, two electrodes mounted on the end faces of the dielectric sample, and an electric signal pickup unit that does not take into account the parameters of laser radiation acting on the surface of the sample of the electric sample, and the parameters of ultrasonic vibrations excited by laser pulses in the sample, which leads to the determination of the desired spatial distribution of charge in relative values and with significant distortions of its spatio-temporal structure. In addition, the proposed device makes it possible to automate the measurement procedure not only of the spatial charge distribution, but also of the distribution of electric field strength and potential in the volume of dielectric materials. (56) 1. B. Gross "The effect of irradiation in borosilicate glass." Plus Rev. , 1957, v. 107, p. 368.

2. Розно А. Г. , Громов В. В. Измерение плотности распределения объемного заряда в твердых диэлектриках. - Письма в ЖТФ, т. 5, N 11, с. 648, 1978. 2. Rozno AG, Gromov VV. Measurement of the density distribution of space charge in solid dielectrics. - Letters to the ZhTF, t. 5, N 11, p. 648, 1978.

3. Справочник по лазерной технике. / Под ред. Ю. В. Байбородина и др. К. : Техника, 1978, с. 268, рис. 195, с. 270, рис. 198. 3. Handbook of laser technology. / Ed. Yu. V. Bayborodina and others K.: Technique, 1978, p. 268, fig. 195, p. 270, fig. 198.

4. Р. Вебер. Д. Смитт. Сопряжение осциллографа с многоканальным анализатором // Приборы для научных исследований, 1986, N 12, с. 161, фиг. 1. 4. R. Weber. D. Smith. Pairing an oscilloscope with a multi-channel analyzer // Instruments for Scientific Research, 1986, N 12, p. 161, FIG. 1.

5. Техническое описание многоканального амплитудного анализатора импульсов АИ-1024-95. 5. Technical description of the multi-channel amplitude pulse analyzer AI-1024-95.

6. Зайка В. А. , Мохнач А. Т. , Бабицкая Л. Д. Информационно-вычислительный комплекс преобразования и обработки данных многокальных измерений // Приборы и техника эксперимента. - 1983, N 6, с. 194. 6. Zayka V. A., Mokhnach A. T., Babitskaya L. D. Information-computer complex for the conversion and processing of data of multivariate measurements // Instruments and experimental equipment. - 1983, N 6, p. 194.

7. Leiviner I. Les charges electrostatiques clansles isolants une meilleure connaissance par de nou velles methodes de messure / Rev. General. Del. , Electr. , 1987, N 2, pp. 57-59. 7. Leiviner I. Les charges electrostatiques clansles isolants une meilleure connaissance par de nou velles methodes de messure / Rev. General Del. , Electr. 1987, N 2, pp. 57-59.

8. Яворский Б. М. , Детлаф А. А. Справочник по физике. М. : Наука, 1977, с. 284. 8. Yavorsky B. M., Detlaf A. A. Handbook of Physics. M.: Science, 1977, p. 284.

9. Розно А. Г. , Громов В. В. Акустическое зондирование - новый метод измерения электрического заряда и поля в объеме диэлектриков / Изв. АН СССР. Сер. Физическая, 1986, т. 5, N 3, с. 447. 9. Rozno AG, Gromov VV Acoustic sounding - a new method for measuring electric charge and field in the volume of dielectrics / Izv. USSR Academy of Sciences. Ser. Physical, 1986, v. 5, N 3, p. 447.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА В ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКАХ, содержащее импульсный генератор оптического излучения и блок регистрации акустоиндуцированного электрического сигнала, имеющий электрическую связь с диэлектрическим образцом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения пространственного распределения электрического заряда, в него введены измеритель параметров импульса лазерного излучения и блок преобразования и обработки сигналов, генератор оптического излучения выполнен двухканальным, причем один из каналов соединен с оптическим входом измерителя параметров импульса лазерного излучения, по электрическому выходу подключенному к первому входу блока преобразования и обработки сигналов, по второму входу соединенному с выходом блока регистрации акустоиндуцированного электрического сигнала. DEVICE FOR DETERMINING SPATIAL DISTRIBUTION OF ELECTRIC CHARGE IN SOLID DIELECTRICS, containing a pulsed generator of optical radiation and a unit for recording an acoustically-induced electric signal, which is in electrical communication with a dielectric sample, characterized in that, in order to increase the accuracy of determining the spatial distribution of electric charge, the meter is introduced into it a laser pulse and a signal conversion and processing unit, an optical generator The radiation is made two-channel, one of the channels being connected to the optical input of the laser pulse meter, via an electrical output connected to the first input of the signal conversion and processing unit, and a second input connected to the output of the acoustically-induced electric signal recording unit.
SU4939053 1991-05-24 1991-05-24 Device for spatial distribution of electric charge in solid dielectrics RU2013782C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4939053 RU2013782C1 (en) 1991-05-24 1991-05-24 Device for spatial distribution of electric charge in solid dielectrics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4939053 RU2013782C1 (en) 1991-05-24 1991-05-24 Device for spatial distribution of electric charge in solid dielectrics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2013782C1 true RU2013782C1 (en) 1994-05-30

Family

ID=21575986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4939053 RU2013782C1 (en) 1991-05-24 1991-05-24 Device for spatial distribution of electric charge in solid dielectrics

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2013782C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113156302A (en) * 2021-03-09 2021-07-23 中国科学院新疆理化技术研究所 Test characterization method for single-particle transient effect of analog circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113156302A (en) * 2021-03-09 2021-07-23 中国科学院新疆理化技术研究所 Test characterization method for single-particle transient effect of analog circuit
CN113156302B (en) * 2021-03-09 2024-04-09 中国科学院新疆理化技术研究所 Test characterization method for single event transient effect of analog circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Maeno et al. Measurement of spatial charge distribution in thick dielectrics using the pulsed electroacoustic method
Bolef et al. High-frequency continuous wave ultrasonics
Zahra et al. Space charge measurement equipment for full-scale HVDC cables using electrically insulating polymeric acoustic coupler
EP2829872A1 (en) Sensor device and method for detecting thermoacoustic responses of a medium
JP4090077B2 (en) Lattice sensors for measuring the conductivity distribution in a flow medium and methods for obtaining their measurement signals
US3537541A (en) Acoustic bomb and transducer apparatus
US2538114A (en) Thickness measurement
Migliori et al. Use of laser‐generated acoustic pulses to measure the electric field inside a solid dielectric
CN105486924B (en) Contactless conductor conductivity measuring method based on magnetosonic electrical effect
RU2013782C1 (en) Device for spatial distribution of electric charge in solid dielectrics
Hole et al. Measurement of space-charge distributions in insulators under very rapidly varying voltage
CN110057911B (en) A surface acoustic wave nondestructive testing system
US4326417A (en) Nondestructive acoustic electric field probe apparatus and method
Mosland Reciprocity calibration method for ultrasonic piezoelectric transducers in air
SU1260753A1 (en) Device for determining surface tension and viscous-elastic parameters of liquid
Khanna et al. An apparatus for Kerr effect measurements in water and conducting liquids
Lewiner Direct determination of space charge distributions in dielectrics: The pressure wave propagation method
RU1827650C (en) Method of determining spatial distribution of electric charge in solid dielectric materials
SU1550407A1 (en) Method of flaw detection in flat dielectric materials
Campanella Investigations of sound waves generated by the Hall effect in electrolytes
SU976507A1 (en) Method of non-destructive testing of bulk charge in dielectric materials
SU1089508A1 (en) Method of measuring electret charge volume density
SU1087927A1 (en) Method of measuring density of distribution of space charge in solid dielectrics
CN110057910B (en) Method for Measuring Film Adhesion Using Movable Two-Probe Piezoelectric Sensors
SU646295A1 (en) Electric field sensor