專利名稱：一種耐電壓測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種耐電壓測(cè)試裝置，更具體地說，涉及一種用于測(cè)量中高壓真空觸頭材料的耐電壓情況的耐電壓測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，目前真空非自耗電弧熔煉爐往往是單獨(dú)設(shè)計(jì)或者與其它真空熔煉系統(tǒng)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)多種熔煉方法的結(jié)合。名稱為“一種真空電弧熔煉吸鑄設(shè)備”(授權(quán)專利號(hào)ZL03214389. 3)的實(shí)用新型專利和名稱為“一種真空電弧熔煉吸鑄裝置”(授權(quán)專利號(hào) ZL03214387. 7)的實(shí)用新型專利，所公開的真空電弧熔煉吸鑄設(shè)備中，都具有真空系統(tǒng)和熔煉室，采用真空電弧熔煉的方式熔化金屬，在將熔化的金屬液體流入鑄模中冷卻成型。名稱為“多功能熔煉爐”(授權(quán)專利號(hào)ZL2009220293901. 9)的實(shí)用新型專利結(jié)合了真空非自耗電弧熔煉爐和真空電磁懸浮熔煉的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)真空系統(tǒng)，多種熔煉功能的綜合。目前國內(nèi)的耐電壓強(qiáng)度測(cè)試技術(shù)中，主要有西安交通大學(xué)采用改裝的TDR單晶爐進(jìn)行耐電壓強(qiáng)度測(cè)試，通過實(shí)驗(yàn)合金做陰極向陽極W電極移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。如果單獨(dú)設(shè)計(jì)耐電壓強(qiáng)度測(cè)試裝置則需要有自己獨(dú)立的真空系統(tǒng)、真空室，獨(dú)立的升降系統(tǒng)。目前尚無學(xué)者利用真空非自耗電弧熔煉爐進(jìn)行耐電壓強(qiáng)度測(cè)試裝置的研究。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本實(shí)用新型利用真空非自耗電弧熔煉爐的真空系統(tǒng)和升降系統(tǒng)的特點(diǎn)，結(jié)合耐電壓測(cè)試技術(shù)的特點(diǎn)，提供了一種通過共用一個(gè)真空系統(tǒng)和一個(gè)真空室，通過真空非自耗電弧熔煉爐進(jìn)行改裝從而實(shí)現(xiàn)耐電壓強(qiáng)度測(cè)試的耐電壓測(cè)試裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案耐電壓測(cè)試裝置，包括真空非自耗電弧熔煉爐、可移動(dòng)的紫銅電極、純W電極、電極移動(dòng)位移測(cè)量機(jī)構(gòu)以及向水冷銅坩堝和純W電極供電的充放電系統(tǒng)；該熔煉爐包括真空室、真空室上端的密封蓋、水冷銅坩堝和驅(qū)動(dòng)密封蓋上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述紫銅電極穿過密封蓋伸入真空室內(nèi)，純W電極設(shè)在紫銅電極的底端部，所述電極移動(dòng)位移測(cè)量機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、螺紋桿、電極移動(dòng)螺母塊和用于檢測(cè)紫銅電極上下移動(dòng)距離的數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表；所述電機(jī)固定設(shè)在密封蓋的上方，螺紋桿豎直設(shè)置并由電機(jī)驅(qū)動(dòng)；所述電極移動(dòng)螺母塊的一端通過其上的螺紋孔旋套在螺紋桿上，另一端固定連接在紫銅電極上；所述數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表安裝在電極移動(dòng)螺母塊上。作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述充放電系統(tǒng)包括高壓電源、二極管D、充電電阻Rl、開關(guān)K、放電電阻R2、分壓電阻R3、分壓電阻R4、充電電容Cl、充電電容C2和電流表A ；所述高壓電源的負(fù)極與水冷銅坩堝電連接，所述高壓電源的正極與二極管D的正極連接，二極管D的負(fù)極依次通過充電電阻Rl和電流表A與紫銅電極電連接；所述開關(guān)K和放電電阻R2串聯(lián)后接入高壓電源的負(fù)極和充電電阻Rl與電流表A的連接線之間；所述分壓電阻R3和分壓電阻R4串聯(lián)后接入高壓電源的負(fù)極和充電電阻Rl與電流表A的連接線之間；所述充電電容Cl并聯(lián)在分壓電阻R3的兩端，所述充電電容C2并聯(lián)在分壓電阻R4的兩端。作為本實(shí)用新型的又一種優(yōu)選方案，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括密封蓋移動(dòng)控制柱、下固定座和驅(qū)動(dòng)密封蓋移動(dòng)控制柱上下移動(dòng)的升降電機(jī)，所述密封蓋移動(dòng)控制柱豎直穿過下固定座并與下固定座間隙配合，密封蓋移動(dòng)控制柱與密封蓋固定連接。本實(shí)用新型的有益效果是，該耐電壓測(cè)試裝置通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了真空非自耗電弧熔煉與耐電壓強(qiáng)度測(cè)試等技術(shù)的結(jié)合，通過共用真空非自耗電弧熔煉爐的真空系統(tǒng)、真空室和移動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)耐電壓強(qiáng)度真空系統(tǒng)和移動(dòng)測(cè)試功能，從而可以大大節(jié)省制造成本。

圖1為耐電壓測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為耐電壓測(cè)試裝置的升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和電極移動(dòng)位移測(cè)量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中1 一真空室；2—密封蓋；3—水冷銅坩堝；4一紫銅電極；5—純W 電極；6 —電機(jī)；7—螺紋桿；8—電極移動(dòng)螺母塊；9一數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表；10— 高壓電源；11一密封蓋移動(dòng)控制柱；12—下固定座；13—充氣閥門與管道；14一放氣閥門與管道；15—壓力表；16—石英玻璃觀察窗；17—照明系統(tǒng)；18—低真空測(cè)試系統(tǒng)；19 一高真空測(cè)試系統(tǒng)；20—分子泵真空管道；21—機(jī)械泵真空管道；22—固定座；23—波紋管；24—冷水進(jìn)出管；25—電極上下升降控制器；沈一電極升降控制器固定裝置；27—控制手柄；觀一支架；四一上固定座；30—連接支架；31—待測(cè)合
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具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。圖1為耐電壓測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為耐電壓測(cè)試裝置的升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和電極移動(dòng)位移測(cè)量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示。耐電壓測(cè)試裝置包括真空非自耗電弧熔煉爐、可移動(dòng)的紫銅電極4、純W電極5、驅(qū)動(dòng)密封蓋與密封蓋上的部件上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及向水冷銅坩堝3和純W電極5供電的充放電系統(tǒng)。其中，真空非自耗電弧熔煉爐包括真空室1、真空室上端的密封蓋2、水冷銅坩堝 3、充氣閥門與管道13、放氣閥門與管道14、壓力表15、石英玻璃觀察窗16、照明系統(tǒng)17、低真空測(cè)試系統(tǒng)18、高真空測(cè)試系統(tǒng)19、分子泵真空管道20、機(jī)械泵真空管道21和固定座 22。水冷銅坩堝3放置在固定座22上，真空室1固定在水冷銅坩堝3上。充氣閥門與管道 13、放氣閥門與管道14、壓力表15、石英玻璃觀察窗16、照明系統(tǒng)17、低真空測(cè)試系統(tǒng)18、 高真空測(cè)試系統(tǒng)19、分子泵真空管道20和機(jī)械泵真空管道21均設(shè)置在真空室1上。密封蓋2蓋在真空室1的上端，并通過密封圈與真空室1的上端合攏后形成氣密封。真空非自耗電弧熔煉爐既可以用于真空非自耗電弧熔煉的抽真空和充氣功能，也可以用于耐電壓強(qiáng)度測(cè)試的抽真空功能。紫銅電極4穿過波紋管23和密封蓋2，并通過波紋管23支撐在密封蓋2上，紫銅
4電極4的底端伸入真空室1內(nèi)，純W電極5設(shè)置在紫銅電極4的底端部。在紫銅電極4的頂部設(shè)有冷水進(jìn)出管24，電極上下升降控制器25通過電極升降控制器固定裝置沈設(shè)在紫銅電極4的上部，在電極升降控制器固定裝置沈的兩側(cè)設(shè)有控制手柄27。電極移動(dòng)位移測(cè)量機(jī)構(gòu)包括電機(jī)6、螺紋桿7、電極移動(dòng)螺母塊8和用于檢測(cè)紫銅電極上下移動(dòng)距離的數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表9。電機(jī)6通過支架觀(本實(shí)施例中，支架觀為框架結(jié)構(gòu))固定設(shè)置在密封蓋2的上方，螺紋桿7通過其兩端設(shè)置的軸承豎直安裝在支架 28上，螺紋桿7的頂部與電機(jī)6的動(dòng)力輸出軸連接并由電機(jī)6驅(qū)動(dòng)。電極移動(dòng)螺母塊8的一端通過其上的螺紋孔旋套在螺紋桿7上，另一端通過卡箍固定連接在紫銅電極4的上部。 數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表9安裝在電極移動(dòng)螺母塊8上，數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表9的下端與支架觀的底部表面對(duì)應(yīng)。當(dāng)螺紋桿7緩慢均勻的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電極移動(dòng)螺母塊8就可以帶動(dòng)紫銅電極4和數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表9上下緩慢均勻的移動(dòng)。充放電系統(tǒng)包括高壓電源10、二極管D、充電電阻R1、開關(guān)K、放電電阻R2、分壓電阻R3、分壓電阻R4、充電電容Cl、充電電容C2和電流表A。高壓電源10的負(fù)極與水冷銅坩堝3電連接，高壓電源10的正極與二極管D的正極連接，二極管D的負(fù)極依次通過充電電阻Rl和電流表A與紫銅電極4電連接。開關(guān)K和放電電阻R2串聯(lián)后接入高壓電源10的負(fù)極和充電電阻Rl與電流表A的連接線之間；分壓電阻R3和分壓電阻R4串聯(lián)后接入高壓電源10的負(fù)極和充電電阻Rl與電流表A的連接線之間；充電電容Cl并聯(lián)在分壓電阻R3 的兩端，充電電容C2并聯(lián)在分壓電阻R4的兩端。該充放電系統(tǒng)為耐電壓強(qiáng)度的測(cè)試提供充電和放電電流。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括密封蓋移動(dòng)控制柱11、下固定座12、上固定座四、連接支架30和驅(qū)動(dòng)密封蓋移動(dòng)控制柱11上下移動(dòng)的升降電機(jī)。下固定座12安裝在固定座22上，密封蓋移動(dòng)控制柱11豎直穿過下固定座12并與下固定座12間隙配合，密封蓋移動(dòng)控制柱11的頂部固定在上固定座四上，上固定座四通過連接支架30與密封蓋2固定連接。升降電機(jī)設(shè)在下固定座12的底部，升降電機(jī)通過齒輪齒條結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)密封蓋移動(dòng)控制柱11上下移動(dòng)。待測(cè)合金31放在水冷銅坩堝3上，水冷銅坩堝3通過導(dǎo)線與高壓電源電連接。整個(gè)裝置都固定在固定座22上，通過升降驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和電極移動(dòng)位移測(cè)量機(jī)構(gòu)可以分別實(shí)現(xiàn)密封蓋和電極的升降與測(cè)量。下面以CuCr25合金的耐電壓強(qiáng)度測(cè)試為例該耐電壓測(cè)試裝置的初始狀態(tài)如圖1所示，打開該裝置的總電源，然后打開放氣閥進(jìn)行放氣，待到真空室1內(nèi)的氣壓與大氣壓一樣后，啟動(dòng)真空室1開爐操作按鈕，升降電機(jī)帶動(dòng)密封蓋移動(dòng)控制柱11在下固定座12中上升，從而帶動(dòng)圖1中的密封蓋2、波紋管23、 冷水進(jìn)出管24、電極上下升降控制器25、電極升降控制器固定裝置沈、控制手柄27、純W電極5，以及圖2中的電機(jī)6、螺紋桿7、電極移動(dòng)螺母塊8、數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表9、支架觀、 上固定座四和連接支架30所有部件上升。待上升到一定程度后，停止移動(dòng)，清理真空室1， 并保證真空室1內(nèi)干凈和干燥，將待測(cè)的真空感應(yīng)熔煉CuCr合金試樣放在真空室1的水冷銅坩堝3的中心，并保持接觸良好。按動(dòng)真空室1關(guān)閉操作按鈕，升降電機(jī)帶動(dòng)密封蓋移動(dòng)控制柱11在下固定座12中下降，從而帶動(dòng)圖1中的密封蓋2、波紋管23、冷水進(jìn)出管M、電極上下升降控制器25、電極升降控制器固定裝置沈、控制手柄27、純W電極5，以及圖2中的電機(jī)6、螺紋桿7、電極移動(dòng)螺母塊8、數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表9、支架觀、上固定座四和連接支架30所有部件下降。待密封蓋2通過密封圈與真空室1合攏后，停止下降。打開機(jī)械泵，通過機(jī)械泵真空管道21抽真空室1內(nèi)為真空，待真空度達(dá)到5 10 后，關(guān)閉機(jī)械泵真空管道21，并啟動(dòng)分子泵，打開分子泵真空管道20，抽真空，待真空至1. 0 X IO-3Pa后關(guān)閉分子泵真空管道20，關(guān)閉分子泵。打開照明系統(tǒng)17，打開電極上下升降控制器25，電機(jī)6帶動(dòng)螺紋桿7勻速緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)(螺紋桿7上下不移動(dòng)，只是平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng))，螺紋桿7帶動(dòng)電極移動(dòng)螺母塊8緩慢向下移動(dòng)，同時(shí)通過石英玻璃觀察窗口 16看純W電極5的移動(dòng)情況，當(dāng)純W電極5的尖端與合金樣品剛剛快接觸后，停止下降，并緩慢調(diào)整到剛好接觸為止，然后調(diào)整數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表9，使下端剛好接觸支架觀的底部表面，進(jìn)行清零處理。打開電極上下升降控制器25，螺紋桿7帶動(dòng)電極移動(dòng)螺母塊8緩慢上升移動(dòng)，待純W電極5的尖端距離合金樣品約20mm后，停止上升，并調(diào)整數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表9，使下端剛好接觸支架觀的底部表面，并記錄好移動(dòng)的距離。打開高壓電源，并進(jìn)行充電，在陰極(合金試樣)和陽極(純W 電極)之間加上8KV的直流電壓。然后打開電極上下升降控制器25，使純W電極均勻緩慢下降，直到陰極和陽極之間發(fā)生電擊穿，再次記錄數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表9移動(dòng)的距離。經(jīng)過計(jì)算就可以得到CuCr25合金在真空小間隙下的擊穿強(qiáng)度，也就是耐電壓強(qiáng)度。 最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種耐電壓測(cè)試裝置，包括真空非自耗電弧熔煉爐，該熔煉爐包括真空室(1)、真空室上端的密封蓋(2)、水冷銅坩堝(3)和驅(qū)動(dòng)密封蓋(2)上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于 還包括可移動(dòng)的紫銅電極(4)、純W電極(5)、電極移動(dòng)位移測(cè)量機(jī)構(gòu)以及向水冷銅坩堝(3) 和純W電極(5)供電的充放電系統(tǒng)，所述紫銅電極(4)穿過密封蓋(2)并伸入真空室(1)內(nèi)， 純W電極(5)設(shè)在紫銅電極(4)的底端部，所述電極移動(dòng)位移測(cè)量機(jī)構(gòu)包括電機(jī)(6)、螺紋桿 (7)、電極移動(dòng)螺母塊(8)和用于檢測(cè)紫銅電極上下移動(dòng)距離的數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表(9); 所述電機(jī)(6)固定設(shè)在密封蓋(2)的上方，螺紋桿(7)豎直設(shè)置并由電機(jī)(6)驅(qū)動(dòng)；所述電極移動(dòng)螺母塊(8)的一端通過其上的螺紋孔旋套在螺紋桿(7)上，另一端固定連接在紫銅電極(4)上；所述數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表(9)安裝在電極移動(dòng)螺母塊(8)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐電壓測(cè)試裝置，其特征在于所述充放電系統(tǒng)包括高壓電源(10)、二極管D、充電電阻Rl、開關(guān)K、放電電阻R2、分壓電阻R3、分壓電阻R4、充電電容 Cl、充電電容C2和電流表A ；所述高壓電源(10)的負(fù)極與水冷銅坩堝(3)電連接，所述高壓電源(10)的正極與二極管D的正極連接，二極管D的負(fù)極依次通過充電電阻Rl和電流表A 與紫銅電極(4)電連接；所述開關(guān)K和放電電阻R2串聯(lián)后接入高壓電源(10)的負(fù)極和充電電阻Rl與電流表A的連接線之間；所述分壓電阻R3和分壓電阻R4串聯(lián)后接入高壓電源 (10)的負(fù)極和充電電阻Rl與電流表A的連接線之間；所述充電電容Cl并聯(lián)在分壓電阻R3 的兩端，所述充電電容C2并聯(lián)在分壓電阻R4的兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耐電壓測(cè)試裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括密封蓋移動(dòng)控制柱(11)、下固定座(12)和驅(qū)動(dòng)密封蓋移動(dòng)控制柱(11)上下移動(dòng)的升降電機(jī)，所述密封蓋移動(dòng)控制柱(11)豎直穿過下固定座(12)并與下固定座(12)間隙配合，密封蓋移動(dòng)控制柱(11)與密封蓋(2)固定連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種耐電壓測(cè)試裝置，包括熔煉爐、電極移動(dòng)位移測(cè)量機(jī)構(gòu)以及充放電系統(tǒng)；紫銅電極穿過密封蓋伸入真空室內(nèi)，純W電極設(shè)在紫銅電極的底端部；電極移動(dòng)位移測(cè)量機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、螺紋桿、電極移動(dòng)螺母塊和數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表；電機(jī)固定在密封蓋的上方，螺紋桿豎直設(shè)置并由電機(jī)驅(qū)動(dòng)；電極移動(dòng)螺母塊的一端旋套在螺紋桿上，另一端固定連接在紫銅電極上；數(shù)顯游標(biāo)卡尺或百分表安裝在電極移動(dòng)螺母塊上。該耐電壓測(cè)試裝置通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了真空非自耗電弧熔煉與耐電壓強(qiáng)度測(cè)試等技術(shù)的結(jié)合，通過共用真空非自耗電弧熔煉爐的真空系統(tǒng)、真空室和移動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)耐電壓強(qiáng)度真空系統(tǒng)和移動(dòng)測(cè)試功能，從而可以大大節(jié)省制造成本。
文檔編號(hào)G01R31/12GK202210134SQ20112035727
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者周志明, 肖志佩, 胡建軍, 胡洋, 陳元芳, 魏炳偉 申請(qǐng)人:重慶理工大學(xué)