本发明专利技术公开了一种空间电荷测量信号衰减及色散因素补偿方法，包括如下步骤：对大尺寸试样两端施加直流低压，获取声波信号的衰减系数及色散系数；分别选取高压极及地电极处信号峰v(t，a)及v(t，b)，进行傅里叶变换，得到其频域信号V(ω，a)及V(ω，b)；通过计算获得衰减系数α(ω)及色散系数β(ω)；获得系统传递函数G(ω，r)；对经过恢复及几何因素补偿的测量信号进行快速傅里叶变换，得到频域下脉冲电声法空间电荷测量信号Vs(ω，r)；设定衰减及色散补偿后的信号为Vs(ω，r)·G(ω，r)，对其进行傅里叶逆变换，得到时域下的信号。本发明专利技术的方法适用于大尺寸试样的脉冲电声法空间电荷测量信号的处理过程，可以消除由于绝缘材料粘弹性带来的声波信号传播过程中的衰减及色散过程的影响，从而获得高分辨率和测量精度的测量信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，尤其涉及一种基于 脉冲电声法（PEA)进行大尺寸试样空间电荷测量时，对声波信号衰减及色散的补偿方法。
技术介绍
脉冲电声法测量空间电荷是目前广为应用的一种测量技术，该方法在薄试样的空 间电荷测量中表现出令人满意的灵敏度及空间分辨率。而将其应用在厚平板状试样（如2 毫米以上）以及全尺寸电缆试样等大尺寸试样的空间电荷测量也日益受到关注。但由于 绝缘材料的粘弹性，声波在被测量绝缘介质中的传播经历了衰减及色散过程，使材料深层 及远离测量地电极的空间电荷测量无法获得满意的灵敏度和空间分辨率。在以往的薄试样 的测量中或仅对材料中空间电荷现象进行定性评价分析时，这一现象对测量结果的影响不 大，因此不必对其测量信号进行专门的处理。而在大尺寸试样的空间电荷测量中，衰减和色 散过程对测量结果的影响作用无法忽略，尤其是全尺寸电缆试样的测量中，有时根本无法 测量深层或内电极附近的电荷。为保证电荷密度测量结果的准确性及满意的空间分辨率， 在测量信号处理过程中对衰减及色散因素进行补偿处理具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题，是提供一种基于脉冲电声法进行大尺寸试样中空间 电荷测量时对声波信号衰减及色散的补偿方法。 本专利技术的方法用于大尺寸试样的脉冲电声法空间电荷测量信号的处理过程中，可 以消除声波信号在试样传播过程中的衰减及色散因素对空间电荷测量信号带来的影响，以 获得准确及高空间分辨率的空间电荷分布测量。 为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方法： 1.获取声波信号在传播过程中的衰减系数及色散系数：对大尺寸试样两端施加 校准直流电压，仅在试样两电极界面处产生感应电荷（即电容电荷），测量感应电荷的空间 电荷信号，对信号进行系统响应修正（即反卷积分运算）及几何因素（如同轴电缆结构）补 偿后，分别选取高压电极及测量地电极处（即位置a和b)时域峰信号v(t，a)及v(t，b)， 进行傅里叶变换，得到其频域信号分别为V(?， a)及V(?，b):【主权项】1. ，用于在脉冲电声法进行大尺寸试 样的空间电荷测量时对声波信号衰减及色散的补偿； 其特征在于，所述方法包括如下步骤： 对大尺寸试样两端施加直流低压，获取声波信号的衰减系数及色散系数； 分别选取高压极及地电极处信号峰V(t，a)及v(t，b)，进行傅里叶变换，得到其频域信 号V(?，a)及V(?，b); 通过计算获得衰减系数a(?)及色散系数0 (?); 获得系统传递函数G〇); 对经过恢复及几何因素补偿的测量信号进行快速傅里叶变换，得到频域下脉冲电声法 空间电荷测量信号Vs(?，r); 设定衰减及色散补偿后的信号为Vs(?，r) ?G(?，r)，对其进行傅里叶逆变换，得到时 域下的信号。2. 如权利要求1所述的空间电荷测量信号衰减及色散因素补偿方法，其特征在于，所 述频域信号V(?，a)及V(?，b)分别为：式中|V(?，a) |和|V(?，b) |为测量信号的频域幅值函数，0(叫a)和0(_fc)为频域相 位函数。3. 如权利要求2所述的空间电荷测量信号衰减及色散因素补偿方法，其特征在于，所 述衰减系数a(〇)及色散系数0 (〇)分别为：4. 如权利要求3所述的空间电荷测量信号衰减及色散因素补偿方法，其特征在于， 根据声波信号在绝缘介质中的传播过程，任意r处信号衰减及色散补偿的传递函数G(?) 为：5. 如权利要求4所述的空间电荷测量信号衰减及色散因素补偿方法，其特征在于，所 述传递函数可用于频域下声波信号传播过程中衰减及色散过程的补偿，对频域下脉冲电 声法空间电荷测量信号Vs(?，r)，根据卷积定理，进行衰减及色散补偿后的信号为Vs(?， r) ?G(?，r)，对其进行傅里叶逆变换，得到时域下的信号。【专利摘要】本专利技术公开了，包括如下步骤：对大尺寸试样两端施加直流低压，获取声波信号的衰减系数及色散系数；分别选取高压极及地电极处信号峰v(t，a)及v(t，b)，进行傅里叶变换，得到其频域信号V(ω，a)及V(ω，b)；通过计算获得衰减系数α(ω)及色散系数β(ω)；获得系统传递函数G(ω，r)；对经过恢复及几何因素补偿的测量信号进行快速傅里叶变换，得到频域下脉冲电声法空间电荷测量信号Vs(ω，r)；设定衰减及色散补偿后的信号为Vs(ω，r)·G(ω，r)，对其进行傅里叶逆变换，得到时域下的信号。本专利技术的方法适用于大尺寸试样的脉冲电声法空间电荷测量信号的处理过程，可以消除由于绝缘材料粘弹性带来的声波信号传播过程中的衰减及色散过程的影响，从而获得高分辨率和测量精度的测量信号。【IPC分类】G01R29-24【公开号】CN104698296【申请号】CN201510067771【专利技术人】傅明利, 侯帅, 张凯, 钟力生, 田野, 卓然 【申请人】南方电网科学研究院有限责任公司, 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心【公开日】2015年6月10日【申请日】2015年2月9日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种空间电荷测量信号衰减及色散因素补偿方法，用于在脉冲电声法进行大尺寸试样的空间电荷测量时对声波信号衰减及色散的补偿；其特征在于，所述方法包括如下步骤：对大尺寸试样两端施加直流低压，获取声波信号的衰减系数及色散系数；分别选取高压极及地电极处信号峰v(t，a)及v(t，b)，进行傅里叶变换，得到其频域信号V(ω，a)及V(ω，b)；通过计算获得衰减系数α(ω)及色散系数β(ω)；获得系统传递函数G(ω)；对经过恢复及几何因素补偿的测量信号进行快速傅里叶变换，得到频域下脉冲电声法空间电荷测量信号Vs(ω，r)；设定衰减及色散补偿后的信号为Vs(ω，r)·G(ω，r)，对其进行傅里叶逆变换，得到时域下的信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：傅明利，侯帅，张凯，钟力生，田野，卓然，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，
类型：发明
国别省市：广东;44
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