CN115616293B - 半导电缓冲层体积电阻率测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半导电缓冲层体积电阻率测量装置，包括上、下电极，电极连接螺栓，上、下绝缘支架，所述下电极采用一铜板，所述上电极由两部分组成，上部分为一圆柱形铜板，作为配重负荷，下部分为一矩形铜板，作为上电极配重负荷，上下部分为同质一体式结构；所述绝缘支架分为上下两部分，下部分用来固定下电极，上部分用来固定上电极，并起绝缘层作用；所述电极连接螺栓分别与上下电极连接，再通过软铜线连接测量仪。本发明通过使用中控处理器检测缓冲层在不同温度环境下的电阻，能够有效确定缓冲层是否能够在对应的环境下达到预设的使用需求，从而进一步提高了本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层体积电阻率的检测效率。

Description

半导电缓冲层体积电阻率测量装置

技术领域

本发明涉及电线电缆检验检测技术领域，尤其涉及一种半导电缓冲层体积电阻率测量装置。

背景技术

高压交联聚乙烯绝缘电力电缆在我国已经使用了近三十年，最初全部采用进口产品，到目前为止66-500kV电力电缆已全部实现国产化，进口产品和国产产品在护层结构和原材料特性方面各有其特点。国内使用的高压交联聚乙烯绝缘电力电缆的金属护套大都采用波纹铝套结构，国外其他地区一般采用综合护套和平滑金属护层结构。国内高压电缆金属护套大都采用波纹铝套结构，其结构为保证绝缘不受机械损伤，在波纹铝套和绝缘线芯间绕包缓冲层作保护功能，同时又要保证绝缘屏蔽和金属护套保持良好的电气连通性，要求缓冲层还要具有良好电性能。目前，确定缓冲层电性能主要性能参数为体积电阻率，因此，在高压电缆缓冲层的原材料进厂检测、过程控制及成品检验均需要对缓冲层的体积电阻率进行检测，如何更准确、更快捷地检测缓冲层的体积电阻率，本发明测量可提供技术解决方案。

中国专利授权公告号：CN109030952B公开了一种用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，该设备设置了温湿度调节箱、滑动导轨和电阻率测试仪，通过设置温湿度调节箱可以确保温、湿度恒定的密封测试环境，以便避免环境变化影响测量精度，同时，在温湿度调节箱内测量可避免待测芯棒所在电路中漏电致使的安全隐患，且可避免外部人员接触可避免待测芯棒所在电路，进而进一步提高测量的安全性。

由此可见，上述技术方案无法在测试环境中的温度或湿度发生变化时有效克服待测芯棒收环境影响导致电阻值出现波动的情况，从而导致针对待测芯棒电阻的测试效率降低。

发明内容

为此，本发明提供一种半导电缓冲层体积电阻率测量装置用以克服现有技术中无法在测得的缓冲层的电阻波动时有效确定该缓冲层在对应温度下的精确电阻值导致的针对缓冲层的体积电阻测量效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种半导电缓冲层体积电阻率测量装置，其特征在于，包括：

上电极，用以与下电极配合以将缓冲层固定在对应位置，包括用以作为配重负荷的圆柱形的上铜板和与上铜板一体链接以作为电极的矩形的下铜板；所述上铜板上设有上电极螺栓，用以将铜线固定在上铜板的指定位置；

所述下电极，其为一圆柱形铜板，用以与所述上电极配合以将所述缓冲层固定在对应位置；在所述下电极侧壁上设有下电极螺栓，用以将铜线固定在下电极的指定位置；

绝缘支架，包括开设有矩形通孔以装载所述上电极的上支架和开设有圆柱形通孔以装载下电极的下支架，上支架和下支架固定连接且上支架与下支架均绝缘，用以分别将所述上电极和所述下电极固定在预设位置；

电压发生器，其通过所述铜线分别与所述上电极和所述下电极相连，用以通过铜线向所述缓冲层输出对应值的电压；

测试仪，其通过接线分别与所述上电极和所述下电极相连，用以在所述电压发生器向所述缓冲层输出电压时检测经过缓冲层的电流；

中控处理器，其分别与所述电压发生器和所述测试仪相连，用以根据电压发生器的输出电压和测试仪测得的经过缓冲层的电流计算缓冲层的电阻；中控处理器还用以在完成对经过所述缓冲层的电流的检测时判定是否根据环境信息重新检测电流以克服环境因素对缓冲层电阻的测量结果的影响或是否调节缓冲层所处环境温度以判定缓冲层是否能在对应温度环境下达到使用需求；所述环境信息包括环境温度和环境湿度。

进一步地，所述中控处理器设有第一预设需求电阻Ra1、第二预设需求电阻Ra2、第一预设初始测试电压V1、第二预设初始测试电压V2和第三预设初始测试电压V3，中控处理器将缓冲层实际使用需求电阻Ra与各预设需求电阻作对比，判定各周期内初始测试电压，

若Ra≤Ra1，所述中控处理器判定使用V1作为该周期的初始测试电压；

若Ra1＜Ra≤Ra2，所述中控处理器判定使用V2作为该周期的初始测试电压；

若Ra＞Ra2，所述中控处理器判定使用V3作为该周期的初始测试电压。

进一步地，所述中控处理器设有第一预设电流I1和第二预设电流I2，中控处理器在计算所述缓冲层的电阻时控制所述电压发生器向缓冲层输出电压、将输出的电压值设置为初始测试电压Vx并控制所述测试仪检测经过缓冲层的电流I，设定x＝1，2，3，

若I≤I 1，所述中控处理器判定经过所述缓冲层的电流低于预设标准，无法通过电流直接求得缓冲层的电阻，中控处理器增加所述电压发生器输出的初始测试电压V0；

若I1＜I≤I2，所述中控处理器判定经过所述缓冲层的电流符合预设标准，中控处理器控制所述测试仪周期性检测缓冲层的电流值并根据测得电流值分别计算缓冲层在各周期中的电阻；

若I＞I2，所述中控处理器判定经过所述缓冲层的电流高于预设标准，中控处理器降低所述电压发生器输出的初始测试电压Vx。

进一步地，所述中控处理器设有第一预设电阻变化幅度△R1和第二预设电阻变化幅度△R2，中控处理器在判定经过所述缓冲层的电流复合预设标准时控制所述测试仪周期性检测缓冲层的电流值并根据测得电流值分别计算缓冲层在各周期中的电阻，中控处理器在完成对缓冲层在各周期中的电阻值的计算时计算缓冲层电阻的变化幅度△R，设定△R＝Rmax-Rmin，其中，Rmax为测量过程中缓冲层电阻的最大值，Rmin为测量过程中缓冲层电阻的最小值，

若△R≤△R1，所述中控处理器判定波动范围在预设标准内、根据缓冲层的使用温度需求调节检测环境中的温度以重新检测缓冲层的电阻值；

若△R1＜△R≤△R2，所述中控处理器判定缓冲层受环境影响导致电阻值出现波动，中控处理器检测环境信息以确定缓冲层电阻值波动的原因；

若△R＞△R2，所述中控处理器判定所述上电极螺栓和所述下电极螺栓的预紧力低于预设标准并根据△R与△R2的差值△r调节对应的电极螺栓的预紧力，设定△r＝∣△R-△R2∣。

进一步地，所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置中还设有用以调节环境温度的温控装置，所述中控处理器在判定△R≤△R1时根据缓冲层的使用温度需求控制温控装置将环境温度调节至对应值并在环境温度调节完成后重新检测经过所述缓冲层的电流，中控处理器将重新测的电流记为I’，

若I’满足I1＜I’≤I2，所述中控处理器判定该电流符合预设标准，计算所述缓冲层在该环境温度下的电阻并在计算完成后分别计算缓冲层在对应温度下的体积电阻率；

若I’不满足I1＜I’≤I2，所述中控处理器判定该电流不符合预设标准，所述缓冲层的电阻未达到应用于该环境温度的使用需求。

进一步地，所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置中还设有用以检测环境温度和环境湿度的温湿度检测器和用以调节装置内的环境温度的温控装置，所述中控处理器在判定△R1＜△R≤△R2时控制温湿度检测器检测环境信息，

若所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的湿度高于预设标准，所述中控处理器判定变更检测环境或对所处环境进行除湿；

若所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的湿度符合预设标准，所述中控处理器判定检测装置所处环境的温度；

若所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的温度波动范围大于预设标准，所述中控处理器判定变更检测环境或对所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置进行恒温处理；

若所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的温度波动范围符合预设标准且环境温度不属于缓冲层的工作温度，所述中控处理器控制所述温控装置将环境温度调节至对应值；

若所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的温度波动范围符合预设标准且环境温度属于缓冲层的工作温度，所述中控处理器判定所述螺栓未紧固并根据△r调节所述上电极螺栓和所述下电极螺栓的预紧力F。

进一步地，所述中控处理器设有第一预设变化幅度差值△r1、第二预设变化幅度差值△r2、第一预设预紧力调节系数α1、第二预设预紧力调节系数α2和第三预设预紧力调节系数α3，其中△r1＜△r2，1＜α1＜α2＜α3，当中控处理器判定所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的温度波动范围符合预设标准且环境温度属于缓冲层的工作温度或中控处理器判定△R＞△R2时，中控处理器根据△r调节所述上电极螺栓和所述下电极螺栓的预紧力F，

若△r≤△r1，所述中控处理器使用α1调节所述上电极螺栓和所述下电极螺栓的预紧力F；

若△r1＜△r≤△r2，所述中控处理器使用α2调节所述上电极螺栓和所述下电极螺栓的预紧力F；

若△r＞△r2，所述中控处理器使用α3调节所述上电极螺栓和所述下电极螺栓的预紧力F；

当所述中控处理器使用αi调节所述螺栓的预紧力时，i＝1，2，3，调节后的预紧力记为F’，F’＝F×αi。

进一步地，所述中控处理器设有第一预设电流过低差值△I a1、第二预设电流过低差值△I a2、第一预设电流过高差值△I b1、第二预设电流过高差值△I b2、第一预设初始测试电压调节系数β1、第二预设初始测试电压调节系数β2、第三预设初始测试电压调节系数β3、第四预设初始测试电压调节系数γ1、第五预设初始测试电压调节系数γ2和第六预设初始测试电压调节系数γ3，其中△I a1＜△I a2，△I b1＜△I b2，1＜β1＜β2＜β3，0.5＜γ3＜γ2＜γ1＜1，当I≤I 1时，所述中控处理器在判定预设体积的缓冲层的电流低于预设标准时计算I和I 1差值△I0并根据△I0调节所述电压发生器输出的初始测试电压，

若△I0≤△I a1，所述中控处理器使用β1调节初始测试电压；

若△I a1＜△I0≤△I a2，所述中控处理器使用β2调节初始测试电压；

若△I0＞△I a2，所述中控处理器使用β3调节初始测试电压；

当所述中控处理器使用βj调节所述初始测试电压时，j＝1，2，3，调节后的初始测试电压为Vx’，Vx’＝Vx×βj；

当I＞I2时，所述中控处理器判定预设体积的缓冲层的电流过大，计算I和I2的差值△I’，根据△I’与各预设过高差值做对比，调节初始测试电压，

若△I’≤△I b1，所述中控处理器使用γ1调节初始测试电压；

若△I b1＜△I’≤△I b2，所述中控处理器使用γ2调节初始测试电压；

若△I’＞△I b2，所述中控处理器使用γ3调节初始测试电压；

当所述中控处理器使用γk调节所述初始测试电压时，k＝1，2，3，调节后的初始测试电压为Vy’，Vy’＝Vx×γk。

进一步地，所述上铜板和所述下铜板为同质一体式结构。

进一步地，所述中控处理器在判定所述缓冲层在对应的环境温度下均能够达到使用需求时计算所述缓冲层在对应温度环境下的体积电阻率ρ，设定ρ＝R×S/L，其中，S为测量电极的面积,L为缓冲层的厚度，R为缓冲层在对应温度环境下的电阻。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过设置中控处理器，能够在完成对经过所述缓冲层的电流的检测时判定是否根据环境信息重新检测电流以克服环境因素对缓冲层电阻的测量结果的影响或是否调节缓冲层所处环境温度以判定缓冲层是否能在对应温度环境下达到使用需求，能够有效避免环境因素导致的缓冲层的电阻值发生波动的情况发生，有效提高了本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层体积电阻率的检测效率，同时，通过使用中控处理器检测缓冲层在不同温度环境下的电阻，能够有效确定缓冲层是否能够在对应的环境下达到预设的使用需求，从而进一步提高了本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层体积电阻率的检测效率。

进一步地，所述中控处理器设有若干预设需求电阻和若干预设初始测试电压，本发明通过根据不同的需求电阻确定对应的输出电压，能够有效避免输出电压的量级大于需求电阻的量级或输出电压的量级小于需求电阻的量级导致的无法精确测得经过缓冲层的电流值的情况发生，在有效提高了针对经过缓冲层电流的测量精度的同时，有效提高了针对缓冲层电阻的计算精度，并进一步提高了本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层体积电阻率的检测效率。

进一步地，所述中控处理器设有第一预设电流I1和第二预设电流I2，本发明通过将经过缓冲层的电流I和各预设电流进行对比并根据比对结果及时的增加或降低所述电压发生器输出的初始测试电压，能够有效使所述缓冲层的电流复合预设标准，在进一步提高了本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层电阻的计算精度的同时，进一步提高了本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层体积电阻率的检测效率。

进一步地，所述中控处理器设有若干预设电阻变化幅度，本发明通过将缓冲层电阻的变化幅度和各预设电阻变化幅度进行对比并根据比对结果及时判断波动范围是否在预设标准内，是否需要调节检测环境信息，有效的避免了环境因素导致的缓冲层的电阻值发生波动的情况发生，从而进一步提高了本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层体积电阻率的检测效率，同时，所述中控处理器通过判断得出缓冲层电阻的变化幅度高于预设变化幅度，可以及时调整所述上电极螺栓和所述下电极螺栓的预紧力，从而有效的避免了因所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置本身的原因造成测量精度低的现象发生。

进一步地，本发明通过设置温控装置，使所述中控处理器在判定△R≤△R1时根据缓冲层的使用温度需求控制温控装置将环境温度调节至对应值并在环境温度调节完成后重新检测经过所述缓冲层的电流，通过对调节后电流与各预设电流做对比，在进一步提高了本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层电阻的计算精度的同时，进一步提高了本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层体积电阻率的检测效率。

进一步地，本发明通过设置温湿度检测器，可以及时调整所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处的温、湿度环境，有效的规避了因外界环境导致的测量偏差，进一步的提高了所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置检测的精密性。

进一步地，所述中控处理器设有若干预设变化幅度差值和若干预设预紧力调节系数，本发明通过将△r与各预设幅度差值进行对比并根据比对结果调节所述上电极螺栓和所述下电极螺栓的预紧力，本发明通过此设置保证了待测试样在测量过程中获得稳定的电阻，从而有效的提高本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层体积电阻率测量的准确率。

进一步地，所述中控处理器设有若干预设电流过低差值、若干预设电流过高差值和若干预设初始测试电压调节系数，本发明通过将I和I1进行对比并根据比对结果调节初始测试电压，有效的保证了接入的电压符合预设值，从而可以稳定的得到满足要求的电阻值，进一步的保证了所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置测量的准确率；同时本发明通过将I和I2进行对比并根据比对结果调节初始测试电压，有效的保证了接入的电压符合预设值，从而可以稳定的得到满足要求的电阻值，进一步的保证了所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层体积电阻率测量的准确率。

进一步地，本发明在检测体积电阻率时只需将新试样放入上下电极内，电极连接螺栓分别与上下电极连接，再通过软铜线连接测量仪，可直接通过测量仪读取检测数据，结构简单，操作方便快捷。同时在检测数据时只需拖动新试样，可直接通过测量仪读取不同点的检测数据，从而更加方便快捷准确得出分散性系数。

进一步地，本发明通过采用上、下绝缘支架，支架设计与电极形状一致孔槽，以固定上、下电极，保证上、下电极接触位置同心并对应，有效的保证了上下电极充分接触，从而提高了检测结构的可靠和准确性。

进一步地，本发明所述上电极和所述下电极采用同种材质复合电极，保证上、下电极接触紧密，从而提高了检测结构的可靠和准确性，上、下电级采用一体结构，从而使得测量过程操作更加方便、快捷。

附图说明

图1为本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置主视结构示意图；

图2为本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置主视剖面结构示意图；

图3为本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置左视结构示意图。

图中：1、上电极；2、下电极；3、绝缘支架；4、上电极螺栓；5、下电极螺栓。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-图3所示，其为本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置的主视结构示意图、主视剖面结构示意图和左视结构示意图。本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置包括：

上电极1，用以与下电极2配合以将缓冲层固定在对应位置，包括用以作为配重负荷的圆柱形的上铜板和与上铜板一体链接以作为电极的矩形的下铜板；所述上铜板上设有上电极螺栓4，用以将铜线固定在上铜板的指定位置；

所述下电极2，其为一圆柱形铜板，用以与所述上电极1配合以将所述缓冲层固定在对应位置；在所述下电极2侧壁上设有下电极螺栓5，用以将铜线固定在下电极2的指定位置；

绝缘支架3，包括开设有矩形通孔以装载所述上电极的上支架和开设有圆柱形通孔以装载下电极的下支架，上支架和下支架固定连接且上支架与下支架均绝缘，用以分别将所述上电极1和所述下电极2固定在预设位置；

电压发生器(图中未画出)，其通过所述铜线分别与所述上电极1和所述下电极2相连，用以通过铜线向所述缓冲层输出对应值的电压；

测试仪(图中未画出)，其通过接线分别与所述上电极1和所述下电极2相连，用以在所述电压发生器向所述缓冲层输出电压时检测经过缓冲层的电流；

中控处理器(图中未画出)，其分别与所述电压发生器和所述测试仪相连，用以根据电压发生器的输出电压和测试仪测得的经过缓冲层的电流计算缓冲层的电阻；中控处理器还用以在完成对经过所述缓冲层的电流的检测时判定是否根据环境信息重新检测电流以克服环境因素对缓冲层电阻的测量结果的影响或是否调节缓冲层所处环境温度以判定缓冲层是否能在对应温度环境下达到使用需求；所述环境信息包括环境温度和环境湿度。

本发明通过采用上、下绝缘支架，支架设计与电极形状一致孔槽，以固定上、下电极，保证上、下电极接触位置同心并对应，有效的保证了上下电极充分接触，从而提高了检测结构的可靠和准确性。

具体而言，所述中控处理器设有第一预设需求电阻Ra1、第二预设需求电阻Ra2、第一预设初始测试电压V1、第二预设初始测试电压V2和第三预设初始测试电压V3，中控处理器将缓冲层实际使用需求电阻Ra与各预设需求电阻作对比，判定各周期内初始测试电压，

若Ra≤Ra1，所述中控处理器判定使用V1作为该周期的初始测试电压；

若Ra1＜Ra≤Ra2，所述中控处理器判定使用V2作为该周期的初始测试电压；

若Ra＞Ra2，所述中控处理器判定使用V3作为该周期的初始测试电压。

本发明所述中控处理器设有若干预设需求电阻和若干预设初始测试电压，本发明通过根据不同的需求电阻确定对应的输出电压，能够有效避免输出电压的量级大于需求电阻的量级或输出电压的量级小于需求电阻的量级导致的无法精确测得经过缓冲层的电流值的情况发生，在有效提高了针对经过缓冲层电流的测量精度的同时，有效提高了针对缓冲层电阻的计算精度，并进一步提高了本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层体积电阻率的检测效率。

具体而言，所述中控处理器设有第一预设电流I1和第二预设电流I2，中控处理器在计算所述缓冲层的电阻时控制所述电压发生器向缓冲层输出电压、将输出的电压值设置为初始测试电压Vx并控制所述测试仪检测经过缓冲层的电流I，设定x＝1，2，3，

若I≤I 1，所述中控处理器判定经过所述缓冲层的电流低于预设标准，无法通过电流直接求得缓冲层的电阻，中控处理器增加所述电压发生器输出的初始测试电压V0；

若I1＜I≤I2，所述中控处理器判定经过所述缓冲层的电流符合预设标准，中控处理器控制所述测试仪周期性检测缓冲层的电流值并根据测得电流值分别计算缓冲层在各周期中的电阻；

若I＞I2，所述中控处理器判定经过所述缓冲层的电流高于预设标准，中控处理器降低所述电压发生器输出的初始测试电压Vx。

本发明所述中控处理器设有第一预设电流I1和第二预设电流I2，本发明通过将经过缓冲层的电流I和各预设电流进行对比并根据比对结果及时的增加或降低所述电压发生器输出的初始测试电压，能够有效使所述缓冲层的电流复合预设标准，在进一步提高了本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层电阻的计算精度的同时，进一步提高了本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层体积电阻率的检测效率。

具体而言，所述中控处理器设有第一预设电阻变化幅度△R1和第二预设电阻变化幅度△R2，中控处理器在判定经过所述缓冲层的电流复合预设标准时控制所述测试仪周期性检测缓冲层的电流值并根据测得电流值分别计算缓冲层在各周期中的电阻，中控处理器在完成对缓冲层在各周期中的电阻值的计算时计算缓冲层电阻的变化幅度△R，设定△R＝Rmax-Rmin，其中，Rmax为测量过程中缓冲层电阻的最大值，Rmin为测量过程中缓冲层电阻的最小值，

若△R≤△R1，所述中控处理器判定波动范围在预设标准内、根据缓冲层的使用温度需求调节检测环境中的温度以重新检测缓冲层的电阻值；

若△R1＜△R≤△R2，所述中控处理器判定缓冲层受环境影响导致电阻值出现波动，中控处理器检测环境信息以确定缓冲层电阻值波动的原因；

若△R＞△R2，所述中控处理器判定所述上电极螺栓4和所述下电极螺栓5的预紧力低于预设标准并根据△R与△R2的差值△r调节对应的电极螺栓的预紧力，设定△r＝∣△R-△R2∣。

本发明所述中控处理器设有若干预设电阻变化幅度，本发明通过将缓冲层电阻的变化幅度和各预设电阻变化幅度进行对比并根据比对结果及时判断波动范围是否在预设标准内，是否需要调节检测环境信息，有效的避免了环境因素导致的缓冲层的电阻值发生波动的情况发生，从而进一步提高了本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层体积电阻率的检测效率，同时，所述中控处理器通过判断得出缓冲层电阻的变化幅度高于预设变化幅度，可以及时调整所述上电极螺栓和所述下电极螺栓的预紧力，从而有效的避免了因所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置本身的原因造成测量精度低的现象发生。

具体而言，所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置中还设有用以调节环境温度的温控装置，所述中控处理器在判定△R≤△R1时根据缓冲层的使用温度需求控制温控装置将环境温度调节至对应值并在环境温度调节完成后重新检测经过所述缓冲层的电流，中控处理器将重新测的电流记为I’，

若I’满足I1＜I’≤I2，所述中控处理器判定该电流符合预设标准，计算所述缓冲层在该环境温度下的电阻并在计算完成后分别计算缓冲层在对应温度下的体积电阻率；

若I’不满足I1＜I’≤I2，所述中控处理器判定该电流不符合预设标准，所述缓冲层的电阻未达到应用于该环境温度的使用需求。

本发明通过设置温控装置，使所述中控处理器在判定△R≤△R1时根据缓冲层的使用温度需求控制温控装置将环境温度调节至对应值并在环境温度调节完成后重新检测经过所述缓冲层的电流，通过对调节后电流与各预设电流做对比，在进一步提高了本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层电阻的计算精度的同时，进一步提高了本发明所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层体积电阻率的检测效率。

具体而言，所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置中还设有用以检测环境温度和环境湿度的温湿度检测器和用以调节装置内的环境温度的温控装置，所述中控处理器在判定△R1＜△R≤△R2时控制温湿度检测器检测环境信息，

若所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的湿度高于预设标准，所述中控处理器判定变更检测环境或对所处环境进行除湿；

若所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的湿度符合预设标准，所述中控处理器判定检测装置所处环境的温度；

若所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的温度波动范围大于预设标准，所述中控处理器判定变更检测环境或对所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置进行恒温处理；

若所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的温度波动范围符合预设标准且环境温度不属于缓冲层的工作温度，所述中控处理器控制所述温控装置将环境温度调节至对应值；

若所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的温度波动范围符合预设标准且环境温度属于缓冲层的工作温度，所述中控处理器判定所述螺栓未紧固并根据△r调节所述上电极螺栓4和所述下电极螺栓5的预紧力F。

本发明通过设置温湿度检测器，可以及时调整所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处的温、湿度环境，有效的规避了因外界环境导致的测量偏差，进一步的提高了所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置检测的精密性。

具体而言，所述中控处理器设有第一预设变化幅度差值△r1、第二预设变化幅度差值△r2、第一预设预紧力调节系数α1、第二预设预紧力调节系数α2和第三预设预紧力调节系数α3，其中△r1＜△r2，1＜α1＜α2＜α3，当中控处理器判定所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的温度波动范围符合预设标准且环境温度属于缓冲层的工作温度或中控处理器判定△R＞△R2时，中控处理器根据△r调节所述上电极螺栓4和所述下电极螺栓5的预紧力F，

若△r≤△r1，所述中控处理器使用α1调节所述上电极螺栓4和所述下电极螺栓5的预紧力F；

若△r1＜△r≤△r2，所述中控处理器使用α2调节所述上电极螺栓4和所述下电极螺栓5的预紧力F；

若△r＞△r2，所述中控处理器使用α3调节所述上电极螺栓4和所述下电极螺栓5的预紧力F；

当所述中控处理器使用αi调节所述螺栓的预紧力时，i＝1，2，3，调节后的预紧力记为F’，F’＝F×αi。

本发明所述中控处理器设有若干预设变化幅度差值和若干预设预紧力调节系数，本发明通过将△r与各预设幅度差值进行对比并根据比对结果调节所述上电极螺栓4和所述下电极螺栓5的预紧力，本发明通过此设置保证了待测试样在测量过程中获得稳定的电阻，从而有效的提高所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置检测的精密性。

具体而言，所述中控处理器设有第一预设电流过低差值△I a1、第二预设电流过低差值△I a2、第一预设电流过高差值△I b1、第二预设电流过高差值△I b2、第一预设初始测试电压调节系数β1、第二预设初始测试电压调节系数β2、第三预设初始测试电压调节系数β3、第四预设初始测试电压调节系数γ1、第五预设初始测试电压调节系数γ2和第六预设初始测试电压调节系数γ3，其中△I a1＜△I a2，△I b1＜△I b2，1＜β1＜β2＜β3，0.5＜γ3＜γ2＜γ1＜1，当I≤I 1时，所述中控处理器在判定预设体积的缓冲层的电流低于预设标准时计算I和I 1差值△I0并根据△I0调节所述电压发生器输出的初始测试电压，

若△I0≤△I a1，所述中控处理器使用β1调节初始测试电压；

若△I a1＜△I0≤△I a2，所述中控处理器使用β2调节初始测试电压；

若△I0＞△I a2，所述中控处理器使用β3调节初始测试电压；

当所述中控处理器使用βj调节所述初始测试电压时，j＝1，2，3，调节后的初始测试电压为Vx’，Vx’＝Vx×βj；

当I＞I2时，所述中控处理器判定预设体积的缓冲层的电流过大，计算I和I2的差值△I’，根据△I’与各预设过高差值做对比，调节初始测试电压，

若△I’≤△I b1，所述中控处理器使用γ1调节初始测试电压；

若△I b1＜△I’≤△I b2，所述中控处理器使用γ2调节初始测试电压；

若△I’＞△I b2，所述中控处理器使用γ3调节初始测试电压；

当所述中控处理器使用γk调节所述初始测试电压时，k＝1，2，3，调节后的初始测试电压为Vy’，Vy’＝Vx×γk。

本发明所述中控处理器设有若干预设电流过低差值、若干预设电流过高差值和若干预设初始测试电压调节系数，本发明通过将I和I1进行对比并根据比对结果调节初始测试电压，有效的保证了接入的电压符合预设值，从而可以稳定的得到满足要求的电阻值，进一步的保证了所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置测量的准确率；同时本发明通过将I和I2进行对比并根据比对结果调节初始测试电压，有效的保证了接入的电压符合预设值，从而可以稳定的得到满足要求的电阻值，进一步的保证了所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置针对缓冲层体积电阻率的准确率。

具体而言，所述上铜板和所述下铜板为同质一体式结构。

具体而言，所述中控处理器在判定所述缓冲层在对应的环境温度下均能够达到使用需求时计算所述缓冲层在对应温度环境下的体积电阻率ρ，设定ρ＝R×S/L，其中，S为测量电极的面积,L为缓冲层的厚度，R为缓冲层在对应温度环境下的电阻。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种半导电缓冲层体积电阻率测量装置，其特征在于，包括：

上电极，用以与下电极配合以将缓冲层固定在对应位置，包括用以作为配重负荷的圆柱形的上铜板和与上铜板一体链接以作为电极的矩形的下铜板；所述上铜板上设有上电极螺栓，用以将铜线固定在上铜板的指定位置；

所述下电极，其为一圆柱形铜板，用以与所述上电极配合以将所述缓冲层固定在对应位置；在所述下电极侧壁上设有下电极螺栓，用以将铜线固定在下电极的指定位置；

绝缘支架，包括开设有矩形通孔以装载所述上电极的上支架和开设有圆柱形通孔以装载下电极的下支架，上支架和下支架固定连接且上支架与下支架均绝缘，用以分别将所述上电极和所述下电极固定在预设位置；

电压发生器，其通过所述铜线分别与所述上电极和所述下电极相连，用以通过铜线向所述缓冲层输出对应值的电压；

测试仪，其通过接线分别与所述上电极和所述下电极相连，用以在所述电压发生器向所述缓冲层输出电压时检测经过缓冲层的电流；

中控处理器，其分别与所述电压发生器和所述测试仪相连，用以根据电压发生器的输出电压和测试仪测得的经过缓冲层的电流计算缓冲层的电阻；中控处理器还用以在完成对经过所述缓冲层的电流的检测时判定是否根据环境信息重新检测电流以克服环境因素对缓冲层电阻的测量结果的影响或是否调节缓冲层所处环境温度以判定缓冲层是否能在对应温度环境下达到使用需求；所述环境信息包括环境温度和环境湿度。

2.根据权利要求1所述的半导电缓冲层体积电阻率测量装置，其特征在于，所述中控处理器设有第一预设需求电阻Ra1、第二预设需求电阻Ra2、第一预设初始测试电压V1、第二预设初始测试电压V2和第三预设初始测试电压V3，中控处理器将缓冲层实际使用需求电阻Ra与各预设需求电阻作对比，判定各周期内初始测试电压，

若Ra≤Ra1，所述中控处理器判定使用V1作为该周期的初始测试电压；

若Ra1＜Ra≤Ra2，所述中控处理器判定使用V2作为该周期的初始测试电压；

若Ra＞Ra2，所述中控处理器判定使用V3作为该周期的初始测试电压。

3.根据权利要求2所述的半导电缓冲层体积电阻率测量装置，其特征在于，所述中控处理器设有第一预设电流I1和第二预设电流I2，中控处理器在计算所述缓冲层的电阻时控制所述电压发生器向缓冲层输出电压、将输出的电压值设置为初始测试电压Vx并控制所述测试仪检测经过缓冲层的电流I，设定x＝1，2，3，

若I≤I 1，所述中控处理器判定经过所述缓冲层的电流低于预设标准，无法通过电流直接求得缓冲层的电阻，中控处理器增加所述电压发生器输出的初始测试电压V0；

若I1＜I≤I2，所述中控处理器判定经过所述缓冲层的电流符合预设标准，中控处理器控制所述测试仪周期性检测缓冲层的电流值并根据测得电流值分别计算缓冲层在各周期中的电阻；

若I＞I2，所述中控处理器判定经过所述缓冲层的电流高于预设标准，中控处理器降低所述电压发生器输出的初始测试电压Vx。

4.根据权利要求3所述的半导电缓冲层体积电阻率测量装置，其特征在于，所述中控处理器设有第一预设电阻变化幅度△R1和第二预设电阻变化幅度△R2，中控处理器在判定经过所述缓冲层的电流复合预设标准时控制所述测试仪周期性检测缓冲层的电流值并根据测得电流值分别计算缓冲层在各周期中的电阻，中控处理器在完成对缓冲层在各周期中的电阻值的计算时计算缓冲层电阻的变化幅度△R，设定△R＝Rmax-Rmin，其中，Rmax为测量过程中缓冲层电阻的最大值，Rmin为测量过程中缓冲层电阻的最小值，

若△R≤△R1，所述中控处理器判定波动范围在预设标准内、根据缓冲层的使用温度需求调节检测环境中的温度以重新检测缓冲层的电阻值；

若△R1＜△R≤△R2，所述中控处理器判定缓冲层受环境影响导致电阻值出现波动，中控处理器检测环境信息以确定缓冲层电阻值波动的原因；

若△R＞△R2，所述中控处理器判定所述上电极螺栓和所述下电极螺栓的预紧力低于预设标准并根据△R与△R2的差值△r调节对应的电极螺栓的预紧力，设定△r＝∣△R-△R2∣。

5.根据权利要求4所述的半导电缓冲层体积电阻率测量装置，其特征在于，所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置中还设有用以调节环境温度的温控装置，所述中控处理器在判定△R≤△R1时根据缓冲层的使用温度需求控制温控装置将环境温度调节至对应值并在环境温度调节完成后重新检测经过所述缓冲层的电流，中控处理器将重新测的电流记为I’，

若I’满足I1＜I’≤I2，所述中控处理器判定该电流符合预设标准，计算所述缓冲层在该环境温度下的电阻并在计算完成后分别计算缓冲层在对应温度下的体积电阻率；

若I’不满足I1＜I’≤I2，所述中控处理器判定该电流不符合预设标准，所述缓冲层的电阻未达到应用于该环境温度的使用需求。

6.根据权利要求4所述的半导电缓冲层体积电阻率测量装置，其特征在于，所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置中还设有用以检测环境温度和环境湿度的温湿度检测器和用以调节装置内的环境温度的温控装置，所述中控处理器在判定△R1＜△R≤△R2时控制温湿度检测器检测环境信息，

若所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的湿度高于预设标准，所述中控处理器判定变更检测环境或对所处环境进行除湿；

若所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的湿度符合预设标准，所述中控处理器判定检测装置所处环境的温度；

若所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的温度波动范围大于预设标准，所述中控处理器判定变更检测环境或对所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置进行恒温处理；

若所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的温度波动范围符合预设标准且环境温度不属于缓冲层的工作温度，所述中控处理器控制所述温控装置将环境温度调节至对应值；

若所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的温度波动范围符合预设标准且环境温度属于缓冲层的工作温度，所述中控处理器判定所述螺栓未紧固并根据△r调节所述上电极螺栓和所述下电极螺栓的预紧力F。

7.根据权利要求6所述的半导电缓冲层体积电阻率测量装置，其特征在于，所述中控处理器设有第一预设变化幅度差值△r1、第二预设变化幅度差值△r2、第一预设预紧力调节系数α1、第二预设预紧力调节系数α2和第三预设预紧力调节系数α3，其中△r1＜△r2，1＜α1＜α2＜α3，当中控处理器判定所述半导电缓冲层体积电阻率测量装置所处环境的温度波动范围符合预设标准且环境温度属于缓冲层的工作温度或中控处理器判定△R＞△R2时，中控处理器根据△r调节所述上电极螺栓和所述下电极螺栓的预紧力F，

若△r≤△r1，所述中控处理器使用α1调节所述上电极螺栓和所述下电极螺栓的预紧力F；

若△r1＜△r≤△r2，所述中控处理器使用α2调节所述上电极螺栓和所述下电极螺栓的预紧力F；

若△r＞△r2，所述中控处理器使用α3调节所述上电极螺栓和所述下电极螺栓的预紧力F；

当所述中控处理器使用αi调节所述螺栓的预紧力时，i＝1，2，3，调节后的预紧力记为F’，F’＝F×αi。

8.根据权利要求3所述的半导电缓冲层体积电阻率测量装置，其特征在于，所述中控处理器设有第一预设电流过低差值△I a1、第二预设电流过低差值△I a2、第一预设电流过高差值△Ib1、第二预设电流过高差值△Ib2、第一预设初始测试电压调节系数β1、第二预设初始测试电压调节系数β2、第三预设初始测试电压调节系数β3、第四预设初始测试电压调节系数γ1、第五预设初始测试电压调节系数γ2和第六预设初始测试电压调节系数γ3，其中△Ia1＜△Ia2，△Ib1＜△I b2，1＜β1＜β2＜β3，0.5＜γ3＜γ2＜γ1＜1，当I≤I 1时，所述中控处理器在判定预设体积的缓冲层的电流低于预设标准时计算I和I1差值△I0并根据△I0调节所述电压发生器输出的初始测试电压，

若△I0≤△I a1，所述中控处理器使用β1调节初始测试电压；

若△I a1＜△I0≤△I a2，所述中控处理器使用β2调节初始测试电压；

若△I0＞△I a2，所述中控处理器使用β3调节初始测试电压；

当所述中控处理器使用βj调节所述初始测试电压时，j＝1，2，3，调节后的初始测试电压为Vx’，Vx’＝Vx×βj；

当I＞I2时，所述中控处理器判定预设体积的缓冲层的电流过大，计算I和I2的差值△I’，根据△I’与各预设过高差值做对比，调节初始测试电压，

若△I’≤△I b1，所述中控处理器使用γ1调节初始测试电压；

若△I b1＜△I’≤△I b2，所述中控处理器使用γ2调节初始测试电压；

若△I’＞△I b2，所述中控处理器使用γ3调节初始测试电压；

当所述中控处理器使用γk调节所述初始测试电压时，k＝1，2，3，调节后的初始测试电压为Vy’，Vy’＝Vx×γk。

9.根据权利要求1所述的半导电缓冲层体积电阻率测量装置，其特征在于，所述上铜板和所述下铜板为同质一体式结构。

10.根据权利要求5所述的半导电缓冲层体积电阻率测量装置，其特征在于，所述中控处理器在判定所述缓冲层在对应的环境温度下均能够达到使用需求时计算所述缓冲层在对应温度环境下的体积电阻率ρ，设定ρ＝R×S/L，其中，S为测量电极的面积,L为缓冲层的厚度，R为缓冲层在对应温度环境下的电阻。