一种结构稳定的电场传感器的制作方法

1.本实用新型涉及电场测量的技术领域，尤其涉及一种结构稳定的电场传感器。


背景技术：

2.近年来国防和工业应用中，对电子设备的抗电磁场干扰能力提出了越来越高的要求。要对电子设备进行准确测量评估，则电场测试装置自身就需要更高的精确度和可靠性。
3.电场测试装置中，电场传感器通常用空间耦合的方式进行电场探测，其中圆锥电场传感器具有高带宽、小体积的特性。由于其结构为锥形渐进变化，底部接触面积小，因此安装固定很大程度影响其测量性能。
4.具体地，现有技术（申请号cn201080026857.0）公开了一种用于通过测量部分放电来监视气体绝缘高压电开关设备的装置，如图1所示，所述开关设备包含外壳，所述装置的特征在于其包含：电场传感器其具有紧固到所述外壳的壁上的金属板1；金属锥形部分，所述金属锥形部分突出于外壳，其通过罩盖封闭其张开部分，且其另一端散开到穿过所述金属板1的绝缘衬套3中，所述金属板1充当以此方式形成的金属锥形天线2的底板；及连接器4，其连接到所述绝缘衬套3且使得所述绝缘衬套3能够经由同轴电缆连接到测量与显示装置。但是该现有技术存在以下问题：由于作为金属锥形天线2的金属锥形部分采用金属制备，其具有一定重量，若采用如现有技术的方式直接将进行连接，锥形天线与绝缘衬套3连接处的内部导针5（通常为铝合金）易发生倾斜的情况从而使得垂直性不能保证、甚至是断裂的情况从而导致该电场传感器不能正常使用。尤其是对于低频天线或高灵敏度的场合，金属锥形部分2更大的同时重量也会更大。
5.因此，针对上述问题，提供一种结构稳定的电场传感器，是本领域亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构稳定的电场传感器。
7.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
8.本实用新型的第一方面，提供一种结构稳定的电场传感器，包括金属板、金属锥形天线、绝缘衬套、连接器、导针和绝缘支撑卡套；
9.所述绝缘衬套穿过所述金属板、并包覆在所述导针外部，所述导针的底端与所述连接器连接，导针的顶端与所述金属板之间形成一容置部、并且导针的顶端设置有第一螺纹；
10.所述绝缘支撑卡套的底端与所述容置部的结构匹配，所述绝缘支撑卡套的顶端与所述金属锥形天线的结构匹配；所述绝缘支撑卡套通过所述第一螺纹固定于所述容置部，所述金属锥形天线通过第一螺纹固定于所述绝缘支撑卡套上。
11.进一步地，所述导针为不锈钢导针。
12.进一步地，所述绝缘衬套为聚四氯乙烯衬套，所述绝缘支撑卡套为聚四氯乙烯支
撑卡套。
13.进一步地，所述容置部为所述金属板的上凹部，所述导针的顶端高于所述金属板。
14.进一步地，所述绝缘支撑卡套包括一体成型的位于底端的螺纹固定部和位于顶端的天线支撑部，所述螺纹固定部与所述容置部结构匹配，所述天线支撑部与所述金属锥形天线匹配。
15.进一步地，所述天线支撑部的宽度大于所述螺纹固定部的宽度，所述天线支撑部的底面与金属板的顶面连接。
16.进一步地，所述天线支撑部的宽度大于金属锥形天线的横向直径的三分之二。
17.进一步地，所述螺纹固定部的中部包括一贯穿孔，所述贯穿孔内设置有与所述第一螺纹匹配的第二螺纹。
18.进一步地，所述连接器为sma连接器。
19.进一步地，所述连接器通过同轴测量电缆与示波器连接。
20.本实用新型的有益效果是：
21.（1）在本实用新型一示例性实施例中，金属锥形天线不仅与导针形成电连接以达到数据采集与传输的目的，而且金属锥形天线还通过绝缘支撑卡套进一步固定在金属板之上。其中，绝缘支撑卡套不仅能够起到固定支撑金属锥形天线的作用，避免因金属锥形天线过重导致的倾斜与折断，而且采用的是绝缘材料，不会影响电场传感器自身的阻抗效果。另外，由于金属锥形天线具有不同的尺寸大小，本技术采用螺纹连接的方式，可以通过更换绝缘支撑卡套的形式，匹配不同尺寸的金属锥形天线，具有适配度高的效果。
22.（2）在本实用新型又一示例性实施例中，相较于现有技术中采用铝合金导针、使得针强度不够易断裂的问题，采用不锈钢导针，可以进一步提高牢固性和垂直性。
23.（3）在本实用新型又一示例性实施例中，绝缘衬套为聚四氯乙烯衬套，所述绝缘支撑卡套为聚四氯乙烯支撑卡套，不仅可以符合全封闭气体绝缘组合开关设备的各种环境要求，即高低温均可适用、并且耐腐蚀。另外，聚四氟乙烯具有优良的电绝缘性，能够满足阻抗的要求。
24.（4）在本实用新型又一示例性实施例中，容置部为金属板自带的上凹部，即无需额外安装其他部件即可形成。同时为了方便绝缘支撑卡套的支撑，导针的顶端高于所述金属板。
25.（5）在本实用新型又一示例性实施例中，为了提高支撑性能，在该示例性实施例中，天线支撑部的宽度大于所述螺纹固定部的宽度，即天线支撑部比容置部的宽度更宽，此时天线支撑部的底面与金属板的顶面连接，通过提高接触面积从而提高支撑性能。
附图说明
26.图1为现有技术的电场传感器的结构示意图；
27.图2为本实用新型一示例性实施例提供的一种结构稳定的电场传感器的结构示意图；
28.图3为本实用新型一示例性实施例提供的一种结构稳定的电场传感器的第一状态示意图；
29.图4为本实用新型一示例性实施例提供的一种结构稳定的电场传感器的第二状态
示意图；
30.图5为本实用新型一示例性实施例提供的一种结构稳定的电场传感器的绝缘支撑卡套的结构示意图；
31.图中，1-金属板，101-容置部，2-金属锥形天线，3-绝缘衬套，4-连接器，5-导针，6-绝缘支撑卡套，601-螺纹固定部，60101-贯穿孔，602-天线支撑部。
具体实施方式
32.下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实用新型的限制。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
36.应当理解，尽管在本技术可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。此外，属于“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
38.参见图2，图2示出了本实用新型一示例性实施例提供的一种结构稳定的电场传感器的结构示意图，包括金属板1、金属锥形天线2、绝缘衬套3、连接器4、导针5和绝缘支撑卡套6；
39.如图3所示，所述绝缘衬套3穿过所述金属板1、并包覆在所述导针5外部，所述导针5的底端与所述连接器4连接，导针5的顶端与所述金属板1之间形成一容置部101、并且导针5的顶端设置有第一螺纹；
40.所述绝缘支撑卡套6的底端与所述容置部101的结构匹配，所述绝缘支撑卡套6的
顶端与所述金属锥形天线2的结构匹配；所述绝缘支撑卡套6通过所述第一螺纹固定于所述容置部101，所述金属锥形天线2通过第一螺纹固定于所述绝缘支撑卡套6上。
41.具体地，在本示例性实施例中，在安装前，电场传感器的结构如图3所示，此时其具体包括金属板1、绝缘衬套3、连接器4和导针5，其中金属板1具有一开孔，绝缘衬套3和连接有连接器4的导针5可从金属板1外部推导该开孔内部进行固定，金属板1作为整个电场传感器的底板；之后，如图4所示，将绝缘支撑卡套6通过第一螺纹固定于如图3所示的所述容置部101处，此时导针5的顶端还具有一部分用于安装如图2所示的金属锥形天线2的部分；最后将金属锥形天线2通过第一螺纹固定于所述绝缘支撑卡套6上，即如图2所示。
42.采用本示例性实施例中的方式，使得金属锥形天线2不仅与导针5形成电连接以达到数据采集与传输的目的，而且金属锥形天线2还通过绝缘支撑卡套6进一步固定在金属板1之上。其中，绝缘支撑卡套6不仅能够起到固定支撑金属锥形天线2的作用，避免因金属锥形天线2过重导致的倾斜与折断，而且采用的是绝缘材料，不会影响电场传感器自身的阻抗效果。另外，由于金属锥形天线2具有不同的尺寸大小，本技术采用螺纹连接的方式，可以通过更换绝缘支撑卡套6的形式，匹配不同尺寸的金属锥形天线2，具有适配度高的效果。
43.需要额外说明的是，对于绝缘衬套3、连接器4和导针5之间的连接关系，属于现有技术（例如cn201080026857.0），在此不进行赘述。
44.更优地，在一示例性实施例中，所述导针5为不锈钢导针。
45.具体地，相较于现有技术中采用铝合金导针、使得针强度不够易断裂的问题，在该示例性实施例中，采用不锈钢导针，可以进一步提高牢固性和垂直性。
46.更优地，在一示例性实施例中，所述绝缘衬套3为聚四氯乙烯衬套，所述绝缘支撑卡套6为聚四氯乙烯支撑卡套。
47.具体地，聚四氟乙烯（poly tetra fluoroethylene，简写为ptfe），俗称“塑料王”，是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物。 白色蜡状、半透明、耐热、耐寒性优良，可在-180～260
º
c长期使用。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。因此，在本示例性实施例中，绝缘衬套3为聚四氯乙烯衬套，所述绝缘支撑卡套6为聚四氯乙烯支撑卡套，不仅可以符合全封闭气体绝缘组合开关设备的各种环境要求，即高低温均可适用、并且耐腐蚀。另外，聚四氟乙烯具有优良的电绝缘性，能够满足阻抗的要求。
48.更优地，在一示例性实施例中，如图3所示，所述容置部101为所述金属板1的上凹部，所述导针5的顶端高于所述金属板1。
49.具体地，在该示例性实施例中，所述容置部101为金属板1自带的上凹部，即无需额外安装其他部件即可形成。同时为了方便绝缘支撑卡套6的支撑，导针5的顶端高于所述金属板1。
50.更优地，在一示例性实施例中，如图5所示，所述绝缘支撑卡套6包括一体成型的位于底端的螺纹固定部601和位于顶端的天线支撑部602，所述螺纹固定部601与如图3所示的所述容置部101结构匹配，所述天线支撑部602与如图2所示的所述金属锥形天线2匹配。
51.具体地，在该示例性实施例中，公开了绝缘支撑卡套6的具体结构，其包括一体成型的位于底端的螺纹固定部601和位于顶端的天线支撑部602，螺纹固定部601用于与导针5进行固定连接，天线支撑部602用于对金属锥形天线2进行支撑匹配。
52.更优地，在一示例性实施例中，如图5所示，所述天线支撑部602的宽度大于所述螺纹固定部601的宽度，所述天线支撑部602的底面用于与如图2所示的金属板1的顶面连接。
53.具体地，为了提高支撑性能，在该示例性实施例中，天线支撑部602的宽度大于所述螺纹固定部601的宽度，即天线支撑部602比容置部101的宽度更宽，此时天线支撑部602的底面与金属板1的顶面连接，通过提高接触面积从而提高支撑性能。
54.更优地，在一示例性实施例中，所述天线支撑部602的宽度大于金属锥形天线2的横向直径的三分之二。
55.具体地，为了使支撑效果更加，进一步限定了天线支撑部602的宽度。
56.更优地，在一示例性实施例中，如图5所示，所述螺纹固定部601的中部包括一贯穿孔60101，所述贯穿孔60101内设置有与所述第一螺纹匹配的第二螺纹。
57.更优地，在一示例性实施例中，所述连接器4为sma连接器。
58.更优地，在一示例性实施例中，所述连接器4通过同轴测量电缆与示波器连接。
59.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。