具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

参考图1，本发明所述的真空度在线监测装置包括高压电源1、真空灭弧室2、磁控放电设备3、电流互感器4、信号采集模块7、锁相放大器8、高压电容C1及接地电容C2；

高压电源1的高压端与真空灭弧室2中的上触头及高压电容C1的一端相连接，高压电源1的接地端与真空灭弧室2中下触头及接地电容C2的一端相连接，接地电容C2的另一端及高压电容C1的另一端与锁相放大器8的电压参考通道4相连接，锁相放大器8的输出端与信号采集模块7相连接，高压电源1的接地端与真空灭弧室2的下触头之间的线路上设置有电流互感器4，其中，电流互感器4的输出端与锁相放大器8的测量输入通道6相连接，磁控放电设备与真空灭弧室2相连接，电流互感器4为穿心式电流互感器。

需要说明的是，为实现对微电流信号的充分放大，本发明采用锁相放大技术进行测量，具体的，以微电流信号作为锁相放大器8的待测信号，以真空灭弧室2两端的电压信号作为参考信号，将上述微电流信号以及电压信号分别输入到锁相放大器8的测量输入通道6和电压参考通道4，使得锁相放大器8的输出通道得到与输入信号振幅成比例，且与参考电压同频的直流电压信号。另外，由于通过真空灭弧室2的微电流信号可分解为与电压信号同相位的场致发射电流，以及超前电压信号π/2的容性电流(真空灭弧室2开路情况下的寄生电容)，因此，锁相放大器8输出的直流电压信号即对应场致发射电流的测量值。

本发明所述的真空度在线监测方法包括以下步骤：

将真空灭弧室2中上触头与下触头之间保持预设间距，利用磁控放电设备3通过磁控放电方法测量标定真空灭弧室2的真空度，再启动高压电源1加高压至上触头及下触头，将通过高压电容C1及接地电容C2分压得到的电压信号输入到锁相放大器8的电压参考通道4，将电流互感器4所测到的电流信号输入到锁相放大器8的测量输入通道6，通过信号采集模块7记录锁相放大器8输出的与参考电压信号同相位、与场致发射电流成比例的直流电压信号，建立起信号采集模块7采集到的直流电压信号与真空灭弧室2真空度之间的对应关系，在实际检测时，即可根据信号采集模块7采集到的直流电压信号获取真空灭弧室2的真空度。

本发明具有以下特点：

本发明采用锁相放大检测方法，稳定实现从远大于信号的噪声电压中检出待测信号，因此，适合于从大量的现场背景噪声中提取通常为几十μA的场致发射电流，继而用于真空度监测。

真空灭弧室2中上触头与下触头的电压的测量采用近场耦合方式，避免传统分压器或者PT体积较大、绝缘结构复杂及不便安装等问题。该电压测量结果可用于锁相放大的参考信号，为检测原理的实现和在线应用奠定了基础，也为工程实施创造了便利条件。

为实现真空度在线测量，本发明采用穿心式电流互感器4作为电流测量单元，以便实现弱电监控系统与一次回路的隔离，互感器二次侧设计互感器磁芯，使其在较大母线电流下处于饱和状态，由此限制在线测量系统在大电流下的功率损耗，并确保微电流情况下具有较高的测量灵敏度。