久久一区二区免费播放,国产在线欧美日韩一区二区,国产综合色在线视频,精品伊人久久久香线蕉,精品视频麻豆网站,玖玖国产,国内精品久久久久影,在线观看精品视频一区二区三区,午夜久久影院,国产精品一区久久

一種多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置及方法
【專利摘要】一種多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置及方法，該裝置包括多功能氣體放電單元和等離子體電弧檢測(cè)單元；多功能氣體放電單元包括：封閉室、測(cè)試電極、加溫電極、氣體充放與回收器、電磁場(chǎng)發(fā)生器和電弧氣吹模塊；等離子體電弧檢測(cè)單元包括：傳感器模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、中央處理器和上位機(jī)；該方法為可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，組合不同的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行真空與加壓、一種氣體與多種氣體混合氣體、不同形狀電極放電、常溫與高溫等不同溫度、靜態(tài)氣體放電與流動(dòng)氣體放電及旋轉(zhuǎn)流動(dòng)氣體放電、外加電磁場(chǎng)條件下的氣體放電實(shí)驗(yàn)，并可以對(duì)不同條件下的實(shí)驗(yàn)所得的電弧性能相關(guān)的物理量進(jìn)行全面采集和分時(shí)獨(dú)立采集。
【專利說(shuō)明】—種多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于斷路器技術(shù)、氣體放電技術(shù)和電弧檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]等離子體電弧會(huì)在高壓斷路器動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生，對(duì)斷路器觸頭有燒蝕等影響，為改善電弧對(duì)斷路器的影響以及改善斷路器的開(kāi)關(guān)性能，需要對(duì)宏觀電弧的理論描述和對(duì)控制電弧、熄滅電弧的電弧理論研究，提供科學(xué)的理論指導(dǎo)。但以往對(duì)等離子體電弧的研究，大多是在某些限定條件下進(jìn)行研究，而且大多是基礎(chǔ)物理研究，條件比較單一，不能夠全面的對(duì)等離子體電弧進(jìn)行分析，例如在真空條件下的等離子體電弧研究，穩(wěn)定燃燒的等離子體電弧研究等單一條件下的研究，檢測(cè)方法也比較單一，例如穩(wěn)定燃燒時(shí)的電流電壓檢測(cè)等檢測(cè)方法研究。
[0003]由于電弧產(chǎn)生于復(fù)雜的物理環(huán)境中，影響條件比較多，單一條件下對(duì)電弧的研究不能夠客觀實(shí)際的對(duì)電弧作出準(zhǔn)確的描述，對(duì)電弧產(chǎn)生條件，如不同間隙、不同電極形狀、不同氣體介質(zhì)、氣壓條件、溫度條件、流速條件、電磁場(chǎng)條件等多種條件，由于其條件的相互耦合，關(guān)系復(fù)雜，還沒(méi)有做過(guò)全面完整的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)和耦合實(shí)驗(yàn)與分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置及方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]一種多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置，包括:
[0007]多功能氣體放電單元和等離子體電弧檢測(cè)單元；
[0008]所述多功能氣體放電單元，包括:封閉室、測(cè)試電極、加溫電極、氣體充放與回收器、電磁場(chǎng)發(fā)生器和電弧氣吹模塊；
[0009]所述封閉室為封閉的圓柱桶形結(jié)構(gòu)，采用透明材料，在封閉室外表面涂敷抑制沿面閃絡(luò)的涂料，且在封閉室外表面直視電弧的位置對(duì)稱設(shè)置多對(duì)不加以涂敷的觀察窗口 ；所述封閉室設(shè)置有可封閉的進(jìn)氣口端和可封閉的出氣口端；封閉室內(nèi)腔近進(jìn)氣口端位置安裝加溫電極；封閉室內(nèi)腔近出氣口端位置安裝測(cè)試電極；封閉室可封閉的進(jìn)氣口端與氣體充放與回收器相連通；
[0010]所述電磁場(chǎng)發(fā)生器的磁極對(duì)和電極對(duì)分布置于測(cè)試電極四周；
[0011]所述電弧氣吹模塊置于測(cè)試電極和加溫電極之間，電弧氣吹模塊為兩種結(jié)構(gòu)形式，第一種結(jié)構(gòu)形式的電弧氣吹模塊包括漏斗形噴口和變速管，變速管的一端接近測(cè)試電極，并與測(cè)試電極之間留有間隙，變速管的另一端與漏斗形噴口的窄端相連通，漏斗形噴口的寬口靠近加溫電極，并與加溫電極之間留有間隙；第二種結(jié)構(gòu)形式的電弧氣吹模塊包括旋轉(zhuǎn)通道雙層漏斗形噴口和變速管，變速管的一端接近測(cè)試電極，并與測(cè)試電極之間留有間隙，變速管的另一端與旋轉(zhuǎn)通道雙層漏斗形噴口的窄端相連通，旋轉(zhuǎn)通道雙層漏斗形噴口的寬口靠近加溫電極，并與加溫電極之間留有間隙；所述雙層漏斗形噴口由第一層噴口、第二層噴口和螺旋管道組成；所述第一層噴口寬口與第二層噴口寬口大小一致；所述第一層噴口套裝在第二層噴口內(nèi)，第一層噴口寬口處和第二層噴口寬口處過(guò)盈連接；所述第二層噴口寬口處緊貼桶壁；所述第一層噴口窄端和第二層噴口窄端通過(guò)螺旋管連接；
[0012]所述等離子體電弧檢測(cè)單元，包括傳感器模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、中央處理器和上位機(jī)；
[0013]所述傳感器模塊包括溫度傳感器、光譜儀、電壓傳感器、電流傳感器、朗謬爾探針、氣體壓力傳感器、電磁場(chǎng)檢測(cè)儀和流速傳感器；
[0014]所述溫度傳感器的探頭置于封閉室外，貼近封閉室桶壁處，且位于測(cè)試電極和加熱電極間隙上方的中間位置，溫度傳感器的輸出端連接上位機(jī)的一個(gè)輸入端；
[0015]所述光譜儀的探頭置于封閉室桶壁外，并置于直視測(cè)試電極產(chǎn)生電弧位置處，且探頭的平視高度處于測(cè)試電極和加熱電極間隙上方的中間位置，光譜儀的輸出端連接上位機(jī)的另一個(gè)輸入端；
[0016]所述電壓傳感器的輸入端連接測(cè)試電極的兩個(gè)接線端子上，輸出端連接信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的一個(gè)輸入端；
[0017]所述電流傳感器由電壓互感器和采樣電阻組成，采樣電阻串接在測(cè)試電極回路電路中，電壓互感器的輸入端連接采樣電阻兩端，輸出端連接信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的一個(gè)輸入端；
[0018]所述朗謬爾探針的探針頭置于測(cè)試電極的電弧等離子體區(qū)域，朗謬爾探針輸出端連接到信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的一個(gè)輸入端；
[0019]所述氣體壓力傳感器的輸入端置于封閉室的可封閉的進(jìn)氣口端，氣體壓力傳感器的輸出端連接信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的一個(gè)輸入端；
[0020]所述電磁場(chǎng)檢測(cè)儀輸入端置于封閉室桶壁外，并對(duì)準(zhǔn)電弧產(chǎn)生區(qū)域，輸出端連接到信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的一個(gè)輸入端；
[0021]所述流速傳感器的探頭置于封閉室內(nèi)部測(cè)試電極上游氣流區(qū)域，且流速傳感器的探頭接觸噴口下游氣流，所述流速傳感器的輸出端連接信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的一個(gè)輸入端；
[0022]所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊包括第一電平轉(zhuǎn)換電路、AD轉(zhuǎn)換器和第二電平轉(zhuǎn)換電路；第一電平轉(zhuǎn)換電路的不同輸入端作為信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的不同輸入端，分別連接電壓傳感器的輸出端、電流傳感器的輸出端、朗謬爾探針的輸出端、壓力傳感器的輸出端、電磁場(chǎng)檢測(cè)儀的輸出端和流速傳感器輸出端；第一電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接AD轉(zhuǎn)換器的輸入端，AD轉(zhuǎn)換器的輸出端連接第二電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端，第二電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接中央處理器的輸入端；中央處理器與上位機(jī)互相連接；
[0023]所述氣體充放與回收器用于氣體的充放、氣體的回收和封閉室的抽真空處理；
[0024]所述測(cè)試電極，用于擊穿氣體產(chǎn)生檢測(cè)用電??；所述加溫電極，用于擊穿氣體產(chǎn)生加溫用電弧，該加溫用電弧用于對(duì)封閉室內(nèi)腔加溫；
[0025]所述溫度傳感器用于檢測(cè)測(cè)試電極的溫度和加溫電極的溫度；所述光譜儀用于檢測(cè)測(cè)試電極產(chǎn)生的電弧光譜的強(qiáng)度和波長(zhǎng)；所述電壓傳感器用于檢測(cè)測(cè)試電極產(chǎn)生的電弧的電壓大小；所述電流傳感器用于檢測(cè)測(cè)試電極產(chǎn)生的電弧的電流大?。凰隼手嚑柼结樣糜跈z測(cè)朗謬爾探針兩端的電流和電壓；所述氣體壓力傳感器用于檢測(cè)封閉室中氣體壓力；所述電磁場(chǎng)檢測(cè)儀用于檢測(cè)加載在測(cè)試電極周圍的電磁場(chǎng)強(qiáng)度；所述流速傳感器用于檢測(cè)吹向測(cè)試電極的氣吹流速；
[0026]所述溫度傳感器和光譜儀均將檢測(cè)數(shù)據(jù)直接發(fā)送至上位機(jī)；所述電壓傳感器、電流傳感器、朗謬爾探針、氣體壓力傳感器、電磁場(chǎng)檢測(cè)儀和流速傳感器均經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理器；
[0027]所述在封閉室外表面涂敷抑制沿面閃絡(luò)的涂料，用于防止電弧產(chǎn)生的光源信號(hào)受外部干擾，所述在封閉室外表面直視電弧的位置對(duì)稱設(shè)置多對(duì)不加以涂敷的觀察窗口，用于觀察檢測(cè)用電弧產(chǎn)生的過(guò)程和加溫用電弧產(chǎn)生的過(guò)程及電弧檢測(cè)過(guò)程；
[0028]采用所述的多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置進(jìn)行多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)的方法，包括如下步驟:
[0029]步驟1:安裝所需的測(cè)試電極；
[0030]步驟2:確定所需的測(cè)試電極間距，并根據(jù)所需的測(cè)試電極間距對(duì)測(cè)試電極間距進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0031 ] 步驟3:對(duì)封閉室進(jìn)行密封處理；
[0032]步驟4:氣體充放與回收器對(duì)封閉室進(jìn)行抽真空；
[0033]步驟5:確定是否需要檢測(cè)氣吹條件下放電電弧，是，則執(zhí)行步驟6，否，則執(zhí)行步驟7 ;
[0034]步驟6:安裝所需的電弧氣吹模塊，且打開(kāi)封閉室的可封閉的出氣口端，令封閉室與氣體充放與回收器導(dǎo)通，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟9 ；
[0035]步驟7:確定是否需要向封閉室內(nèi)充入氣體，是，則執(zhí)行步驟8，否，則執(zhí)行步驟9 ;
[0036]步驟8:氣體充放與回收器向封閉室內(nèi)充入所需壓強(qiáng)的一種或多種混合氣體；
[0037]步驟9:確定是否需要檢測(cè)高溫下放電電弧，是，則執(zhí)行步驟10，否，則執(zhí)行步驟13 ；
[0038]步驟10:加溫電極產(chǎn)生加溫用電弧，對(duì)封閉室內(nèi)腔進(jìn)行加溫；
[0039]步驟11:調(diào)整溫度傳感器的探頭位置，使其對(duì)準(zhǔn)加溫電極對(duì)加溫電極的溫度進(jìn)行測(cè)量并將溫度數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)；
[0040]步驟12:上位機(jī)根據(jù)接收的溫度數(shù)據(jù)判斷加溫電極的溫度是否滿足要求，是，則執(zhí)行步驟13，否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟12 ；
[0041]步驟13:確定是否需要檢測(cè)電磁場(chǎng)作用下的放電電弧，是，則執(zhí)行步驟14，否，則執(zhí)行步驟15 ；
[0042]步驟14:電磁場(chǎng)發(fā)生器對(duì)測(cè)試電極加載電磁場(chǎng)；
[0043]步驟15:測(cè)試電極產(chǎn)生檢測(cè)用電??；
[0044]步驟16:溫度傳感器、光譜儀、電壓傳感器、電流傳感器、氣體壓力傳感器、電磁場(chǎng)檢測(cè)儀、流速傳感器和朗謬爾探針?lè)謩e對(duì)測(cè)試電極溫度、電弧光譜、電弧電壓、電弧電流、氣體壓力、電磁場(chǎng)強(qiáng)度、氣體流速和電弧等離子體電子溫度進(jìn)行檢測(cè)，溫度傳感器和光譜儀均將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送上位機(jī)，電壓傳感器、電流傳感器、氣體壓力傳感器、電磁場(chǎng)檢測(cè)儀、流速傳感器和朗謬爾探針均將檢測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊傳送至中央處理器；
[0045]步驟17:中央處理器將接收到的檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)；
[0046]有益效果:采用本發(fā)明的一種多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置及方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0047]1.本發(fā)明能很方便的進(jìn)行真空與加壓、一種氣體與多種氣體混合氣體、不同形狀電極放電、常溫與高溫等不同溫度、靜態(tài)氣體放電與流動(dòng)氣體放電及旋轉(zhuǎn)流動(dòng)氣體放電、夕卜加電磁場(chǎng)條件下的氣體放電實(shí)驗(yàn)；
[0048]2.本發(fā)明也可以對(duì)氣體放電產(chǎn)生的電弧電壓、電弧電流、電弧空間溫度、吹向檢測(cè)用電弧的氣體流速、檢測(cè)用電弧等離子體電子溫度、檢測(cè)用電弧電子密度等物理量同時(shí)進(jìn)行全面采集和分時(shí)獨(dú)立采集；
[0049]3.本發(fā)明設(shè)計(jì)的兩種結(jié)構(gòu)形式的氣吹模塊中，漏斗形噴口窄端通過(guò)層套的螺紋變速管改變粗細(xì)，實(shí)現(xiàn)改變吹向檢測(cè)用電弧的氣體流速，對(duì)于第二種結(jié)構(gòu)形式的氣吹模塊中的旋轉(zhuǎn)通道雙層漏斗形噴口，設(shè)計(jì)了對(duì)吹向檢測(cè)用電弧的氣體流速進(jìn)行加速且使得吹入旋轉(zhuǎn)通道雙層漏斗形噴口中的氣流旋轉(zhuǎn)的螺旋管道，以此獲得旋轉(zhuǎn)的氣流對(duì)電弧的影響；
[0050]4.本發(fā)明在封閉室外表面涂敷抑制沿面閃絡(luò)的涂料，且在封閉室外表面直視電弧的位置對(duì)稱設(shè)置多對(duì)不加以涂敷的觀察窗口，可以起到抑制沿面閃絡(luò)和減少外部光源對(duì)電弧產(chǎn)生的光源信號(hào)的干擾；
[0051]5.本發(fā)明可以對(duì)實(shí)驗(yàn)條件所需的部件進(jìn)行靈活組合、安裝與拆卸，滿足不同實(shí)驗(yàn)的需要。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0052]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施實(shí)施方式的多功能氣體放電單元的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖2為本發(fā)明一種實(shí)施實(shí)施方式的多功能氣體放電單元的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054]圖3為本發(fā)明一種實(shí)施實(shí)施方式的封閉室圓柱桶形外表面展開(kāi)不意圖；
[0055]圖4為本發(fā)明一種實(shí)施實(shí)施方式的電極電源電路圖；
[0056]圖5為本發(fā)明一種實(shí)施實(shí)施方式的第一種結(jié)構(gòu)形式的電弧氣吹模塊的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0057]圖6為本發(fā)明一種實(shí)施實(shí)施方式的第二種結(jié)構(gòu)形式的電弧氣吹模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058]圖7為本發(fā)明一種實(shí)施實(shí)施方式的等離子體電弧檢測(cè)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0059]圖8為本發(fā)明一種實(shí)施實(shí)施方式的一種多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0060]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種實(shí)施方式做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0061]一種多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置，包括多功能氣體放電單元和等離子體電弧檢測(cè)單元；
[0062]所述多功能氣體放電單元，如圖1和圖2所示，包括:封閉室3、氣體充放與回收器16、測(cè)試電極6、加溫電極7、電磁場(chǎng)發(fā)生器33和電弧氣吹模塊8 ；
[0063]所述封閉室3為封閉的圓柱桶形結(jié)構(gòu)，采用絕熱的有機(jī)玻璃材料，壁厚約為10_，封閉室3內(nèi)腔直徑約為150mm，高度約為240mm ;本實(shí)施方式采用電力超長(zhǎng)效防污閃涂料(簡(jiǎn)稱PRTV防污閃涂料)在封閉室3外表面進(jìn)行涂敷，以抑制沿面閃絡(luò)性能，還可防止電弧產(chǎn)生的光源信號(hào)受外部干擾。另外，在封閉室3外表面直視電弧的位置上對(duì)稱設(shè)置多對(duì)不加以涂敷的觀察窗口和多個(gè)用于安裝各傳感器探頭的預(yù)留端口，如圖3所示的，A2、A4和A6為3個(gè)觀察窗口，且以封閉室中心為軸線對(duì)稱設(shè)置有另外3個(gè)觀察窗口，即A1、A3和A5，黑色圓點(diǎn)34、黑色圓點(diǎn)35和黑色圓點(diǎn)36均為用于安裝各傳感器探頭的預(yù)留端口。Al和A2、A3和A4、A5和A6這三對(duì)觀察窗口，不需要時(shí)可用外部介質(zhì)遮擋住,盡量減少外部光源干擾。
[0064]封閉室3兩端由不銹鋼金屬法蘭2固定，所述封閉室3兩端的不銹鋼金屬法蘭2由封閉室3外部的四根絕緣拉桿I連接固定；在封閉室內(nèi)部，靠近封閉室3兩側(cè)桶壁分別設(shè)置兩根懸梁4，兩根懸梁4分別與封閉室3兩端的不銹鋼金屬法蘭2絕緣連接，兩根懸梁4用于懸掛測(cè)試電極6、加溫電極7和電弧氣吹模塊8 ;測(cè)試電極6的兩個(gè)接線端和加溫電極7的兩個(gè)接線端分別通過(guò)導(dǎo)線鑲嵌在不銹鋼金屬法蘭2上；通過(guò)調(diào)節(jié)懸梁4和測(cè)試電極6之間的螺桿、懸梁4和加溫電極6之間的螺桿，可進(jìn)行Omm到20mm的測(cè)試電極兩極板間距及加溫電極兩極板間距調(diào)節(jié)。封閉室3設(shè)置有可封閉的進(jìn)氣口端和可封閉的出氣口端；封閉室3內(nèi)腔近進(jìn)氣口端位置安裝加溫電極7，加溫電極7軸心位置距離進(jìn)氣口端70mm ;封閉室3內(nèi)腔近出氣口端位置安裝測(cè)試電極6 ;測(cè)試電極6軸心位置距離出氣口端70mm，封閉室3的進(jìn)氣口端通過(guò)四通管道13與氣體充放與回收器16相連通；
[0065]本實(shí)施方式封閉室3進(jìn)氣口端法蘭2連接有四通管道13，第一路通過(guò)閥門10接真空表18，第二路通過(guò)閥門11接氣壓表19，第三路接封閉室3進(jìn)氣口，第四路通過(guò)閥門12和自封閉接口 15與氣體充放與回收器16的一端相連通。
[0066]本實(shí)施方式的氣體充放與回收器16用于氣體的充放、氣體的回收和封閉室的抽真空處理；氣體充放與回收器16的另一端與氣瓶17相連通。
[0067]本實(shí)施方式的測(cè)試電極6，用于擊穿氣體產(chǎn)生檢測(cè)用電弧，該檢測(cè)用電弧作為本實(shí)施方式的電弧檢測(cè)對(duì)象；
[0068]本實(shí)施方式的加溫電極7，用于擊穿氣體產(chǎn)生加溫用電弧，該加溫用電弧用于對(duì)本實(shí)施方式的封閉室3內(nèi)腔加溫；
[0069]本實(shí)施方式采用的電極電源，分別連接測(cè)試電極6和加溫電極7，分別為測(cè)試電極6和加溫電極7供電；本實(shí)施方式的電極電源，如圖4所示，由變壓器進(jìn)行升壓轉(zhuǎn)換，回路中串接水電阻，起緩沖作用，以此防止電極間擊穿電弧時(shí)產(chǎn)生的瞬間峰值對(duì)回路中各設(shè)備的損傷，回路中由三種供電回路，由按鍵進(jìn)行選擇。上兩路為直流電源部分，第三路為交流電源部分，三路電源分別通過(guò)控制開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)kl、開(kāi)關(guān)k2、開(kāi)關(guān)k3、開(kāi)關(guān)k4、開(kāi)關(guān)k5選擇一路直流電源為加溫電極7供電，一路直流電源或一路交流電源為測(cè)試電極6供電。三路標(biāo)有XT1_INPUT1和XT1_INPUT2連接圖3氣體封閉室對(duì)應(yīng)名稱端。電極電源的切換通過(guò)操作開(kāi)關(guān)kl、開(kāi)關(guān)k2、開(kāi)關(guān)k3、開(kāi)關(guān)k4、開(kāi)關(guān)k5實(shí)施，其中開(kāi)關(guān)kl和開(kāi)關(guān)k2負(fù)責(zé)加溫電極7供電回路，開(kāi)關(guān)k3和開(kāi)關(guān)k4負(fù)責(zé)直流放電回路，開(kāi)關(guān)k5負(fù)責(zé)交流放電回路。
[0070]本實(shí)施方式的電磁場(chǎng)發(fā)生器33的磁極對(duì)和電極對(duì)分布置于測(cè)試電極四周，用于在測(cè)試電極周圍產(chǎn)生作用于檢測(cè)用電弧的電磁場(chǎng)；
[0071]本實(shí)施方式的電弧氣吹模塊8置于測(cè)試電極6和加溫電極7之間，電弧氣吹模塊為兩種結(jié)構(gòu)形式，第一種結(jié)構(gòu)形式的電弧氣吹模塊由漏斗形噴口和變速管37構(gòu)成，如圖5所示，漏斗形噴口窄端有內(nèi)螺紋，方便與變速管37的一端相連通，變速管37的一端接近測(cè)試電極6，并與測(cè)試電極6之間留有5-10mm間隙，保證對(duì)測(cè)試電極6的氣吹速度；變速管37的另一端與漏斗形噴口的窄端相連通，漏斗形噴口的寬口靠近加溫電極連桿，距離加溫電極連Imm距離；第一種結(jié)構(gòu)形式的電弧氣吹模塊中漏斗形噴口寬口外直徑為150mm,漏斗形噴口窄端直徑為20_，主要用于將充入封閉室中的氣流，通過(guò)該噴口集中吹向測(cè)試電極電弧，提高充入封閉室的氣流利用率，也方便通過(guò)已知的噴口大小，計(jì)算流速的大小。
[0072]第二種結(jié)構(gòu)形式的電弧氣吹模塊由旋轉(zhuǎn)通道雙層漏斗形噴口和變速管37構(gòu)成，如圖6所示，變速管37的一端接近測(cè)試電極6，并與測(cè)試電極6之間留有5-10mm間隙，變速管37的另一端與旋轉(zhuǎn)通道雙層漏斗形噴口的窄端相連通，旋轉(zhuǎn)通道雙層漏斗形噴口的寬口靠近加溫電極7連桿，距離加溫電極7連桿Imm距離；所述雙層漏斗形噴口由第一層噴口 38、第二層噴口 40和螺旋管道39組成；所述第一層噴口 38寬口與第二層噴口 40寬口大小一致；所述第一層噴口 38套裝在第二層噴口 40內(nèi)，第一層噴口 38寬處和第二層噴口40寬口處通過(guò)擠壓力過(guò)盈配合；所述第二層噴口 40寬口處緊貼桶壁，防止漏氣；所述第一層噴口 38窄端和第二層噴口 40窄端通過(guò)螺旋管39連接；螺旋管39的粗細(xì)可根據(jù)要求選擇，兩層噴口窄端間距離為5厘米到15厘米可調(diào)，通過(guò)改變螺旋管39的螺旋斜率，即改變螺旋管39的螺距來(lái)實(shí)現(xiàn)改變吹向測(cè)試電極6的氣流旋轉(zhuǎn)速度和氣流旋轉(zhuǎn)角度。本實(shí)施方式中第二種結(jié)構(gòu)形式的電弧氣吹模塊中旋轉(zhuǎn)通道雙層漏斗形噴口寬口邊外直徑為150_，窄端直徑20mm，窄端有內(nèi)螺紋；所述第一層噴口 39用于收集氣體充放與回收器16充壓產(chǎn)生的氣流；第一層噴口 38敞口夾角大于150度，第二層噴口 40敞口夾角小于90度；
[0073]本實(shí)施方式中在懸梁4上安裝電弧氣吹模塊8，在封閉室3進(jìn)氣口氣體流速一定的情況下，通過(guò)調(diào)節(jié)噴口窄端變速管37的粗細(xì)，調(diào)節(jié)吹向電弧的氣體流速。調(diào)節(jié)窄端噴口內(nèi)部粗細(xì)的方法是通過(guò)不同尺寸變速管37的疊加嵌套安裝實(shí)現(xiàn)。變速管37為一套連續(xù)尺寸的變速管組合，包括外徑20mm,內(nèi)徑16mm變速管；夕卜徑16mm,內(nèi)徑12mm變速管；夕卜徑12mm,內(nèi)徑8mm變速管；夕卜徑8mm,內(nèi)徑4mm變速管；夕卜徑20mm,內(nèi)徑14mm變速管；夕卜徑14mm,內(nèi)徑IOmm變速管；外徑IOmm,內(nèi)徑6mm變速管；外徑6mm,內(nèi)徑2mm變速管組合。變速管內(nèi)管壁和外管壁上都刻有統(tǒng)一規(guī)格的螺紋，可進(jìn)行嵌套組合，由此改變吹向測(cè)試電極的氣體流速。
[0074]等離子體電弧檢測(cè)單元，如圖7所示，包括傳感器模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、中央處理器和上位機(jī)32 ；
[0075]傳感器模塊包括溫度傳感器26、光譜儀24、電壓傳感器22、電流傳感器、朗謬爾探針28、氣體壓力傳感器19、電磁場(chǎng)檢測(cè)儀30和流速傳感器20 ；
[0076]溫度傳感器26的探頭27置于封閉室3外，貼近封閉室3桶壁處，距離桶壁5mm處，方便溫度傳感器26的探頭27旋轉(zhuǎn)測(cè)試角度，且位于測(cè)試電極6和加熱電極7間隙上方的中間位置，探頭27平行于測(cè)試電極6兩極板中心位置和加溫電極7兩極板中心位置，并放置在兩電極對(duì)連桿連線的中心垂直線上，兩電極對(duì)連桿連線的中心垂直線交點(diǎn)與兩對(duì)電極連桿軸線位置距離50mm，溫度傳感器26的輸出端連接上位機(jī)32的一個(gè)輸入端；所述溫度傳感器26用于檢測(cè)測(cè)試電極6的溫度和加溫電極7的溫度；本實(shí)施方式溫度傳感器26采用的是型號(hào)為IR1-2500D的在線式激光瞄準(zhǔn)紅外測(cè)溫儀，其提供三線制4 一 20mA電流輸出，帶激光瞄準(zhǔn)功能，更好地瞄準(zhǔn)被測(cè)物，其基本性能包括:保護(hù)IP65 (NEMA-4)，工作溫度為O —60°C，存儲(chǔ)溫度為-20 - 80°C，相對(duì)濕度為10 - 90% (不結(jié)露)，外殼材料是銅鍍烙，電纜長(zhǎng)度3m，或定制。電氣參數(shù)有:工作電源為12 — 24VDC，最大負(fù)載為750歐姆(24VDC)，輸出信號(hào)4-20mA，測(cè)量參數(shù)包括:光譜范圍lum，溫度范圍700-2500°C，光學(xué)分辨率100:1，響應(yīng)時(shí)間300ms(95% )，測(cè)溫精度±1% (環(huán)境溫度:23°C ±5°C )，重復(fù)精度±0.5% (環(huán)境溫度:23°C ±5°C )。
[0077]所述光譜儀24用于檢測(cè)測(cè)試電極6產(chǎn)生的電弧光譜的強(qiáng)度和波長(zhǎng)；本實(shí)施方式中光譜儀24的探頭25置于封閉室3桶壁外，并置于測(cè)試電極6產(chǎn)生電弧位置處，且探頭25的平視高度處于測(cè)試電極6間隙的中間位置，探頭25與封閉室3桶壁距離5mm，光譜儀24的輸出端連接上位機(jī)32的另一個(gè)輸入端；本實(shí)施方式光譜儀24選用的是型號(hào)為AvaSpec-ULS2048-8-USB2的光纖光譜儀，配有型號(hào)為FC8-UVIR200-2-ME的光纖和型號(hào)為C0L-UV/VIS的準(zhǔn)直透鏡，其波長(zhǎng)范圍是200-1070nm，分辨率是0.09-0.15nm，探測(cè)器類型是CCD線陣，8*2048像素，信噪比是200:1，A/D轉(zhuǎn)換器是16位，2MHz，積分時(shí)間是1.1ms至lOmin，數(shù)據(jù)傳輸速度為1.8毫秒/每次采樣/每個(gè)通道。光纖為I分8光纖束，2米長(zhǎng)，鎧甲封裝，準(zhǔn)直透鏡為8.4mm焦距。
[0078]所述電壓傳感器22的輸入端連接測(cè)試電極6的兩個(gè)接線端子上，輸出端連接信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊23的一個(gè)輸入端；所述電壓傳感器22用于檢測(cè)測(cè)試電極6產(chǎn)生的電弧的電壓；本實(shí)施方式的電壓傳感器22采用的是型號(hào)為SGB-150C的交直流數(shù)字高壓表，其參數(shù)包括，分壓器分壓比:1000:1，分壓器電壓等級(jí):AC:150kV DC:150kV，顯示表量程:Low:0-20kVHigh:0_150kV，交流測(cè)量方式:真有效值測(cè)量，精度:AC:1.0% DC:0.5%，絕緣介質(zhì):美國(guó)杜邦干式介質(zhì)材料。
[0079]所述電流傳感器用于檢測(cè)測(cè)試電極6產(chǎn)生的電弧的電流；所述電流傳感器由電壓互感器21和采樣電阻組成，采樣電阻串接在測(cè)試電極6回路電路中，電壓互感器21的輸入端連接采樣電阻兩端，輸出端連接信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊23的一個(gè)輸入端；本實(shí)施方式的采樣電阻為10ΚΩ，使用型號(hào)為JDZF7-10GYW1的電壓互感器21采集采樣電阻電壓，推算電弧電流值。電壓互感器21為單相環(huán)氧樹(shù)脂澆注，適用于額定頻率50Hz或60Hz、額定電壓3kV，6kV, IOkV及以下的電力系統(tǒng)中，作電能計(jì)量、電壓監(jiān)控和繼電保護(hù)用，符合IEC60044-2及GB1207《電壓互感器》標(biāo)準(zhǔn)。額定電壓比(kV)為10/0.1/0.1。
[0080]所述朗謬爾探針28的探針頭29置于測(cè)試電極6的電弧等離子體區(qū)域，朗謬爾探針28輸出端包括探針電壓輸出和探針電流輸出，信號(hào)精度要求較高的探針電流輸出連接到信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊23的一個(gè)輸入端，探針電壓輸出連接到DSP28335的ADCINA0端；所述朗謬爾探針28置于測(cè)試電極6的電弧等離子體區(qū)域，用于檢測(cè)朗謬爾探針28兩端的電流和電壓；本實(shí)施方式的朗繆爾探針28由朗繆爾雙探針，朗繆爾探針?lè)庋b套管，霍爾電壓傳感器，霍爾電流傳感器和掃描電源組成。
[0081]所述氣體壓力傳感器19的輸入端置于封閉室3的可封閉的進(jìn)氣口端,氣體壓力傳感器19的輸出端連接信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊23的一個(gè)輸入端；本實(shí)施方式中氣體壓力傳感器19用于檢測(cè)氣體壓力；本實(shí)施方式的氣體壓力傳感器19采用型號(hào)為DPG4000-100的氣體壓力傳感器，量程為O-1OOpsi，可達(dá)0.6895Mpa。
[0082]所述電磁場(chǎng)檢測(cè)儀30的探頭31置于封閉室3桶壁外，并對(duì)準(zhǔn)電弧產(chǎn)生區(qū)域，測(cè)試該區(qū)域產(chǎn)生的電磁場(chǎng)強(qiáng)度，輸出端連接到信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊23的一個(gè)輸入端；所述電磁場(chǎng)檢測(cè)儀30用于檢測(cè)電磁場(chǎng)強(qiáng)度；本實(shí)施方式的電磁場(chǎng)檢測(cè)儀30選用的是型號(hào)為SQ-3604的工頻電磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)試儀，技術(shù)參數(shù)包括，頻率范圍:30-2000Hz，頻率響應(yīng):±0.5dB(50-1000Hz)，±2.0dB(30-2000Hz),電場(chǎng)測(cè)量范圍:lV/m - 200kV/m，磁場(chǎng)測(cè)量范圍:0.2mG_20gauss。
[0083]所述流速傳感器20的輸入端置于封閉室3內(nèi)部測(cè)試電極6上游氣流區(qū)域，并保證探頭接觸噴口下游氣流，探頭距離離變速管2mm，所述流速傳感器20的輸出端連接信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的一個(gè)輸入端；所述流速傳感器20用于檢測(cè)氣吹流速；本實(shí)施方式流速傳感器20選用的是型號(hào)為SQ-6332D的風(fēng)速儀，測(cè)試范圍:0.1?50m/s，測(cè)試精度:讀數(shù)的±3%±0.lm/s，模擬輸出為電流DC4?20mA (450w)，電壓DCO?5v或O?I V，配有I根5m的探頭電纜。
[0084]所述溫度傳感器26和光譜儀24均將檢測(cè)數(shù)據(jù)直接發(fā)送至上位機(jī)32 ；
[0085]所述電壓傳感器22、電流傳感器、朗謬爾探針28、氣體壓力傳感器19、電磁場(chǎng)檢測(cè)儀30和流速傳感器20均經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊23將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理器；
[0086]所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊23包括第一電平轉(zhuǎn)換電路、AD轉(zhuǎn)換器和第二電平轉(zhuǎn)換電路;第一電平轉(zhuǎn)換電路的不同輸入端分別連接電壓傳感器22的輸出端、電流傳感器的輸出端、朗謬爾探針28的輸出端、氣體壓力傳感器19的輸出端、電磁場(chǎng)檢測(cè)儀30的輸出端和流速傳感器20輸出端；第一電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接AD轉(zhuǎn)換器的輸入端，AD轉(zhuǎn)換器的輸出端連接第二電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端，第二電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接中央處理器的輸入端；中央處理器與上位機(jī)32互相連接；
[0087]本實(shí)施方式的中央處理器采用型號(hào)為TMS320F28335的DSP，AD轉(zhuǎn)換器選用型號(hào)為ADS8364的AD轉(zhuǎn)換器,可同時(shí)米集六路模擬信號(hào)量,分別為電壓傳感器22輸出模擬信號(hào)，電流傳感器輸出模擬信號(hào)，氣體壓力傳感器19輸出模擬信號(hào)，流速傳感器20輸出模擬信號(hào)，朗繆爾探針28的電流和電壓傳感器輸出模擬信號(hào)，電磁場(chǎng)檢測(cè)儀30電磁場(chǎng)輸出模擬信號(hào)，由于朗繆爾探針電壓值較大，信號(hào)明顯，信噪比較好，可適當(dāng)降低采集精度，使朗繆爾探針電壓傳感器輸出模擬信號(hào)直接上傳DSP模擬端，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0088]本實(shí)施方式中采用所述的多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置進(jìn)行多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)的方法，如圖8所示，包括如下步驟:
[0089]步驟1:安裝所需的測(cè)試電極6 ；
[0090]本實(shí)施方式首先根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求對(duì)封閉室3中的測(cè)試電極6進(jìn)行更換，選擇所需的測(cè)試電極，通過(guò)螺紋連接到電極連桿5，電極連桿5通過(guò)螺紋和螺母連接到懸梁4上。
[0091]步驟2:確定所需的測(cè)試電極間距，并根據(jù)所需的測(cè)試電極間距對(duì)測(cè)試電極間距進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0092]本實(shí)施方式通過(guò)調(diào)節(jié)測(cè)試電極6與電極連桿5間螺紋調(diào)整電極間距，并使用塞尺測(cè)量測(cè)試電極間間隙確定電極間距大小。
[0093]步驟3:對(duì)封閉室3進(jìn)行密封處理；
[0094]本實(shí)施方式中測(cè)試電極6安裝完成后，檢查其他部件安裝是否有松動(dòng)或位置誤差等現(xiàn)象，檢查的對(duì)象包括，已安裝完成的接線端子，漏斗形噴口 8，閥門9-12的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，電磁場(chǎng)發(fā)生器的磁極N極、磁極S極、電極正極和電極負(fù)極，流速傳感器20，朗繆爾探針28，檢查確認(rèn)已安裝無(wú)誤后，將法蘭2端口 U形槽內(nèi)墊上U形墊圈與封閉室3連接，用絕緣拉桿I旋緊兩端法蘭2，封閉好封閉室3。
[0095]步驟4:氣體充放與回收器16對(duì)封閉室3進(jìn)行抽真空；
[0096]本實(shí)施方式首先關(guān)閉閥門9，10，11，打開(kāi)閥門12，氣體充放與回收器16通過(guò)自封閉接口 15和四通管道13與封閉室3相連通；啟動(dòng)氣體充放與回收器16，開(kāi)始抽真空操作，然后打開(kāi)閥門12，啟用真空表18，到達(dá)一定真空度后，關(guān)閉閥門12，停止氣體充放與回收器16。
[0097]步驟5:確定是否需要檢測(cè)氣吹條件下放電電弧，是，則執(zhí)行步驟6，否，則執(zhí)行步驟7 ;
[0098]步驟6:安裝所需結(jié)構(gòu)形式的電弧氣吹模塊8，且打開(kāi)封閉室3的可封閉的出氣口端，令封閉室3與氣體充放與回收器16導(dǎo)通，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟9 ；
[0099]本實(shí)施方式中，關(guān)閉閥門12，打開(kāi)閥門9，將封閉室3充入環(huán)境氣體，根據(jù)需要選擇第一種結(jié)構(gòu)形式的電弧氣吹模塊8或者第二種結(jié)構(gòu)形式的電弧氣吹模塊8，并安裝于封閉室3內(nèi)部，重新密封好后，打開(kāi)閥門12。
[0100]步驟7:確定是否需要向封閉室3內(nèi)充入氣體，是，則執(zhí)行步驟8，否，則執(zhí)行步驟9 ；
[0101]步驟8:氣體充放與回收器16向封閉室3內(nèi)充入所需壓強(qiáng)的一種或多種混合氣體；
[0102]氣體充放與回收器16與裝有氣體的氣瓶17連接，氣瓶17中根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求充入一定氣體；封閉室3中可充入除氣瓶17中的單一氣體介質(zhì)外，還可以通過(guò)一定操作充入一定比例的混合氣體，如氮?dú)夂蜌鍤饣旌蠚怏w，氮?dú)夂土驓怏w混合氣體，氬氣和六氟化硫氣體混合氣體，以及氮?dú)狻鍤夂土驓怏w混合氣體等；以氮?dú)?、氬氣和六氟化硫三種氣體混合氣體為例操作如下，由于此時(shí)封閉室3中已經(jīng)處于真空狀態(tài)，需要啟動(dòng)氣體充放與回收器16將管路中殘存的氣體抽真空，然后接入裝有氬氣的氣瓶17，打開(kāi)閥門10和12，可看到真空表18顯示的真空度，然后關(guān)閉閥門12，啟動(dòng)氣體充放與回收器16向封閉室3充入氬氣，打開(kāi)閥門12，通過(guò)氣壓表19查看氣壓狀態(tài)，氣壓表19通過(guò)數(shù)據(jù)輸出端口將數(shù)據(jù)上傳給信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊23 ;如果充入氬氣達(dá)到要求，則關(guān)閉閥門12 ;啟動(dòng)氣體充放與回收器16將管路中殘存的氣體抽真空，然后接入裝有氮?dú)獾臍馄?7，打開(kāi)閥門12，向封閉室3充入氮?dú)?，氣壓?9的數(shù)據(jù)上傳給信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊23，如果充入氮?dú)膺_(dá)到要求，則關(guān)閉閥門12，啟動(dòng)氣體充放與回收器16將管路中殘存的氣體抽真空，然后接入裝有六氟化硫氣體的氣瓶17，打開(kāi)閥門12，向封閉室3充入六氟化硫氣體，通過(guò)氣壓表19查看氣壓狀態(tài)，氣壓表19的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)輸出端口上傳給信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊23，如果充入氬氣達(dá)到要求，則關(guān)閉閥門12 ；
[0103]步驟9:確定是否需要檢測(cè)高溫下放電電弧，是，則執(zhí)行步驟10，否，則執(zhí)行步驟13 ；
[0104]步驟10:加溫電極7產(chǎn)生加溫用電弧，對(duì)封閉室3內(nèi)腔進(jìn)行加溫；
[0105]本實(shí)施方式啟動(dòng)電極電源向加溫電極7供電，加溫電極7產(chǎn)生電弧對(duì)封閉室3內(nèi)腔進(jìn)行加溫，通過(guò)調(diào)節(jié)加載在加溫電極7兩端的電極電源的電壓大小控制溫度大小。
[0106]步驟11:調(diào)整溫度傳感器26的探頭27的位置，使其對(duì)準(zhǔn)加溫電極7對(duì)加溫電極7的溫度進(jìn)行測(cè)量并將溫度數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)；
[0107]本實(shí)施方式調(diào)整紅外測(cè)溫儀26的探頭27的位置，通過(guò)觀察窗口 A4對(duì)準(zhǔn)加溫電極
7,并對(duì)加溫電極7溫度進(jìn)行測(cè)量并將測(cè)的溫度數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)32。
[0108]步驟12:上位機(jī)32根據(jù)接收的溫度數(shù)據(jù)判斷加溫電極7的溫度是否滿足要求，是，則執(zhí)行步驟13，否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟12 ；[0109]本實(shí)施方式上位機(jī)32根據(jù)接收的溫度數(shù)據(jù)判斷加溫電極7是否滿足要求，不滿足，溫度低則繼續(xù)升高電極電源電壓，增加加溫電弧能量以提高溫度，溫度高則降低電源電壓，降低加溫電弧能量以降低溫度，紅外測(cè)溫儀26繼續(xù)檢測(cè)加溫電極7的溫度并將測(cè)的溫度數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)32。
[0110]步驟13:確定是否需要檢測(cè)電磁場(chǎng)作用下的放電電弧，是，則執(zhí)行步驟14，否，則執(zhí)行步驟15 ；
[0111]步驟14:電磁場(chǎng)發(fā)生器33對(duì)測(cè)試電極6加載電磁場(chǎng)；
[0112]啟動(dòng)電磁場(chǎng)電源14，電磁場(chǎng)發(fā)生器33產(chǎn)生電磁場(chǎng)，
[0113]步驟15:測(cè)試電極6產(chǎn)生檢測(cè)用電??；
[0114]本實(shí)施方式中啟動(dòng)電極電源向測(cè)試電極6供電，產(chǎn)生電弧，
[0115]步驟16:溫度傳感器26、光譜儀24、電壓傳感器22、電流傳感器、氣體壓力傳感器19、電磁場(chǎng)檢測(cè)儀30、流速傳感器20和朗謬爾探針28分別對(duì)測(cè)試電極溫度、電弧光譜、電弧電壓、電弧電流、氣體壓力、電磁場(chǎng)強(qiáng)度、氣體流速和電弧等離子體電子溫度進(jìn)行檢測(cè)，溫度傳感器26和光譜儀24均將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送上位機(jī)32，電壓傳感器22、電流傳感器、氣體壓力傳感器19、電磁場(chǎng)檢測(cè)儀30、流速傳感器20和朗謬爾探針28均將檢測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊23傳送至中央處理單元；
[0116]步驟17:中央處理單元將接收到的檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)32。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置，其特征在于:包括: 多功能氣體放電單元和等離子體電弧檢測(cè)單元； 所述多功能氣體放電單元，包括:封閉室、測(cè)試電極、加溫電極、氣體充放與回收器、電磁場(chǎng)發(fā)生器和電弧氣吹模塊； 所述封閉室為封閉的圓柱桶形結(jié)構(gòu)，采用透明材料，在封閉室外表面涂敷抑制沿面閃絡(luò)的涂料，且在封閉室外表面直視電弧的位置對(duì)稱設(shè)置多對(duì)不加以涂敷的觀察窗口 ；所述封閉室設(shè)置有可封閉的進(jìn)氣口端和可封閉的出氣口端；封閉室內(nèi)腔近進(jìn)氣口端位置安裝加溫電極；封閉室內(nèi)腔近出氣口端位置安裝測(cè)試電極；封閉室可封閉的進(jìn)氣口端與氣體充放與回收器相連通； 所述電磁場(chǎng)發(fā)生器的磁極對(duì)和電極對(duì)分布置于測(cè)試電極四周； 所述電弧氣吹模塊置于測(cè)試電極和加溫電極之間，電弧氣吹模塊為兩種結(jié)構(gòu)形式，第一種結(jié)構(gòu)形式的電弧氣吹模塊包括漏斗形噴口和變速管，變速管的一端接近測(cè)試電極，并與測(cè)試電極之間留有間隙，變速管的另一端與漏斗形噴口的窄端相連通，漏斗形噴口的寬口靠近加溫電極，并與加溫電極之間留有間隙；第二種結(jié)構(gòu)形式的電弧氣吹模塊包括旋轉(zhuǎn)通道雙層漏斗形噴口和變速管，變速管的一端接近測(cè)試電極，并與測(cè)試電極之間留有間隙，變速管的另一端與旋轉(zhuǎn)通道雙層漏斗形噴口的窄端相連通，旋轉(zhuǎn)通道雙層漏斗形噴口的寬口靠近加溫電極，并與加溫電極之間留有間隙；所述雙層漏斗形噴口由第一層噴口、第二層噴口和螺旋管道組成；所述第一層噴口寬口與第二層噴口寬口大小一致；所述第一層噴口套裝在第二層噴口內(nèi)，第一層噴口寬口處和第二層噴口寬口處過(guò)盈連接；所述第二層噴口寬口處緊貼桶壁；所述第一層噴口窄端和第二層噴口窄端通過(guò)螺旋管連接； 所述等離子體電弧檢測(cè)單元，包括傳感器模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、中央處理器和上位機(jī)；所述傳感器模塊包括溫度傳感器、光譜儀、電壓傳感器、電流傳感器、朗謬爾探針、氣體壓力傳感器、電磁場(chǎng)檢測(cè)儀和流速傳感器； 所述溫度傳感器的探頭置于封閉室外，貼近封閉室桶壁處，且位于測(cè)試電極和加熱電極間隙上方的中間位置，溫度傳感器的輸出端連接上位機(jī)的一個(gè)輸入端； 所述光譜儀的探頭置于封閉室桶壁外，并置于直視測(cè)試電極產(chǎn)生電弧位置處，且探頭的平視高度處于測(cè)試電極和加熱電極間隙上方的中間位置，光譜儀的輸出端連接上位機(jī)的另一個(gè)輸入端； 所述電壓傳感器的輸入端連接測(cè)試電極的兩個(gè)接線端子上，輸出端連接信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的一個(gè)輸入端； 所述電流傳感器由電壓互感器和采樣電阻組成，采樣電阻串接在測(cè)試電極回路電路中，電壓互感器的輸入端連接米樣電阻兩端，輸出端連接信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的一個(gè)輸入端； 所述朗謬爾探針的探針頭置于測(cè)試電極的電弧等離子體區(qū)域，朗謬爾探針輸出端連接到信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的一個(gè)輸入端； 所述氣體壓力傳感器的輸入端置于封閉室的可封閉的進(jìn)氣口端，氣體壓力傳感器的輸出端連接信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的一個(gè)輸入端； 所述電磁場(chǎng)檢測(cè)儀輸入端置于封閉室桶壁外，并對(duì)準(zhǔn)電弧產(chǎn)生區(qū)域，輸出端連接到信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的一個(gè)輸入端； 所述流速傳感器的探頭置于封閉室內(nèi)部測(cè)試電極上游氣流區(qū)域，且流速傳感器的探頭接觸噴口下游氣流，所述流速傳感器的輸出端連接信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的一個(gè)輸入端； 所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊包括第一電平轉(zhuǎn)換電路、AD轉(zhuǎn)換器和第二電平轉(zhuǎn)換電路；第一電平轉(zhuǎn)換電路的不同輸入端作為信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的不同輸入端，分別連接電壓傳感器的輸出端、電流傳感器的輸出端、朗謬爾探針的輸出端、壓力傳感器的輸出端、電磁場(chǎng)檢測(cè)儀的輸出端和流速傳感器輸出端；第一電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接AD轉(zhuǎn)換器的輸入端,AD轉(zhuǎn)換器的輸出端連接第二電平轉(zhuǎn)換電路的輸入端，第二電平轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接中央處理器的輸入端；中央處理器與上位機(jī)互相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置，其特征在于: 所述氣體充放與回收器用于氣體的充放、氣體的回收和封閉室的抽真空處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置，其特征在于: 所述測(cè)試電極，用于擊穿氣體產(chǎn)生檢測(cè)用電?。凰黾訙仉姌O，用于擊穿氣體產(chǎn)生加溫用電弧，該加溫用電弧用于對(duì)封閉室內(nèi)腔加溫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置，其特征在于: 所述溫度傳感器用于檢測(cè)測(cè)試電極的溫度和加溫電極的溫度；所述光譜儀用于檢測(cè)測(cè)試電極產(chǎn)生的電弧光譜的強(qiáng)度和波長(zhǎng)；所述電壓傳感器用于檢測(cè)測(cè)試電極產(chǎn)生的電弧的電壓大??；所述電流傳感器用于檢測(cè)測(cè)試電極產(chǎn)生的電弧的電流大??；所述朗謬爾探針用于檢測(cè)朗謬爾探針兩端的電流和電壓；所述氣體壓力傳感器用于檢測(cè)封閉室中氣體壓力；所述電磁場(chǎng)檢測(cè)儀用于檢 測(cè)加載在測(cè)試電極周圍的電磁場(chǎng)強(qiáng)度；所述流速傳感器用于檢測(cè)吹向測(cè)試電極的氣吹流速。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置，其特征在于: 所述溫度傳感器和光譜儀均將檢測(cè)數(shù)據(jù)直接發(fā)送至上位機(jī)；所述電壓傳感器、電流傳感器、朗謬爾探針、氣體壓力傳感器、電磁場(chǎng)檢測(cè)儀和流速傳感器均經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊將檢測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置，其特征在于: 所述在封閉室外表面涂敷抑制沿面閃絡(luò)的涂料，用于防止電弧產(chǎn)生的光源信號(hào)受外部干擾，所述在封閉室外表面直視電弧的位置對(duì)稱設(shè)置多對(duì)不加以涂敷的觀察窗口，用于觀察電弧產(chǎn)生的過(guò)程及電弧檢測(cè)過(guò)程。
7.采用權(quán)利要求1所述的多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)裝置進(jìn)行多功能氣體放電與等離子體電弧檢測(cè)的方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1:安裝所需的測(cè)試電極； 步驟2:確定所需的測(cè)試電極間距，并根據(jù)所需的測(cè)試電極間距對(duì)測(cè)試電極間距進(jìn)行調(diào)節(jié)； 步驟3:對(duì)封閉室進(jìn)行密封處理； 步驟4:氣體充放與回收器對(duì)封閉室進(jìn)行抽真空； 步驟5:確定是否需要檢測(cè)氣吹條件下放電電弧，是，則執(zhí)行步驟6，否，則執(zhí)行步驟7 ;步驟6:安裝所需結(jié)構(gòu)形式的電弧氣吹模塊，且打開(kāi)封閉室的可封閉的出氣口端，令封閉室與氣體充放與回收器導(dǎo)通，并轉(zhuǎn)去執(zhí)行步驟9 ; 步驟7:確定是否需要向封閉室內(nèi)充入氣體，是，則執(zhí)行步驟8，否，則執(zhí)行步驟9 ; 步驟8:氣體充放與回收器向封閉室內(nèi)充入所需壓強(qiáng)的一種或多種混合氣體；步驟9:確定是否需要檢測(cè)高溫下放電電弧，是，則執(zhí)行步驟10，否，則執(zhí)行步驟13 ； 步驟10:加溫電極產(chǎn)生加溫用電弧，對(duì)封閉室內(nèi)腔進(jìn)行加溫； 步驟11:調(diào)整溫度傳感器的探頭位置，使其對(duì)準(zhǔn)加溫電極對(duì)加溫電極的溫度進(jìn)行測(cè)量并將溫度數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)； 步驟12:上位機(jī)根據(jù)接收的溫度數(shù)據(jù)判斷加溫電極的溫度是否滿足要求，是，則執(zhí)行步驟13，否，則繼續(xù)執(zhí)行步驟12 ； 步驟13:確定是否需要檢測(cè)電磁場(chǎng)作用下的放電電弧，是，則執(zhí)行步驟14，否，則執(zhí)行步驟15 ； 步驟14:電磁場(chǎng)發(fā)生器對(duì)測(cè)試電極加載電磁場(chǎng)； 步驟15:測(cè)試電極產(chǎn)生檢測(cè)用電?。? 步驟16:溫度傳感器、光譜儀、電壓傳感器、電流傳感器、氣體壓力傳感器、電磁場(chǎng)檢測(cè)儀、流速傳感器和朗謬爾探針?lè)謩e對(duì)測(cè)試電極溫度、電弧光譜、電弧電壓、電弧電流、氣體壓力、電磁場(chǎng)強(qiáng)度、氣體流速和電弧等離子體電子溫度進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)，溫度傳感器和光譜儀均將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送上位機(jī)，電壓傳感器、電流傳感器、氣體壓力傳感器、電磁場(chǎng)檢測(cè)儀、流速傳感器和朗謬爾探針均將檢測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊傳送至中央處理器； 步驟17:中央處理 器將接收到的檢測(cè)數(shù)據(jù)傳送至上位機(jī)。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK103941167SQ201410165966
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月23日
【發(fā)明者】楊壯壯, 徐建源, 單長(zhǎng)旺, 李鑫濤, 林莘, 夏亞龍, 張明理 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)