[發明專利]一種能隔離強脈沖干擾的測控系統

有效

• 申請號: 201210258312.3
• 申請日: 2012-07-24
• 公開（公告）號: CN103576013B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發明（設計）人: 于海軍;李國富;多麗萍;金玉奇;桑鳳亭;汪健;王增強
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 許宗富

技術領域

本發明涉及一種能隔離強脈沖干擾的測控系統，應用于帶有脈沖電源的高能量脈沖氣體激光器。

背景技術

氧碘化學激光器是目前波長最短的化學激光器，具有高能量、高效率、優良的光束質量和低損耗的光纖傳輸效率等特點。但隨著人們對激光與物質相互作用研究的深入，高能量脈沖激光越來越受到國際的重視。在切割、靶材破壞、石油鉆孔等方面的研究證實，采用合適的脈沖頻率和激光能量，可以避免高能量連續波激光在物質表面引起的等離子體效應和非線性效應，穿透深度更深速度更快。連續波的高功率激光在大氣傳輸中會產生熱暈效應，激光功率越高，這種效應也就越強。熱暈效應導致的結果就是激光在大氣中的傳輸損耗增大。

如果采用參數適合（單脈沖能量、占空比等）的脈沖激光，將在很大程度上避免這種熱暈效應。另外，要使單一波長的氧碘化學激光的波長具有可變性，利用受激拉曼散射效應是比較有效的方法和途徑，而只有高能量的脈沖激光才能進行高效的拉曼頻移,一般所需要的激光功率要在幾個MW/cm2以上，此時的頻移效率高達70％以上。結合工業和軍事上對脈沖激光的潛在需求，脈沖模式的氧碘化學激光器即具有了連續波氧碘激光器的傳統優勢，又賦予了其在更多領域更多方面的應用前景,成為當前國際上高能量脈沖激光研制的一個重要方向。

美國、俄羅斯和日本等國家都進行了脈沖化氧碘激光器的研究。采用的方法機械調Q、磁調Q、增益調制（Gain－Switched）、光引發或電引發脈沖產生碘原子實現氧碘激光脈沖化。美國采用調Q或者是增益調制地問題在于殘余的磁場降低了激光器的提取效率，同時也存在脈沖和連續功率比值做不高的問題，大約為15左右。俄羅斯在光引發產生碘原子進而實現COIL脈沖化方面做了大量地工作理論估計光引發脈沖氧碘激光的脈沖和連續功率比值可以做得很高，接近760的極限值，但是由于穿透等問題，放大比較困難；而且總的電效率很低，約0.16%。相比之下，電引發的脈沖氧碘激光的技術路線，電效率可以做得較高，脈沖和連續功率比值也可以做得較高。中國科學院大連化學物理研究所率先在國際上實現了放電引發的脈沖氧碘激光，使用的氣體為CH3I、He和單重態氧發生器產生的氣體，采取的放電方式為縱向脈沖放電，電脈沖能量為1.62J-4.5J，實現氣體壓力10Torr、放電重復頻率20Hz下，單脈沖能量130mJ、脈寬10us的激光輸出。國際上，放電引發的脈沖氧碘激光研究主要集中在俄羅斯，既有縱向的脈沖放電也有橫向的脈沖放電。

伴隨著放電引發的脈沖氧碘激光工作的展開。其強脈沖干擾也隨之而來。申請人用利用lecroy9350示波器對耦合到壓力變送器的脈沖干擾信號進行測試。發現有大約±100V的交流信號耦合到導線中，如果不對干擾信號進行抑制，就會造成對測試系統的損壞。同時在對干擾信號抑制的同時，也不能造成有用信號的損失。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足之處，本發明要解決的技術問題是提供一種用于大功率脈沖放電干擾的測控系統，該系統既可以有效抑制強脈沖干擾，又能保證系統傳輸信號無損失。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種能隔離強脈沖干擾的測控系統，包括

壓力變送器，與放電腔相連，負責放電電路對腔內氣體放電時，對放電腔內的氣體壓力進行測量；

隔離電路，與壓力變送器的輸出端相連，對輸出的電信號進行采樣，使輸入和輸出信號電隔離，并實現輸入和輸出的信號的線性轉換；

采集系統，與隔離電路的輸出端相連，把隔離電路輸出的無干擾信號采集到計算機系統中，并通過測控軟件顯示出來。

所述隔離電路通過運算放大器對壓力變送器輸出的電流進行采集。

所述隔離電路采用高線性模擬光耦，Agilent公司的HCNR200/201。

所述高線性模擬光耦的光電二極管和電阻組成的串聯電路兩端分別連接運算放大器的正輸入端和壓力變送器的負輸出端；運算放大器的輸出端連接三極管，三極管的發射極連接高線性模擬光耦的發光二極管和電阻的串聯組合，三極管的集電極通過電阻連接壓力變送器的正輸出端。

所述隔離電路包括運算放大器及其負輸入端和輸出端之間的電阻和電容，運算放大器的負輸入端和信號地之間連接高線性模擬光耦的光電二極管，對壓力變送器輸入的有噪聲的電流信號轉換成無噪聲的電壓信號。

所述采集系統為數據采集卡系統、單片機系統或者PLC系統。