[發(fā)明專利]一種超高頻響等離子體流動測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310413654.2
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103471809A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 李繼超;李帆;林峰;聶超群
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種超高頻響等離子體流動測量裝置，其特征在于，該裝置包括放大器、變頻變壓裝置、等離子體探針或傳感器、調制解調裝置和數據采集裝置，其中：

電源提供的電壓依次通過放大器和變頻變壓裝置之后，產生高頻高壓電平，以滿足激發(fā)等離子體的需求；該高頻高壓電平被施加至等離子體探針或傳感器的兩端之后，在等離子體探針的兩電極之間或傳感器的兩電極之間激發(fā)出等離子體場，等離子體探針的兩電極之間激發(fā)出的等離子體場用以測量來流脈動速度，傳感器的兩電極之間激發(fā)出的等離子體場用以測量壁面非定常壓力波動；包含在高頻高壓電壓中的來流脈動速度或壁面非定常壓力波動被高壓探頭探測并傳輸至調制解調裝置，調制解調裝置對該高頻高壓電壓進行分解，將流場信號從高頻高壓電壓中分離出來，并傳輸至數據采集裝置，在數據采集裝置中完成采集、存儲和分析。

2.根據權利要求1所述的超高頻響等離子體流動測量裝置，其特征在于，所述等離子體探針與所述傳感器具有相同的測量原理，只是測量用途不同，所述等離子體探針安裝在流場中，用以測量來流脈動速度；所述傳感器安裝在壁面，用以測量壁面非定常壓力波動。

3.根據權利要求2所述的超高頻響等離子體流動測量裝置，其特征在于，所述等離子體探針與所述傳感器測量部分的結構相同，均包括兩個電極、絕緣隔離空間、絕緣支架和電極引線，將兩個電極安裝固定在絕緣支架上，為防止電極部分放電影響測量，采用絕緣隔離空間將兩個電極分開，然后通過電極引線對兩個電極施加一定的電壓，對兩個電極端部之間電極間隙的空氣進行電離，產生等離子體。

4.根據權利要求3所述的超高頻響等離子體流動測量裝置，其特征在于，所述電極選用的材料為鉑或銥。

5.根據權利要求3所述的超高頻響等離子體流動測量裝置，其特征在于，所述電極采用表面光滑的平坦形、半圓形或非對稱形電極。

6.根據權利要求3所述的超高頻響等離子體流動測量裝置，其特征在于，所述電極間隙是介于0.064mm至0.17mm之間。

7.根據權利要求1所述的超高頻響等離子體流動測量裝置，其特征在于，所述探針的總體直徑小于2mm，具有非常高的空間分辨率和時間分辨率，能夠用于測量葉輪機械通道內部高頻速度脈動，以及湍流脈動分布。

8.根據權利要求1所述的超高頻響等離子體流動測量裝置，其特征在于，所述數據采集裝置選用TI6000系列的DSP高速采集卡來實現，以采集頻率幾十MHz至上百MHz的速度讀寫高頻響動態(tài)數據。

9.根據權利要求1所述的超高頻響等離子體流動測量裝置，其特征在于，為了實時觀察動態(tài)數據的變化，實現在線數據分析的能力，所述數據采集裝置采用的數據分析方法包括：FFT分析、相關分析或功率譜分析。

10.根據權利要求1所述的超高頻響等離子體流動測量裝置，其特征在于，為了實現對海量高頻數據存儲和離線分析，所述數據采集裝置通過外設USB端口實現數據的快速存儲。