[發明專利]電感電路分斷電弧放電時間檢測電路及方法

有效

• 申請號: 201611261074.6
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106646199B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 劉樹林;張瓊;李青青;趙亞娟;黃治;王肖
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本發明公開了一種電感電路分斷電弧放電時間檢測電路及方法，其電路包括依次連接的電壓信號處理電路、分相延緩電路、比較輸出電路、電弧時間測試及顯示驅動電路和電弧時間顯示電路；電壓信號處理電路包括儀用放大器U1、電阻R1、R2、R3和R4，分相延緩電路包括電阻R5、R6、R7和R8以及電容C1，比較輸出電路包括比較器U2、D觸發器U3、電阻R10、R11和R12；其方法包括步驟：一、檢測電路連接，二、電壓信號處理，三、電感電路分斷電弧放電時間檢測。本發明電路結構簡單，設計合理，實現方便且成本低，工作穩定可靠，能夠快速有效的檢測電感電路分斷電弧放電時間，適用范圍廣，實用性強，具有良好的推廣應用價值。

技術領域

本發明屬于電感電路分斷電弧放電時間檢測技術領域，具體涉及一種電感電路分斷電弧放電時間檢測電路及方法。

背景技術

安全火花試驗裝置是研究電路本質安全性能的基本設備，根據在該裝置上得到的試驗結果繪制的各種點燃曲線是設計本質安全電路的依據。利用安全火花試驗裝置測試電感電路，其放電時間就是引爆時電路電流從斷開前的穩態值衰減到零的持續時間，它決定于裝置電極的材質、結構、切換速度以及電路過度過程的特征和試驗氣體的濃度、溫度、壓力等。如果能夠建立放電時間與電極間隙電壓、電流變化規律的精確數學模型，建立其伏安特性方程，放電時間也就迎刃而解。但目前由于實際放電過程的復雜性，放電引燃的機理尚不十分清楚，無法建立完整的理論來定量描述放電引燃過程，且電感電路分斷電弧放電時間是一個與電路參數相關的隱函數，因而能夠準確測量電感電路分斷電弧放電時間成為問題的關鍵。

目前對放電時間的研究方法有：①利用數學模型的方法，通過建立電感分斷電弧放電的數學模型，依據電感分斷期間電流衰減為零的特點，計算出電感分斷電弧放電的時間；②采用計算機直接測量的方法，其主要工作原理是利用計數器對放電脈沖個數進行計數，進而確定電感電路斷開時的放電持續時間。采用方式①的方法，優點是簡單，便于計算。但由于電感電路斷開后，實際的電流電壓變化規律是非線性的，因此它存在一定的誤差。采用方式②的方法，其工作原理簡單、應用方便，但是由于很多因素可能造成兩個斷路火花之間的時間間隔有誤差從而引起計數的偏差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種電路結構簡單、設計合理、實現方便且成本低、工作穩定可靠、能夠快速有效的檢測電感電路分斷電弧放電時間、適用范圍廣、實用性強、具有良好的推廣應用價值的電感電路分斷電弧放電時間檢測電路。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種電感電路分斷電弧放電時間檢測電路，其特征在于：包括依次連接的電壓信號處理電路、分相延緩電路、比較輸出電路、電弧時間測試及顯示驅動電路和電弧時間顯示電路；

所述電壓信號處理電路包括儀用放大器U1、電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4，所述電阻R1的一端為電壓信號處理電路的取樣點正極電壓輸入端VIN+，所述電阻R3的一端為電壓信號處理電路的取樣點負極電壓輸入端VIN-，取樣點正極電壓通過串聯的電阻R1和電阻R2構成的分壓電阻網絡連接到地，所述電阻R1和電阻R2的連接端與儀用放大器U1的同相輸入端連接，取樣點負極電壓通過串聯的電阻R3和電阻R4構成的分壓電阻網絡連接到地，所述電阻R3和電阻R4的連接端與儀用放大器U1的反相輸入端連接；

所述分相延緩電路包括電容C1，由電阻R5和電阻R7組成的第一比例電阻網絡，以及由電阻R6和電阻R8組成的第二比例電阻網絡；所述電阻R5的阻值、電阻R6的阻值、電阻R7的阻值和電阻R8的阻值滿足關系式所述電阻R5的一端與儀用放大器U1的輸出端連接，所述電阻R5的另一端通過電阻R7接地，所述電阻R6的一端與儀用放大器U1的輸出端連接，所述電阻R6的另一端通過電阻R8接地，所述電容C1的一端與電阻R6和電阻R8的連接端連接，所述電容C1的另一端接地；