[發明專利]長間隙流注先導放電轉化瞬時氣體密度測量系統和方法

有效

• 申請號: 201810515902.7
• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108931459B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 賀恒鑫;程晨;肖佩;肖冕;章志遠;何俊佳;邊凱;袁召;陳立學
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01N9/24
• 分類號: G01N9/24
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 王程遠;胡玉章

1.一種長間隙流注先導放電轉化瞬時氣體密度測量系統，其特征在于，包括沿光路方向依次設置的LED芯片(2)、擴束透鏡(3)、主透鏡(41)、匯聚透鏡(42)、刀口(5)、長焦鏡頭(6)和ICCD照相機(7)；其中，所述LED芯片(2)由脈沖驅動電流源(1)驅動產生光脈沖；

所述主透鏡(41)和匯聚透鏡(42)之間區域的頂部設有高壓電極(8)，并在所述主透鏡(41)和匯聚透鏡(42)之間產生放電區域(9)，還設有沖擊電壓發生器(14)，所述沖擊電壓發生器(14)將標準雷電或者操作沖擊電壓施加于所述高壓電極(8)，以產生放電區域(9)；所述主透鏡(41)和匯聚透鏡(42)之間區域的底部設有耦合透鏡(10)；

所述耦合透鏡(10)用于探測高壓電極(8)端部放電的自發光信號，并將放電產生的自發光聚焦傳遞進入光電倍增管(11)，所述光電倍增管(11)將放電自發光光強時域信號轉化為電壓波形并輸入TTL脈沖形成電路(12)；所述TTL脈沖形成電路(12)的輸出端連接數字延遲發生器(13)的輸入端，所述數字延遲發生器(13)的輸出端分別連接脈沖驅動電流源(1)和ICCD照相機(7)：所述TTL脈沖形成電路(12)將放電自發光光強時域信號的第一個上升沿轉化為TTL電壓信號，并經過數字延遲發生器(13)，經過設定不同的延遲時間產生兩路獨立的TTL電壓信號作為ICCD照相機(7)和脈沖驅動電流源(1)的觸發信號。

2.根據權利要求1所述的長間隙流注先導放電轉化瞬時氣體密度測量系統，其特征在于，所述匯聚透鏡(42)的焦點與長焦鏡頭(6)的焦點在所述刀口(5)處重合。

3.根據權利要求1所述的長間隙流注先導放電轉化瞬時氣體密度測量系統，其特征在于，

所述脈沖驅動電流源(1)的工作電壓為10V～24V，輸出方波電流峰值為100A～200A，脈沖電流脈寬為0.5μs～5.0μs；

所述LED芯片(2)為波長532nm±10nm的綠色點光源，且光斑直徑小于4mm。

4.根據權利要求1所述的長間隙流注先導放電轉化瞬時氣體密度測量系統，其特征在于，所述主透鏡(41)和匯聚透鏡(42)焦距均在1.5m～2.5m范圍內，鏡片直徑均在20cm～30cm范圍內；

所述刀口(5)最小行程不大于50μm；

所述長焦鏡頭(6)焦距最小值不小于500mm。

5.根據權利要求1所述的長間隙流注先導放電轉化瞬時氣體密度測量系統，其特征在于，所述耦合透鏡(10)焦距為0.5m～1.0m；所述光電倍增管(11)響應時間不大于5ns。