[實(shí)用新型]一種聚合物基介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)器老化狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821065447.7
• 申請(qǐng)日: 2018-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN208654251U
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卞棟梁;吳云;賈敏;宋慧敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/00
• 分類號(hào): G01R31/00
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公開一種聚合物基介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)器老化狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路，在聚合物基激勵(lì)器的放電回路中放置串聯(lián)電容，每間隔固定老化周期，測(cè)量激勵(lì)器兩端的電壓和串聯(lián)電容兩端的電壓，通過兩組數(shù)據(jù)計(jì)算激勵(lì)器在工作狀態(tài)下由放電等離子體形成的虛擬電極和覆蓋電極間的有效電容，獲得有效電容隨老化時(shí)間的變化規(guī)律；比較放電過程中某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的有效電容和臨近擊穿前的有效電容，夠定量評(píng)估聚合物基激勵(lì)器的老化狀態(tài)并估算出激勵(lì)器的剩余壽命。本實(shí)用新型的監(jiān)測(cè)電路構(gòu)成簡(jiǎn)易，測(cè)試操作便捷，適用范圍廣，能夠定量評(píng)估聚合物基激勵(lì)器的老化狀態(tài)并估算其剩余壽命，將為聚合物基介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)器的放電安全提供有力保障。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及航空等離子體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種聚合物基介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)器老化狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路。

背景技術(shù)

主動(dòng)流動(dòng)控制技術(shù)相比傳統(tǒng)的被動(dòng)流動(dòng)控制，在提升飛行器和發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)特性方面具備良好的優(yōu)勢(shì)和潛力?；诒砻娼橘|(zhì)阻擋放電等離子體氣動(dòng)激勵(lì)的新概念主動(dòng)流動(dòng)控制技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)迅速、無運(yùn)動(dòng)部件、激勵(lì)頻帶寬、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為了國際范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)。激勵(lì)器作為等離子體氣動(dòng)激勵(lì)的載體，其主要結(jié)構(gòu)包括表面裸露電極、掩埋電極和中間絕緣阻擋介質(zhì)，其中，兩個(gè)電極非對(duì)稱布置在絕緣層的兩面。當(dāng)裸露電極接正弦波高壓，掩埋電極接地時(shí)，增大電壓至擊穿裸露電極附近的空氣，帶電粒子在電場(chǎng)的作用下運(yùn)動(dòng)并與中性氣體分子發(fā)生碰撞，誘導(dǎo)近壁面氣體的宏觀加速，形成近壁面氣體射流，用于飛機(jī)在飛行過程中的流動(dòng)控制。

聚合物和陶瓷是目前應(yīng)用最為廣泛的絕緣阻擋介質(zhì)，其中聚合物例如聚酰亞胺、聚四氟乙烯、硅橡膠等，陶瓷例如氧化鋁陶瓷、氮化鋁陶瓷、二氧化硅陶瓷等。相比陶瓷來講，聚合物的柔性特征使其能夠更加便捷地布置在飛機(jī)機(jī)翼前緣、發(fā)動(dòng)機(jī)葉柵、機(jī)匣等彎曲型面，因此更加具備應(yīng)用方面的優(yōu)勢(shì)。然而，聚合物基等離子體激勵(lì)器在使用過程中，由于帶電粒子的碰撞、紫外光子的輻射以及臭氧的強(qiáng)腐蝕作用，阻擋介質(zhì)的老化問題不可避免，這往往會(huì)威脅到激勵(lì)器的放電安全。目前，僅是通過肉眼觀測(cè)聚合物基激勵(lì)器介質(zhì)材料的降解來粗略地評(píng)估其老化狀態(tài)，仍然缺乏一種有效的監(jiān)測(cè)手段來定量評(píng)估聚合物基激勵(lì)器的老化狀態(tài)。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型提出了一種聚合物基介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)器老化狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路，該電路不僅能夠定量評(píng)估激勵(lì)器的老化狀態(tài)，而且可以估算激勵(lì)器的剩余壽命。

本實(shí)用新型的聚合物基介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)器老化狀態(tài)監(jiān)測(cè)電路，包括高壓電源101、激勵(lì)器102、串聯(lián)電容103、高壓探針201和電壓探針202；其中高壓電源101、激勵(lì)器102、串聯(lián)電容103通過串聯(lián)的方式連接；高壓電源101的高壓輸出端接激勵(lì)器102的裸露電極102-2，高壓電源101的低壓端接地，高壓電源101的輸出電壓為0-20kV；輸出頻率為1-15kHz；串聯(lián)電容103的一端接激勵(lì)器102的覆蓋電極102-3，另一端接地，電容值為2nF-47nF；高壓探針201的高壓端接高壓電源101的高壓輸出端，高壓探針201的另一端接地，用于測(cè)量高壓電源101的輸出電壓；電壓探針202一端接串聯(lián)電容103的一端，另外一端接地，用于測(cè)量串聯(lián)電容103兩端的電壓；激勵(lì)器102的放電老化周期，即放電參數(shù)測(cè)量周期為0.5h-5h。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，高壓電源101的輸出電壓范圍8-14kV，輸出頻率為4-12kHz；串聯(lián)電容103的電容值為10nF-33nF，選自I類陶瓷電容或云母電容；激勵(lì)器102的放電老化周期為1h-3h。

在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中，高壓電源101的輸出電壓為10kV，輸出頻率設(shè)為6kHz；串聯(lián)電容103選擇I類陶瓷電容，電容值大小為10nF；激勵(lì)器102的放電老化周期為3h。