[發明專利]等離子體診斷方法和系統

在審

• 申請號: 202210543711.8
• 申請日: 2022-05-19
• 公開（公告）號: CN114916116A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 呂金壯;陳兵;張長虹;黎衛國;楊旭;房博一;阮彥俊;李明洋;王威;王奇;張懌寧;李士杰;張良
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心
• 主分類號: H05H1/00
• 分類號: H05H1/00
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黃曉慶

本申請涉及一種等離子體診斷方法和系統。所述方法包括：確定電弧發生裝置和激光器之間的觸發延時；觸發所述電弧發生裝置產生等離子體，并經過所述觸發延時后，觸發所述激光器產生激光，使得所述等離子體和所述激光作用產生湯姆遜散射光；獲取所述湯姆遜散射光的湯姆遜散射光譜；對所述湯姆遜散射光譜進行分析，獲得與所述觸發延時相對應的等離子體參數。采用本方法能夠提高等離子體參數的測量準確率。

技術領域

本申請涉及光學測量技術領域，特別是涉及一種等離子體診斷方法和系統。

背景技術

電力系統斷路器中的電弧放電通常是在高于大氣壓的氣體中產生的，電弧放電產生的等離子體在瞬態狀態下的診斷對于電弧物性參數以及輸運系數的物理理解具有重要意義。

朗繆爾探針是等離子體診斷中常用的一種診斷方法，通過將一根除了端點工作部分以外其余部分均用絕緣材料覆蓋的探針插入等離子體內部，使探針的端點工作部分與等離子體接觸，而探針的另一端通過一可調電源與產生等離子體的電極相連，改變探針對等離子體的電位，基于帶電粒子在拒斥場作用下的波爾茲曼關系，確定等離子體參數。

但是，上述方法屬于侵入式測量，可能會對等離子體的運動狀態產生影響，使得測量得到的等離子參數的準確率低。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠提高等離子參數測量準確率的等離子體診斷方法和系統。

第一方面，本申請提供一種等離子體診斷方法，所述方法包括：

確定電弧發生裝置和激光器之間的觸發延時；

觸發所述電弧發生裝置產生等離子體，并經過所述觸發延時后，觸發所述激光器產生激光，使得所述等離子體和所述激光作用產生湯姆遜散射光；

獲取所述湯姆遜散射光的湯姆遜散射光譜；

對所述湯姆遜散射光譜進行分析，獲得與所述觸發延時相對應的等離子體參數。

在其中一個實施例中，所述對所述湯姆遜散射光譜進行分析，獲得與所述觸發延時相對應的等離子體參數，包括：

獲取所述湯姆遜散射光譜上的數據點，查收與所述數據點最優平方逼近的理論光譜；

將所述理論光譜對應的參數確定為所述等離子體參數。

在其中一個實施例中，所述等離子體參數包括：所述等離子體的電子溫度、電子密度以及電子速度。

在其中一個實施例中，所述獲取所述湯姆遜散射光的湯姆遜散射光譜，包括：

獲取以與所述激光器發出激光的發射方向的第一夾角的方向，收集的第一湯姆遜散射光的第一湯姆遜散射光譜；

獲取以與所述激光器發出激光的發射方向的第二夾角的方向，收集的第二湯姆遜散射光的第二湯姆遜散射光譜；

所述湯姆遜散射光包括所述第一湯姆遜散射光和所述第二湯姆遜散射光，所述湯姆遜散射光譜包括所述第一湯姆遜散射光譜和所述第二湯姆遜散射光譜。

在其中一個實施例中，所述對所述湯姆遜散射光譜進行分析，獲得與所述觸發延時相對應的等離子體參數，包括：

獲取所述第一湯姆遜散射光譜上的第一數據點，查找與所述第一數據點最優平方逼近的第一理論光譜；

獲取所述第二湯姆遜散射光譜上的第二數據點，查找與所述第二數據點最優平方逼近的第二理論光譜；

基于所述第一理論光譜對應的參數和所述第一理論光譜對應的參數，獲得所述等離子體的電子溫度、電子密度以及電子速度；