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      一種離子風(fēng)氣流加速裝置及其電流密度測(cè)試裝置的制作方法

      文檔序號(hào):7108266閱讀:215來源:國(guó)知局
      專利名稱:一種離子風(fēng)氣流加速裝置及其電流密度測(cè)試裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及等離子體領(lǐng)域,特別涉及一種離子風(fēng)氣流加速裝置及其電流密度測(cè)試
      >J-U ρ α裝直。
      背景技術(shù)
      離子風(fēng)的歷史可以追溯到1709年,英國(guó)科學(xué)家Francis Hauksbee首次發(fā)現(xiàn)離子風(fēng)現(xiàn)象。1899年,英國(guó)人Chattock通過一對(duì)平板電極的實(shí)驗(yàn)得出了離子風(fēng)傾斜平板的壓力和電流的簡(jiǎn)單關(guān)系,首次定量分析了離子風(fēng)現(xiàn)象。 “空氣電暈放電”是指在曲率半徑大小相差極大的電極之間施加高壓,誘導(dǎo)在曲率半徑較小的電極附近的空氣電離。離子風(fēng)氣流加速裝置則是利用空氣放電時(shí)的離子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的氣流實(shí)現(xiàn)氣流加速的一種裝置。離子風(fēng)發(fā)生過程可描述為空氣中存在的自由電子和離子在受到強(qiáng)電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生氣流加速,從而獲得足夠的能量。高速運(yùn)動(dòng)的離子和電子頻繁碰撞中性空氣分子誘導(dǎo)其產(chǎn)生新的離子和電子。新的電子和離子在庫(kù)侖力的作用下獲得更大能量撞擊空氣中性分子,從而產(chǎn)生更多的離子和電子。上述過程循環(huán)往復(fù),電流迅速達(dá)到飽和,發(fā)生“電子雪崩”,產(chǎn)生大量離子和電子。電暈極I與集電極2之間的區(qū)域可分為“電離區(qū)”和“漂移區(qū)”兩部分,如圖I所示,電暈極I和電離層邊界04之間的區(qū)域稱為“電離區(qū)”;集電極2和電離層邊界04的區(qū)域稱為“漂移區(qū)”。電離區(qū)內(nèi)存在正離子05和電子
      02。電子02受電場(chǎng)力作用向電暈極I運(yùn)動(dòng)并被吸附中和;正離子05受電場(chǎng)力作用向電離層邊界04移動(dòng),繼而進(jìn)入漂移區(qū),在繼續(xù)向集電極2運(yùn)動(dòng)的過程中,與中性氣體顆粒06碰撞、吸附及中和,進(jìn)行能量和動(dòng)量的轉(zhuǎn)移,帶動(dòng)周圍中性空氣分子運(yùn)動(dòng)繼而形成持續(xù)的離子風(fēng)。離子風(fēng)氣流加速裝置機(jī)理的本質(zhì)是空氣分子發(fā)生電暈放電,誘導(dǎo)空氣中的中性粒子發(fā)生電離并產(chǎn)生氣流運(yùn)動(dòng)的過程。離子風(fēng)氣流加速裝置主要由電極結(jié)構(gòu)、高壓電源以及氣流通道三部分組成,其相互作用關(guān)系可用圖2表示為高壓電源為電極結(jié)構(gòu)提供能量及波動(dòng)電壓,氣流通道與電極結(jié)構(gòu)之間存在流體邊界效應(yīng)。其中,高壓電源為氣體分子發(fā)生電暈放電和極間離子輸運(yùn)提供能量,電極結(jié)構(gòu)的參數(shù)主要涉及電暈極與集電極的幾何形狀以及兩者之間的距離等,氣流通道作為氣流運(yùn)動(dòng)的通道,可提供不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,包括空氣濕度、氣體類型、室內(nèi)溫度、光線等的不同。離子風(fēng)氣流加速裝置機(jī)理的復(fù)雜性是由于其內(nèi)部涉及到兩電極之間發(fā)生電暈放電的電場(chǎng)、空間電荷密度場(chǎng)、氣流通道內(nèi)的流場(chǎng)等多個(gè)物理場(chǎng)的耦合。因此,研究并分析每個(gè)場(chǎng)量的參數(shù)和變化,使其利于氣流量的增大,進(jìn)而提高離子風(fēng)速,是人們實(shí)驗(yàn)研究的主要目的。由前述,空間電荷密度由電暈放電的電場(chǎng)強(qiáng)度決定。電暈放電產(chǎn)生的空間電荷自身會(huì)激發(fā)產(chǎn)生新的電場(chǎng),從而影響原來電場(chǎng)的大小和空間分布。產(chǎn)生離子風(fēng)的關(guān)鍵在于空氣分子發(fā)生電暈放電,在電場(chǎng)力作用下加速運(yùn)動(dòng),與周圍中性空氣分子發(fā)生動(dòng)電能和動(dòng)能的交換,帶動(dòng)周圍空氣分子運(yùn)動(dòng)從而產(chǎn)生氣流。所以,空間電荷密度的大小直接影響氣流速度。氣流場(chǎng)的速度反過來又影響空間電荷的對(duì)流和擴(kuò)散。氣流場(chǎng)不但影響空間電荷分布,還影響著空間電場(chǎng)的分布。在離子風(fēng)氣流加速裝置中,只有當(dāng)電壓、電流滿足一定條件才能產(chǎn)生穩(wěn)定的氣流繼而產(chǎn)生離子風(fēng)。理論研究表明電暈放電只有在輝光放電條件下才能在電暈極和集電極之間形成穩(wěn)定的電流密度,即電流值大于O. 5mA/m時(shí)才有較大的離子風(fēng)產(chǎn)生,但電流值達(dá)到IA時(shí),將會(huì)有火花放電現(xiàn)象產(chǎn)生,從而極間電壓迅速下降,此時(shí)離子風(fēng)速極其微弱甚至無(wú)離子風(fēng)。影響離子風(fēng)氣流加速裝置的電壓和電流的因素除了電極形狀、電極材料、電暈電極結(jié)構(gòu)性(正電暈還是負(fù)電暈),還包括放電氣體所處的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的溫度、壓強(qiáng)、濕度等,另外,空氣中的懸浮的固體顆粒也會(huì)影響電壓或電流變化。因此,對(duì)氣流加速裝置內(nèi)部電場(chǎng)特性的研究是離子風(fēng)速特性的一個(gè)方向。兩電極間的不同位置的電流密度分布的均勻程度對(duì)氣流加速裝置的轉(zhuǎn)換效率具有明顯影響,研究離子風(fēng)氣流加速裝置的集電極上的電流密度波形能夠?qū)﹄x子風(fēng)特性進(jìn)行深入的探討。以往的離子風(fēng)氣流加速裝置以及其電波密度測(cè)試裝置,具有如下局限a、以往的氣流加速裝置大多采用線-筒式、線-板式等放電形式,放電能力特別低,產(chǎn)生的風(fēng)速比較??;b、將電流密度計(jì)直接接到集電極上,測(cè)試點(diǎn)不夠多,測(cè)量不夠精確;C、用指針式電流表來測(cè)量某一點(diǎn)的電流值,而電流變化的周期往往小于1/10秒,所以,傳統(tǒng)的指針式電流表無(wú)法測(cè)量電流波形(電流波形是指在同一時(shí)刻的各個(gè)測(cè)試點(diǎn)的電流值形成的波形);d、傳統(tǒng)的指針式電流表,進(jìn)行電流測(cè)試時(shí)容易弓I起火花放電、電磁干擾,造成電場(chǎng)內(nèi)的電流瞬間發(fā)生變化,對(duì)離子風(fēng)速的穩(wěn)定性造成影響;e、傳統(tǒng)的測(cè)試裝置,沒有設(shè)置保護(hù)電路,電流表容易受到電沖擊而損壞。因此,如何提供一種放電能力較高的離子風(fēng)氣流加速裝置,以及如何提供一種離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置,避免測(cè)試過程中影響電極結(jié)構(gòu)間的電場(chǎng)和離子風(fēng)速的穩(wěn)定性,從而可以更精確地測(cè)得離子風(fēng)氣流加速裝置的電流密度,是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

      發(fā)明內(nèi)容
      有鑒于此,本發(fā)明提供了一種離子風(fēng)氣流加速裝置,其放電能力相對(duì)于傳統(tǒng)的放電形式具有無(wú)比的優(yōu)越性;本發(fā)明還提供了一種離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置,其測(cè)試過程對(duì)電極結(jié)構(gòu)間電場(chǎng)無(wú)擾動(dòng)、電磁干擾小,可以保持電極結(jié)構(gòu)間的電場(chǎng)和離子風(fēng)速的穩(wěn)定性,從而更精確地測(cè)得離子風(fēng)氣流加速裝置的電流密度。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種離子風(fēng)氣流加速裝置,包括由電暈極和集電極構(gòu)成的電極結(jié)構(gòu),所述電暈極為針尖放電式電暈極。優(yōu)選地,在上述離子風(fēng)氣流加速裝置中,所述集電極具有彼此絕緣的金屬網(wǎng)孔。一種離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置,包括所述離子風(fēng)氣流加速裝置,以及用于采集所述集電極上的電流密度數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。優(yōu)選地,在上述離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置中,所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)字萬(wàn)用表和計(jì)算機(jī),所述數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量所述集電極上的電流密度,并發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示和記錄。 優(yōu)選地,在上述離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置中,所述集電極具有彼此絕緣的金屬網(wǎng)孔,所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括至少一條采集線路,且每條所述采集線路僅與一個(gè)所述金屬網(wǎng)孔連接。優(yōu)選地,在上述離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置中,所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括數(shù)字開關(guān),所述數(shù)字開關(guān)將同一時(shí)間測(cè)得的多個(gè)所述采集線路中的信號(hào),依次接到所述數(shù)字萬(wàn)用表中。優(yōu)選地,在上述離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置中,所述數(shù)字開關(guān)和所述數(shù)字萬(wàn)用表放置在PXI機(jī)箱內(nèi),所述計(jì)算機(jī)的主機(jī)通過電纜連接到所述PXI機(jī)箱來控制所述數(shù)字開關(guān)和所述數(shù)字萬(wàn)用表。
      優(yōu)選地,在上述離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置中,所述PXI機(jī)箱和所述計(jì)算機(jī)主機(jī)放置在屏蔽電場(chǎng)的屏蔽柜內(nèi)。優(yōu)選地,在上述離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置中,還包括設(shè)置于所述集電極與所述數(shù)字萬(wàn)用表之間的過壓保護(hù)電路。優(yōu)選地,在上述離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置中,所述過壓保護(hù)電路由壓敏電阻和氣體放電管組成兩級(jí)保護(hù)。從上述的技術(shù)方案可以看出,本發(fā)明實(shí)施例提供的離子風(fēng)氣流加速裝置中,電極結(jié)構(gòu)采用針尖放電的形式,放電能力相對(duì)于常規(guī)放電形式有無(wú)比的優(yōu)越性。并且,本發(fā)明實(shí)施例提供的離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置,其測(cè)試過程中對(duì)電極結(jié)構(gòu)間電場(chǎng)無(wú)擾動(dòng)、電磁干擾小,可以保持電極結(jié)構(gòu)間的電場(chǎng)和離子風(fēng)速的穩(wěn)定性,從而更精確地測(cè)得離子風(fēng)氣流加速裝置的電流密度。


      為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為電暈極與集電極之間的區(qū)域劃分示意圖;圖2為離子風(fēng)氣流加速裝置中電極結(jié)構(gòu)、高壓電源和氣流通道三部分之間的相互關(guān)系;圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的電極結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為本發(fā)明的第二實(shí)施例提供的離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為本發(fā)明的第三實(shí)施例提供的離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
      具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種離子風(fēng)氣流加速裝置,其放電能力相對(duì)于傳統(tǒng)的放電形式具有無(wú)比的優(yōu)越性;本發(fā)明還提供了一種離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置,其測(cè)試過程可以保持電極結(jié)構(gòu)間的電場(chǎng)和離子風(fēng)速的穩(wěn)定性,從而更精確地測(cè)得離子風(fēng)氣流加速裝置的電流密度。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。請(qǐng)參閱圖I-圖5,圖I為電暈極與集電極之間的區(qū)域劃分示意圖,圖2為離子風(fēng)氣流加速裝置中電極結(jié)構(gòu)、高壓電源和氣流通道三部分之間的相互關(guān)系,圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的電極結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖,圖4為本發(fā)明的第二實(shí)施例提供的離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖,圖5為本發(fā)明的第三實(shí)施例提供的離子風(fēng)氣流加速裝置 電流密度測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明第一實(shí)施例提供的離子風(fēng)氣流加速裝置,包括由電暈極I和集電極2構(gòu)成的電極結(jié)構(gòu),以及在電暈極I與集電極2之間施以高壓電的高壓電源,為了保證測(cè)試環(huán)境的穩(wěn)定性,還包括將電極結(jié)構(gòu)封閉其中的氣流通道07,其中,集電極2用高壓電源支座11支撐,并且,電暈極I為針尖放電式電暈極。電極結(jié)構(gòu)采用針尖放電的形式,放電能力更強(qiáng),相對(duì)于常規(guī)放電形式有無(wú)比的優(yōu)越性。在本實(shí)施例中,集電極2具有彼此絕緣的金屬網(wǎng)孔,且每個(gè)金屬網(wǎng)孔分別為矩形金屬片??梢?,集電極2被分成一個(gè)個(gè)彼此絕緣的矩形區(qū)域,在對(duì)離子風(fēng)氣流加速裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí),僅需對(duì)集電極2上的金屬網(wǎng)孔進(jìn)行數(shù)據(jù)采集即可,省去了傳統(tǒng)的極板分割方法。本發(fā)明第二實(shí)施例還提供了一種離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置,該測(cè)試裝置包括上述離子風(fēng)氣流加速裝置,以及用于采集集電極2上的電流密度數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集卡采集集電極2上的電流密度數(shù)據(jù)。作為一優(yōu)選方案,如圖4所示,左邊的虛線框內(nèi)設(shè)置合適的電阻,通過電阻把從集電極2上采集到的電流密度轉(zhuǎn)化成適合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)量程的電壓值,即此測(cè)試系統(tǒng)通過電阻把電流轉(zhuǎn)化成電壓進(jìn)行測(cè)量,再發(fā)送給計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示和記錄。 作為一優(yōu)選方案,該計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)字萬(wàn)用表14和計(jì)算機(jī),數(shù)字萬(wàn)用表14測(cè)量集電極2上的電流密度,并傳給計(jì)算機(jī)顯示和記錄。其測(cè)試過程中對(duì)電極結(jié)構(gòu)間的電場(chǎng)無(wú)擾動(dòng),且電磁干擾小,可以保持電極結(jié)構(gòu)間的電場(chǎng)和離子風(fēng)速的穩(wěn)定性,從而更精確地測(cè)得離子風(fēng)氣流加速裝置的電流密度。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案,在本實(shí)施例中,集電極2具有彼此絕緣的金屬網(wǎng)孔,且每個(gè)金屬網(wǎng)孔均為長(zhǎng)度和寬度分別為2cm矩形金屬片(這樣一個(gè)測(cè)試面積,可以代表主流離子風(fēng)氣流加速器內(nèi)部電場(chǎng)的典型電場(chǎng)特性),此外,計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括至少一條采集線路,且每條所述采集線路僅與一個(gè)所述金屬網(wǎng)孔連接,即單個(gè)采集線路與單個(gè)金屬網(wǎng)孔(即測(cè)試點(diǎn))一一對(duì)應(yīng)連接?;诒景l(fā)明提供的第二實(shí)施例,本發(fā)明還提供了第三實(shí)施例,即當(dāng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對(duì)集電極2上的多個(gè)金屬網(wǎng)孔進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí),則有多個(gè)采集線路,且每個(gè)采集線路分別與每個(gè)金屬網(wǎng)孔連接,分別測(cè)量出每一個(gè)矩形金屬網(wǎng)孔區(qū)域的電流值,省去了傳統(tǒng)的極板分割方法,方便有效地測(cè)量矩形金屬網(wǎng)孔區(qū)域的電流密度值。同時(shí),計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括數(shù)字開關(guān)13,其具有多路自動(dòng)切換功能。計(jì)算機(jī)控制數(shù)字開關(guān)13,使其將同一時(shí)間測(cè)得的多個(gè)采集線路中的信號(hào),依次接到數(shù)字萬(wàn)用表14中,即計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的多個(gè)采集線路在同一時(shí)間分別測(cè)得與其對(duì)應(yīng)的金屬網(wǎng)孔處傳來的電流密度的信號(hào),并由數(shù)字開關(guān)13接收,數(shù)字開關(guān)13再自動(dòng)選擇其一地將接收到的信號(hào)依次接到數(shù)字萬(wàn)用表14中,數(shù)字萬(wàn)用表14再傳給計(jì)算機(jī)顯示和記錄。可見,本實(shí)施例在測(cè)試過程中,不僅對(duì)電極結(jié)構(gòu)間的電場(chǎng)無(wú)擾動(dòng)、電磁干擾小,而且,基于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)虛擬儀器編程,其操作性強(qiáng),采樣速度快,可以突破傳統(tǒng)測(cè)試裝置的缺陷,測(cè)得集電極2的電流密度波形,進(jìn)而對(duì)離子風(fēng)氣流加速裝置的特性進(jìn)行進(jìn)一步的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案,在本實(shí)施例中,數(shù)字開關(guān)13和數(shù)字萬(wàn)用表14放置在 PXI (PCI extensions for Instrumentation,面向儀器系統(tǒng)的 PCI 擴(kuò)展,其中 PCI 是指 外部控制器接口,即Peripheral Component Interconnect)機(jī)箱7內(nèi),計(jì)算機(jī)的主機(jī)10通過電纜連接到PXI機(jī)箱7來控制數(shù)字開關(guān)13和數(shù)字萬(wàn)用表14。此外,為了防止外界干擾,還將PXI機(jī)箱7和計(jì)算機(jī)主機(jī)10放置在用于屏蔽電場(chǎng)的屏蔽柜6內(nèi)。并且,計(jì)算機(jī)的顯示器8為不易受實(shí)驗(yàn)電場(chǎng)干擾的IXD (Liquid Crystal Display,液晶顯示器)顯示器,IXD顯示器和鍵盤等放在電腦桌上。為了實(shí)驗(yàn)時(shí)接線方便,在連接各控制柜的線路上采用快速連接件9。為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案,在本實(shí)施例中,測(cè)試裝置還包括設(shè)置于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上的過壓保護(hù)電路5,其中,過壓保護(hù)電路5由壓敏電阻和氣體放電管組成兩級(jí)保護(hù)。作為一優(yōu)選方案,如圖5中所示,從測(cè)試點(diǎn),即集電極2上的金屬網(wǎng)孔,引出的導(dǎo)線接到過壓保護(hù)電路5上,過壓保護(hù)電路5集中放置在一個(gè)控制柜4內(nèi)。請(qǐng)參閱圖4,左邊的虛線框內(nèi)設(shè)置電阻,通過電阻把從集電極2上采集到的電流密度轉(zhuǎn)化成適合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)量程的電壓值,即此測(cè)試系統(tǒng)通過電阻把電流轉(zhuǎn)化成電壓進(jìn)行測(cè)量。因此,在本實(shí)施例中,計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)如采用型號(hào)為NI DMM 4070的數(shù)字萬(wàn)用表,它對(duì)電壓的最大分辨率為22位,也就是說讀數(shù)誤差為1/222,小于400萬(wàn)分之一,這是傳統(tǒng)的指針式儀表不可能達(dá)到的精度。此外,型號(hào)為NI DMM 4070的數(shù)字萬(wàn)用表具有最大每秒180萬(wàn)次的采樣速度,能夠準(zhǔn)確地取得每個(gè)測(cè)試點(diǎn)隨時(shí)間變化的電流波形。再結(jié)合高壓電源二次電壓的波形,可以對(duì)電暈極I和具有金屬網(wǎng)孔的集電極2所形成的電場(chǎng)的特性進(jìn)行研究。在一個(gè)實(shí)施例中,高壓電源的額定電壓為20KV,最大電流為5mA。在高壓電源供電的狀態(tài)下,在電暈極I和集電極2之間的空氣中將產(chǎn)生電場(chǎng),此時(shí),電暈極I和集電極2之間將會(huì)產(chǎn)生微小電流,集電極2上測(cè)試點(diǎn),即金屬網(wǎng)孔的電流就是本實(shí)驗(yàn)測(cè)試的對(duì)象。正常狀態(tài)下,對(duì)于每個(gè)集電極2上的每一個(gè)測(cè)試點(diǎn),由數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集,由計(jì)算機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄,通過軟件編程形式對(duì)其進(jìn)行顯示。特殊情況下電暈極I和集電極2之間的空氣層被擊穿,測(cè)試點(diǎn)的瞬時(shí)電流可能增至5mA。通過過壓保護(hù)電路5的實(shí)施,減少對(duì)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的危害。壓敏電阻在20V電壓下導(dǎo)通,氣體放電管在500V下?lián)舸?,而?shù)據(jù)采集系統(tǒng)能經(jīng)受840V達(dá)5秒。在測(cè)試回路中加入壓敏電阻和氣體放電管組成兩級(jí)保護(hù),以防止火花的發(fā)生對(duì)于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的沖擊。所以,測(cè)量回路對(duì)電場(chǎng)放電特性的影響是可以忽略不計(jì)的,這是測(cè)試準(zhǔn)確性的前提。 對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的,本文中 所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此,本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
      權(quán)利要求
      1.一種離子風(fēng)氣流加速裝置,包括由電暈極(I)和集電極(2)構(gòu)成的電極結(jié)構(gòu),其特征在于,所述電暈極(I)為針尖放電式電暈極。
      2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離子風(fēng)氣流加速裝置,其特征在于,所述集電極(2)具有彼此絕緣的金屬網(wǎng)孔。
      3.一種離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置,其特征在于,包括如權(quán)利要求I所述的離子風(fēng)氣流加速裝置,以及用于采集所述集電極(2)上的電流密度數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置,其特征在于,所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括數(shù)字萬(wàn)用表(14)和計(jì)算機(jī),所述數(shù)字萬(wàn)用表(14)測(cè)量所述集電極(2 )上的電流密度,并發(fā)送給所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示和記錄。
      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置,其特征在于,所述集電極(2 )具有彼此絕緣的金屬網(wǎng)孔,所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括至少一條采集線路,且每條所述采集線路僅與一個(gè)所述金屬網(wǎng)孔連接。
      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置,其特征在于,所述計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括數(shù)字開關(guān)(13),所述數(shù)字開關(guān)(13)將同一時(shí)間測(cè)得的多個(gè)所述采集線路中的信號(hào),依次接到所述數(shù)字萬(wàn)用表(14)中。
      7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置,其特征在于,所述數(shù)字開關(guān)(13)和所述數(shù)字萬(wàn)用表(14)放置在PXI機(jī)箱(7)內(nèi),所述計(jì)算機(jī)的主機(jī)(10)通過電纜連接到所述PXI機(jī)箱(7)來控制所述數(shù)字開關(guān)(13)和所述數(shù)字萬(wàn)用表(14)。
      8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置,其特征在于,所述PXI機(jī)箱(7)和所述計(jì)算機(jī)主機(jī)(10)放置在屏蔽電場(chǎng)的屏蔽柜(6)內(nèi)。
      9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置,其特征在于,還包括設(shè)置于所述集電極(2)與所述數(shù)字萬(wàn)用表(14)之間的過壓保護(hù)電路(5)。
      10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置,其特征在于,所述過壓保護(hù)電路(5 )由壓敏電阻和氣體放電管組成兩級(jí)保護(hù)。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種離子風(fēng)氣流加速裝置,包括由電暈極和集電極構(gòu)成的電極結(jié)構(gòu),其中,電暈極為針尖放電式電暈極。可見,本發(fā)明實(shí)施例提供的離子風(fēng)氣流加速裝置中,電極結(jié)構(gòu)采用針尖放電的形式,放電能力相對(duì)于常規(guī)放電形式有無(wú)比的優(yōu)越性。此外,本發(fā)明還公開了一種離子風(fēng)氣流加速裝置電流密度測(cè)試裝置,其測(cè)試過程中對(duì)電極結(jié)構(gòu)間電場(chǎng)無(wú)擾動(dòng)、電磁干擾小,可以保持電極結(jié)構(gòu)間的電場(chǎng)和離子風(fēng)速的穩(wěn)定性,從而更精確地測(cè)得離子風(fēng)氣流加速裝置的電流密度。
      文檔編號(hào)H01T23/00GK102856794SQ20121034668
      公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
      發(fā)明者莊蒙蒙, 張德軒, 孔春林, 劉杰, 朱繼保, 任燕 申請(qǐng)人:杭州天明環(huán)保工程有限公司
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