CN103278781B - 脉冲氙灯电特性分析仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于放电灯点火或控制的电路装置，具体涉及脉冲氙灯电特性分析仪。脉冲氙灯电特性分析仪，包括：上位机；脉冲氙灯控制模块；采样模块；数据采集卡，将采样得到的数据传输给上位机。本发明实现了脉冲氙灯电特性的在线快速检测，检测结果准确，弥补了这一领域相关仪器的空白；由于本发明高度的自动化、可靠性高、可视度高、检测准确快速全面的优点，在激光领域、光学仪器领域有着广阔的应用前景。

Description

脉冲氙灯电特性分析仪

技术领域：

本发明涉及一种用于放电灯点火或控制的电路装置，具体涉及脉冲氙灯电特性分析仪。

背景技术：

脉冲氙灯是一种气体放电灯，灯管内密封了高压氙气在电场的作用下导通，实现放电。相对于其他类型光源脉冲氙灯具有光效率高光强大，紫外光谱好，可靠性高等优点，被广泛用作激光泵浦源，各种类型仪器的光源。而电特性分析特别是电流密度等参数是脉冲氙灯重要的参数直接影响着脉冲氙灯的光输出特性。

在现有技术中，对于脉冲氙灯电特性检测国内外均采用实验室测试法，检测耗时长，耗费人力，人为主观因素影响较大；没有相应的仪器对于脉冲氙灯关键电学参数进行测试，不能够对脉冲氙灯的电特性进行有效的评估。

发明内容

发明设计了一种脉冲氙灯电特性分析仪，通过对脉冲氙灯闪光过程中，采集电流电压信号交由PC上位机处理。实现了在线、自动以及有效地对脉冲氙灯电特性进行分析，同时获得脉冲氙灯工作电压、电流、电流密度、伏安特性、功率谱等性能参数。

脉冲氙灯电特性分析仪，包括：

上位机14；

脉冲氙灯控制模块12，包括：显示电路、脉冲氙灯RLC放电回路、MCU控制电路，MCU控制电路受上位机控制；

采样模块11，包括：电流采样电路、电压采样电路、脉冲光强度采样电路；

数据采集卡13，将采样得到的数据传输给上位机；

所述脉冲氙灯RLC放电回路的阻尼系数为0.75。

所述电流采样电路采用罗柯夫斯基线圈对脉冲氙灯放电的电流进行检测。

所述电压采样电路为大电阻分压电路。

所述脉冲光强度采样电路为光敏二极管。

作为优选方案，还包括：上位机数据处理模块，该模块根据数据采集卡传来的数据，计算出脉冲氙灯放电电流密度、电阻率系数。

本发明实现了脉冲氙灯电特性的在线快速检测，检测结果准确，弥补了这一领域相关仪器的空白，科研人员在对脉冲氙灯的电特性进行检测时可以更加快速全面的知道脉冲氙灯的相关的电学参数，对于脉冲氙灯的生产企业也可以加高效准确的检测生产氙灯的电学特性。由于本发明高度的自动化、可靠性高、可视度高、检测准确快速全面的优点，在激光领域、光学仪器领域有着广阔的应用前景。

附图说明：

图1为实施例系统结构图。图中，11代表采样模块，12代表脉冲氙灯控制模块，13代表数据采集卡，14代表上位机，15代表打印机，16代表上位机软件。

图2代表脉冲氙灯控制模块结构示意图，图中1代表LCD显示电路；2a、2b、2c、2d、2e、2f分别代表LED指示灯，从左到右依次为上电指示灯、灯放入指示灯、正在检测指示灯、检测结束指示灯、联机指示灯、系统错误指示灯；3a、3b、3c、3d分别代表按键，从左到右依次为上电按键、复位按键、联机按键、强制关机按键；4代表脉冲氙灯固定接口，5代表数据线，6代表电源线。

图3为脉冲氙灯电特性分析仪实际检测所得的伏安特性曲线，图中，横坐标代表电流，单位为安培，纵坐标代表电压，单位为伏特。

具体实施方式：

实施例：

结合图1-3，说明本发明的实施方式。脉冲氙灯电特性分析仪，包括：

上位机14，选择PC机，安装基于LabVIEW的上位机控制软件，实现了对于各个模块的综合控制，仪器的所有动作，包括高压值的选择，采样，数据的运算，结果的显示与打印等过程全部由上位机软件的控制实现，实现了仪器的高度自动化；

脉冲氙灯控制模块12，包括：

显示电路1，采用LCD显示电路，选用freescale公司的MC9S08JM60单片机对脉冲氙灯控制仪基本参数进行显示，如高压值、脉冲放电频率等；

脉冲氙灯RLC放电回路，为了在分析过程中使脉冲氙灯效率最高，脉冲氙灯RLC放电回路经过精确的计算，使脉冲氙灯放电回路的阻尼系数a=0.75，由于不同灯以及电压的改变会使阻尼系数a改变，故通过设计电路使MCU自动切换L和C的值可以改变a，使其等于0.75；

MCU控制电路，MCU控制电路受上位机控制；

采样模块，包括：电流采样电路、电压采样电路、脉冲光强度采样电路；

数据采集卡13，选择NI公司数据采集卡，将采样得到的数据传输给上位机；

上位机数据处理模块，该模块根据数据采集卡传来的数据，计算出脉冲氙灯放电电流密度、电阻率系数等参数并由上位机绘制出电流、电压等曲线，本模块最大限度的利用了上位机的硬件优势；

与上位机连接的打印机15，对检测结果进行打印，实现人机交互。

所述电流采样电路采用罗柯夫斯基线圈对脉冲氙灯放电的电流进行检测，罗柯夫斯基线圈具有采样灵敏可靠性高的优点并且避免了采用传统分流法分流电阻对放电回路的影响。

所述电压采样电路为大电阻分压电路，电阻采用美国产高频DALE无感电阻，通过一个大电阻与一个小电阻串联分压电路采集脉冲氙灯放电的电压信号。

所述脉冲光强度采样电路为光敏二极管，根据脉冲光强弱不同对脉冲光信号进行衰减或者放大。

工作过程如下：

检测前准备：将脉冲氙灯固定在脉冲氙灯固定接口4上面，接上仪器电源线6，并用数据线5将仪器与上位机14连接；按下上电键3a给仪器上电，然后按住仪器上面联机按键3c同时打开上位机软件16，点击上位机软件上面联机按钮实现仪器与上位机联机，联机指示灯2e亮。

点击上位机软件上面的开始检测按钮，脉冲氙灯电特性分析仪开始对脉冲氙灯进行检测分析，正在检测指示灯2c亮，一段时间后检测分析结束，检测结束指示灯2d亮，同时上位机软件对得到的结果进行显示，同时通过打印机15对结果打印输出。

Claims (5)

1.脉冲氙灯电特性分析仪，其特征在于，包括：

上位机(14)；

脉冲氙灯控制模块(12)，包括：显示电路、脉冲氙灯RLC放电回路、MCU控制电路，MCU控制电路受上位机控制；

采样模块(11)，包括：电流采样电路、电压采样电路、脉冲光强度采样电路；

数据采集卡(13)，将采样得到的数据传输给上位机；

所述脉冲氙灯RLC放电回路的阻尼系数为0.75。

2.根据权利要求1所述脉冲氙灯电特性分析仪，其特征在于，所述电流采样电路采用罗柯夫斯基线圈对脉冲氙灯放电的电流进行检测。

3.根据权利要求1所述脉冲氙灯电特性分析仪，其特征在于，所述电压采样电路为大电阻分压电路。

4.根据权利要求1所述脉冲氙灯电特性分析仪，其特征在于，所述脉冲光强度采样电路为光敏二极管。

5.根据权利要求1至4任何一项所述脉冲氙灯电特性分析仪，其特征在于，还包括：

上位机数据处理模块，该模块根据数据采集卡传来的数据，计算出脉冲氙灯放电电流密度、电阻率系数。