CN110658427B - 一种液体放电特性的检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液体放电特性的检测系统，包括：电源、升压变压器、全波整流器、储能电容、空气开关、实验箱体、实验上电极、实验下电极、电压测量装置、电流测量装置、水听器及示波器；在所述电源开启后，所述升压变压器升压通过所述全波整流器对所述储能电容充电；在所述储能电容达到预设的电容电压后，所述空气开关打开，所述实验上电极以及所述实验下电极放电；所述电压测量装置的测量数据、所述电流测量装置的测量数据及所述水听器的测量数据传输至示波器，所述示波器显示液体放电波形。本发明实施例还公开了液体放电特性的检测方法，解决了现有技术中液体放电的检测操作复杂的问题。
Description
技术领域
本发明涉及液体放电技术领域，尤其涉及一种液体放电特性的检测系统及方法。
背景技术
液电效应是液体介质中高电压、大电流脉冲放电时伴随高速能力转换并产生热、光、力、声等物理效应的总称。液电效应在工业上应用广泛，比如机械加工制造、电脉冲清洗、体外碎石、制作水下声纳设备等。因为利用液体(例如水)放电技术产生液电效应具有环境友好、效率高、成本低等优电。
液体放电过程时一个复杂的物理化学过程。每一种液体的放电特性不同，而且影响液体放电的因素很多，主要有充电电压、液体电导率、电极间隙距离等影响因素，所以液体放电的检测操作复杂。
发明内容
本发明实施例提供一种液体放电特性的检测系统及方法，能有效解决现有技术液体放电的检测操作复杂的问题。
本发明一实施例提供一种液体放电特性的检测系统，包括：电源、升压变压器、全波整流器、储能电容、空气开关、用于盛装液体的实验箱体、实验上电极、实验下电极、用于测量所述储能电容电压的电压测量装置、用于测量所述储能电容放电时电流的电流测量装置、用于测量实验箱体中的液体中放电冲击波的水听器以及用于接收所述电压测量装置的测量信号、所述电流测量装置的测量信号、所述水听器的测量信号的示波器；
所述升压变压器的输入端与所述电源连接，所述升压变压器的输出端与所述全波整流器的输入端连接，所述全波整流器的第一输出端通过所述空气开关与所述实验上电极连接；所述全波整流器的第二输出端与所述实验下电极连接，所述实验上电极与所述实验下电极相对设置；
所述储能电容的第一端连接于所述全波整流器的第一输出端与所述空气开关之间，所述储能电容的第二端连接于所述全波整流器的第二输出端与所述实验下电极之间；
所述电流测量装置的测量端连接于所述储能电容的第二端与所述实验下电极之间；所述水听器设置于所述实验上电极的一侧；所述电压测量装置的第一端与所述全波整流器的第一输出端连接，所述电压测量装置的测量端连接于所述全波整流器的第二输出端与所述储能电容的第二端之间；
所述示波器分别与所述电流测量装置的输出端、所述电压测量装置的输出端以及所述水听器的输出端连接。
作为上述方案的改进，还包括：可移动的底座；
所述实验下电极可拆卸连接于所述底座，所述实验下电极穿过所述底座与全波整流器的第二输出端连接。
作为上述方案的改进，还包括：所述实验上电极的固定装置以及至少四个支撑柱；
所述实验上电极插接于所述固定装置，所述支撑柱的一端插接于所述固定装置，所述支撑柱的另一端插接于所述底座。
作为上述方案的改进，所述实验下电极螺纹连接于所述底座。
作为上述方案的改进，所述全波整流器包括四个相同的二极管；
所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极连接，所述第一二极管的正极与所述第四二极管的正极连接；
所述第三二极管的负极与所述第二二极管的负极连接，所述第三二极管的正极与所述第四二极管的负极连接；
所述升压变压器的第一输出端连接于所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极之间，所述升压变压器的第二输出端连接于所述第三二极管的正极与所述第四二极管的负极之间；
所述实验上电极通过所述空气开关连接于所述第三二极管的负极与所述第二二极管的负极之间；所述实验下电极连接于所述第一二极管的正极与所述第四二极管的正极之间。
作为上述方案的改进，还包括：保护电阻以及测量电阻；
所述保护电阻连接于所述全波整流器的第一输出端与所述空气开关之间，所述测量电阻并联于所述储能电容两端。
作为上述方案的改进，所述电压测量装置为高压探头。
作为上述方案的改进，所述电流测量装置为罗氏线圈。
本发明另一实施例对应提供了一种液体放电特性的检测方法，所述方法应用于所述的液体放电特性的检测系统，包括以下步骤：
将待测液体放入所述实验箱体中；
在所述电源开启后，所述升压变压器升压通过所述全波整流器对所述储能电容充电；
在所述储能电容达到预设的电容电压后，所述空气开关打开，所述实验上电极以及所述实验下电极放电；
所述电压测量装置的测量数据、所述电流测量装置的测量数据及所述水听器的测量数据传输至示波器，所述示波器显示液体放电波形。
与现有技术相比，本发明实施例公开的一种液体放电特性的检测系统及方法，通过将待测液体放入所述实验箱体中；在所述电源开启后，所述升压变压器升压通过所述全波整流器对所述储能电容充电；在所述储能电容达到预设的电容电压后，所述空气开关打开，所述实验上电极以及所述实验下电极放电；所述电压测量装置的测量数据、所述电流测量装置的测量数据及所述水听器的测量数据传输至示波器，所述示波器显示液体放电波形，从而得到待测液体的放电特性，而且所述液体放电特性的检测系统便于更换待测液体，从而可以得到不同液体的放电特性。同时由于所述液体放电特性的检测系统可以同时调节多个影响液体放电效果的因素，从而简化了液体放电的检测操作。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种液体放电特性的检测系统的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种液体放电特性的检测系统中底座及固定装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，是本发明一实施例提供的一种液体放电特性的检测系统的结构示意图。
本发明实施例提供了一种液体放电特性的检测系统，包括：电源1、升压变压器2、全波整流器3、储能电容C、空气开关TGS、用于盛装液体的实验箱体6、实验上电极7、实验下电极8、用于测量所述储能电容C电压的电压测量装置4、用于测量所述储能电容C放电时电流的电流测量装置5、用于测量实验箱体6中的液体中放电冲击波的水听器9以及用于接收所述电压测量装置4的测量信号、所述电流测量装置5的测量信号、所述水听器9的测量信号的示波器10。
所述升压变压器2的输入端与所述电源1连接，所述升压变压器2的输出端与所述全波整流器3的输入端连接，所述全波整流器3的第一输出端通过所述空气开关TGS与所述实验上电极7连接；所述全波整流器3的第二输出端与所述实验下电极8连接，所述实验上电极7与所述实验下电极8相对设置。
所述储能电容C的第一端连接于所述全波整流器3的第一输出端与所述空气开关TGS之间，所述储能电容C的第二端连接于所述全波整流器3的第二输出端与所述实验下电极8之间；
所述电流测量装置5的测量端连接于所述储能电容C的第二端与所述实验下电极8之间；所述水听器9设置于所述实验上电极7的一侧；所述电压测量装置4的第一端与所述全波整流器3的第一输出端连接，所述电压测量装置4的测量端连接于所述全波整流器3的第二输出端与所述储能电容C的第二端之间。
所述示波器10分别与所述电流测量装置5的输出端、所述电压测量装置4的输出端以及所述水听器9的输出端连接。
参见图1，在本实施例中，所述电压测量装置4为高压探头，其型号为TEK-P6015A，带宽为75MHZ，最高电压为40kV；所述电流测量装置5为罗氏线圈，其型号为PEARSON4418；所述水听器9型号为RHS-10，适用于200KHz以上的高频测量；所述示波器10的型号为EDS204-T。所述实验上电极7与所述实验下电极8之间的电极间隙距离在此不做限定。液体为水，还可以为其他可以放电的液体，在此不做限定。
综上所述，通过将待测液体放入所述实验箱体6中；在所述电源1开启后，所述升压变压器2升压通过所述全波整流器3对所述储能电容C充电；在所述储能电容C达到预设的电容电压后，所述空气开关TGS打开，所述实验上电极7以及所述实验下电极8放电；所述电压测量装置4的测量数据、所述电流测量装置5的测量数据及所述水听器9的测量数据传输至示波器10，所述示波器10显示液体放电波形，从而得到待测液体的放电特性，而且所述液体放电特性的检测系统便于更换待测液体，从而可以得到不同液体的放电特性。同时由于所述液体放电特性的检测系统可以同时调节多个影响液体放电效果的因素，从而简化了液体放电的检测操作。
参见图2，作为上述方案的改进，还包括：可移动的底座；本实施例中，所述底座为梯形台。
所述实验下电极8可拆卸连接于所述底座，所述实验下电极8穿过所述底座与全波整流器3的第二输出端连接。
具体地，由于底座可以移动，使得底座不拘泥于单一的实验箱体6，便于更换待测液体，同时方便更换电极头，便于检测电极形状对放电特性的影响。而且，由于底座可移动，还便于测量实验上电极与实验下电极之间的距离，从而检测电极间隙距离对液体放电特性的影响。在本实施例中，底座由于自身重量可以放置于实验箱体6中，不会随液体放电爆炸产生的震动而轻易移动。
作为上述方案的改进，还包括：所述实验上电极7的固定装置11以及至少四个支撑柱；所述实验上电极7插接于所述固定装置11，所述支撑柱的一端插接于所述固定装置11，所述支撑柱的另一端插接于所述底座。在本实施例中，设置有四个支撑住，但是并不限定支撑柱的个数，支撑柱越多，装置越稳定；固定装置11为固定台，在本实施例中固定台的形状不做限定。
具体地，通过讲实验上电极7插接于固定台，支撑柱的一端插接于固定台，支撑柱的另一端插接于底座，保证了实验上电极7与实验下电极8的稳定，使得电极间隙不会随着液体放电爆炸产生的震动而改变。
作为上述方案的改进，所述实验下电极8螺纹连接于所述底座。
具体地，由于实验下电极8螺纹连接于所述底座，使得实验下电极8与底座连接更稳定，而且还可以通过螺纹连接改变实验下电极8与实验上电极7间的距离。从而得到电极的间隙距离对放电特性的影响，进而使得液电效应达到更好的效果。
参见图1，作为上述方案的改进，所述全波整流器3包括四个相同的二极管。
所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极连接，所述第一二极管的正极与所述第四二极管的正极连接。
所述第三二极管的负极与所述第二二极管的负极连接，所述第三二极管的正极与所述第四二极管的负极连接。
所述升压变压器2的第一输出端连接于所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极之间，所述升压变压器2的第二输出端连接于所述第三二极管的正极与所述第四二极管的负极之间。
所述实验上电极7通过所述空气开关TGS连接于所述第三二极管的负极与所述第二二极管的负极之间；所述实验下电极8连接于所述第一二极管的正极与所述第四二极管的正极之间。
具体地，通过采用四个相同的二极管，对经过升压变压器2的电流进行整流。
作为上述方案的改进，还包括：保护电阻R1以及测量电阻R2；所述保护电阻R1连接于所述全波整流器3的第一输出端与所述空气开关TGS之间，所述测量电阻R2并联于所述储能电容C两端。
本发明实施例对应提供了一种液体放电特性的检测方法，所述方法应用于所述的液体放电特性的检测系统，包括以下步骤：
将待测液体放入所述实验箱体6中。
在所述电源1开启后，所述升压变压器2升压通过所述全波整流器3对所述储能电容C充电。
在所述储能电容C达到预设的电容电压后，所述空气开关TGS打开，所述实验上电极7以及所述实验下电极8放电。
所述电压测量装置4的测量数据、所述电流测量装置5的测量数据及所述水听器9的测量数据传输至示波器10，所述示波器10显示液体放电波形。
本发明实施例还公开了一种液体放电特性的检测方法，通过将待测液体放入所述实验箱体6中；在所述电源1开启后，所述升压变压器2升压通过所述全波整流器3对所述储能电容C充电；在所述储能电容C达到预设的电容电压后，所述空气开关TGS打开，所述实验上电极7以及所述实验下电极8放电；所述电压测量装置4的测量数据、所述电流测量装置5的测量数据及所述水听器9的测量数据传输至示波器10，所述示波器10显示液体放电波形，从而得到待测液体的放电特性，而且所述液体放电特性的检测系统便于更换待测液体，从而可以得到不同液体的放电特性。同时由于所述液体放电特性的检测系统可以同时调节多个影响液体放电效果的因素，从而简化了液体放电的检测操作。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种液体放电特性的检测系统，其特征在于，包括：电源、升压变压器、全波整流器、储能电容、空气开关、用于盛装液体的实验箱体、实验上电极、实验下电极、用于测量所述储能电容电压的电压测量装置、用于测量所述储能电容放电时电流的电流测量装置、用于测量实验箱体中的液体中放电冲击波的水听器以及用于接收所述电压测量装置的测量信号、所述电流测量装置的测量信号、所述水听器的测量信号的示波器、可移动的底座；
所述升压变压器的输入端与所述电源连接，所述升压变压器的输出端与所述全波整流器的输入端连接，所述全波整流器的第一输出端通过所述空气开关与所述实验上电极连接；所述全波整流器的第二输出端与所述实验下电极连接，所述实验上电极与所述实验下电极相对设置；
所述储能电容的第一端连接于所述全波整流器的第一输出端与所述空气开关之间，所述储能电容的第二端连接于所述全波整流器的第二输出端与所述实验下电极之间；
所述电流测量装置的测量端连接于所述储能电容的第二端与所述实验下电极之间；所述水听器设置于所述实验上电极的一侧；所述电压测量装置的第一端与所述全波整流器的第一输出端连接，所述电压测量装置的测量端连接于所述全波整流器的第二输出端与所述储能电容的第二端之间；
所述示波器分别与所述电流测量装置的输出端、所述电压测量装置的输出端以及所述水听器的输出端连接；
所述底座为梯形台，所述实验下电极可拆卸连接于所述底座，所述实验下电极穿过所述底座与全波整流器的第二输出端连接。
2.如权利要求1所述的液体放电特性的检测系统，其特征在于，还包括：所述实验上电极的固定装置以及至少四个支撑柱；
所述实验上电极插接于所述固定装置，所述支撑柱的一端插接于所述固定装置，所述支撑柱的另一端插接于所述底座。
3.如权利要求1所述的液体放电特性的检测系统，其特征在于，所述实验下电极螺纹连接于所述底座。
4.如权利要求1所述的液体放电特性的检测系统，其特征在于，所述全波整流器包括四个相同的二极管；
所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极连接，所述第一二极管的正极与所述第四二极管的正极连接；
所述第三二极管的负极与所述第二二极管的负极连接，所述第三二极管的正极与所述第四二极管的负极连接；
所述升压变压器的第一输出端连接于所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极之间，所述升压变压器的第二输出端连接于所述第三二极管的正极与所述第四二极管的负极之间；
所述实验上电极通过所述空气开关连接于所述第三二极管的负极与所述第二二极管的负极之间；所述实验下电极连接于所述第一二极管的正极与所述第四二极管的正极之间。
5.如权利要求1所述的液体放电特性的检测系统，其特征在于，还包括：保护电阻以及测量电阻；
所述保护电阻连接于所述全波整流器的第一输出端与所述空气开关之间，所述测量电阻并联于所述储能电容两端。
6.如权利要求1所述的液体放电特性的检测系统，其特征在于，所述电压测量装置为高压探头。
7.如权利要求1所述的液体放电特性的检测系统，其特征在于，所述电流测量装置为罗氏线圈。
8.一种液体放电特性的检测方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至7所述的液体放电特性的检测系统，包括以下步骤：
将待测液体放入所述实验箱体中；
在所述电源开启后，所述升压变压器升压通过所述全波整流器对所述储能电容充电；
在所述储能电容达到预设的电容电压后，所述空气开关打开，所述实验上电极以及所述实验下电极放电；
所述电压测量装置的测量数据、所述电流测量装置的测量数据及所述水听器的测量数据传输至示波器，所述示波器显示液体放电波形。
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