CN205959500U - 实验用变气压的高压放电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种实验用变气压的高压放电系统，属于高压气体放电领域。包括密闭放电腔、高压电源系统、真空泵、真空计及步进电机驱动系统、可滑动导轨、第一支架和第二支架，第二支架设在可滑动导轨的一边且能移动，第一陶瓷绝缘体的上端设有二维调节器，二维调节器的上端设有第一放电探头，第二陶瓷绝缘体的上端设有第二放电探头，第二支架的两侧设有第一触点开关和第二触点开关，放电探头通过导线与高压电源系统连接，且导线分别通过高压接线柱固定于密闭放电腔的外壁上，真空泵通过排气放气管与密闭放电腔连接，且排气放气管上设有第一球阀，步进电机设在滑动导轨的一侧，步进电机驱动系统设在密闭放电腔的外部并与步进电机电气连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及高压气体放电领域，尤其涉及一种实验用变气压的高压放电系统。
背景技术
目前，高压放电已被广泛应用于生产生活的各个方面，例如，它已被用于处理污水技术，食品杀菌，细菌消毒，电火花对金属进行切割、抛光加工等方面。近年来，从节能和环保的观点出发成功开发了许多具有高光效、高显色性、长寿命的新型高压气体放电灯，这些灯已被广泛应用于室外照明、室内照明、汽车照明和背光照明等。另外，高压放电对人血细胞遗传学影响的研究，高压放电检测技术等，不但是高压设备出厂试验的主要项目，也是设备运行中进行绝缘试验的重要手段。此外，利用高压放电还可以治理空气污染，保鲜食物等。因此，研制一种能够用于研究高压放电现象的高压放电系统至关重要。
实用新型内容
为了便于研究高压放电过程中的各种现象，本实用新型提供了一种实验用变气压的高压放电系统。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种实验用变气压的高压放电系统，其包括密闭放电腔、高压电源系统、真空泵、真空计及步进电机驱动系统；所述密闭放电腔内的底部设有可滑动导轨；所述可滑动导轨上设置有第一支架，所述第一支架固定在所述可滑动导轨的一边；所述可滑动导轨的丝杆上设置有第二支架且所述第二支架位于可滑动导轨的另一边；所述第一支架和所述第二支架上分别设有第一陶瓷绝缘体和第二陶瓷绝缘体，所述第一陶瓷绝缘体的上端设有二维调节器，所述二维调节器上设有第一放电探头，且所述第一放电探头与所述二维调节器之间设有陶瓷绝缘片；所述第二陶瓷绝缘体的上端设有第二放电探头；所述丝杆的一端与步进电机连接，所述步进电机位于所述可滑动导轨设有所述第二支架的一侧，所述步进电机在所述步进电机驱动系统驱动下可驱动所述丝杆旋转，以使第二支架与所述第一支架之间的距离发生变化；所述第二支架的两侧设有第一触点开关和第二触点开关；所述第一放电探头和所述第二放电探头分别通过第一导线和第二导线与所述高压电源系统连接，且所述第一导线和所述第二导线分别通过第一高压接线柱和第二高压接线柱固定于所述密闭放电腔的外壁上；所述真空泵通过排气放气管与所述密闭放电腔连接，所述排气放气管上设置有第一球阀；所述密闭放电腔的侧壁上还设置有放气管，所述放气管上设置有第二球阀；所述真空计设在所述密闭放电腔的侧壁上；所述步进电机驱动系统设在所述密闭放电腔的外部并与所述步进电机电气连接。
进一步地，所述高压放电系统还包括充气管、换气瓶和第三球阀，所述充气管设置于所述密闭放电腔的侧壁上，所述第三球阀设置于所述充气管上，所述充气管的一端与所述换气瓶连接，另一端延伸至所述密闭放电腔的内部。
进一步地，所述密闭放电腔设有至少一个观察窗，所述观察窗位于所述密闭放电腔的前侧、后侧或者上面，所述密闭放电腔的上端设有上盖且可开闭。
进一步地，所述密闭放电腔的材料为不锈钢。
进一步地，所述高压放电系统还包括开关，所述开关与所述第一触点开关和所述第二触点开关所在的串联电路并联连接。
进一步地，所述密闭放电腔中的压强变化范围为0.1MPa-400Pa。
本实用新型采用上述技术方案，可以实现在密闭放电腔观察高压放电时产生的各种现象。通过步进电机改变第二支架在滑动导轨上的位置，实现研究电极之间的极距对于放电现象的影响。通过在第二支架两侧设置第一触点开关和第二触点开关以控制第二支架在滑动导轨上的位置，以实现在密闭放电腔放电时随时调节高压放电探头之间的距离，而无需放气打开密闭放电腔再调节高压放电探头之间的距离。因此，与背景技术相比，本实用新型具有研究高频、低频、直流以及不同高压放电探头材料、不同高压放电探头形状、不同高压放电探头间距等条件下等离子体的放电模式，还有系统内填充不同气体介质的各种放电现象，了解气体放电本质等优点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型二维调节器与第一放电探头及陶瓷绝缘片之间的位置关系示意图；
图3是本实用新型第一触点开关、第二触点开关和开关之间的连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
如图1和图2所示，本实施例中的实验用变气压的高压放电系统，其包括密闭放电腔1、高压电源系统12、真空泵13、真空计14及步进电机驱动系统15；所述密闭放电腔1内的底部设有可滑动导轨4；所述可滑动导轨4上设置有第一支架21，所述第一支架21固定在可滑动导轨4的一边；所述可滑动导轨4的丝杆27上设置有第二支架22且所述第二支架22位于所述可滑动导轨4的另一边；所述第一支架21和所述第二支架22上分别设有第一陶瓷绝缘体3和第二陶瓷绝缘体16；所述第一陶瓷绝缘体3的上端设有二维调节器20，所述二维调节器20上设有第一放电探头2，且所述第一放电探头2与所述二维调节器20之间设有陶瓷绝缘片28；所述第二陶瓷绝缘体16的上端设有第二放电探头2’；所述丝杆27的一端与步进电机8连接，所述步进电机8位于所述可滑动导轨4设有所述第二支架22的一侧；所述步进电机8在所述步进电机驱动系统15驱动下可驱动所述丝杆27旋转，以使第二支架22与所述第一支架21之间的距离发生变化；所述第二支架22的两侧设有第一触点开关5和第二触点开关18且第一触点开关5和第二触点开关18与所述第二支架22之间相距一定距离。所述第一放电探头2和所述第二放电探头2’分别通过第一导线7、第二导线6和第一高压接线柱11、第二高压接线柱11’与所述高压电源系统12连接，且所述第一导线7和所述第二导线6分别通过第一高压接线柱11和第二高压接线柱11’固定于所述密闭放电腔1的外壁上；所述真空泵13通过排气放气管9与所述密闭放电腔1连接，所述排气放气管9上设置有第一球阀10；所述密闭放电腔1的侧壁上还设置有放气管25，所述放气管25上设置有第二球阀26；所述真空计14设在所述密闭放电腔1的与第一高压接线柱11相对的侧壁上；所述步进电机驱动系统15设在所述密闭放电腔1的外部并与所述步进电机8电气连接。
所述密闭放电腔1设有至少一个观察窗，所述观察窗位于所述密闭放电腔的前侧、后侧或者上面，所述密闭放电腔1的上端设有上盖且可开闭。例如，密闭放电腔1的前侧、后侧和上面各设有一个观察窗。通过至少一个观察窗可以实时观察密闭放电腔1中发生的高压放电现象。所述真空计14用于实时检测所述密闭放电腔1中的气压。具体地，当需要抽气时，打开第一球阀10，使真空泵13和密闭放电腔1连通，当抽到一定压强时，关闭该第一球阀10，此时可以观察密闭放电腔1中的放电现象。需要说明的是，当密闭放电腔1中不需要抽气时，先关闭第一球阀10再关闭真空泵13，可以防止真空泵13中的油回流。当需要在密闭放电腔1内加压时，可以打开第二球阀26，此时密闭放电腔1与大气连通。密闭放电腔1内的压力可以由真空计14直接读出，密闭放电腔1中的气压变化范围在0.1MPa-400Pa之间可调。所述步进电机驱动系统15用于驱动所述步进电机8。所述步进电机8用于改变第二支架22在所述滑动导轨4上的位置，从而实现改变第一放电探头2和第二放电探头2’之间的距离。所述二维调节器20用于对所述第一放电探头2和所述第二放电探头2’进行准直。
所述第一触点开关5和第二触点开关18用于控制所述第一放电探头2与所述第二放电探头2’之间的极距。具体地，当第二支架22通过所述步进电机8自动调节其在滑动导轨4上的位置，以实现调节第一放电探头2与第二放电探头2’之间的极间距时，在调节过程中为了防止第二放电探头2’超过行程导致第一放电探头2与第二放电探头2’接触后，使步进电机8继续工作而烧坏步进电机8，在第二支架22两侧各安装了一个触点开关并将它们串联在步进电机8的电源输入电路中。在调节第一放电探头2和第二放电探头2’之间的距离时，所述第一触点开关5和第二触点开关18都是闭合状态，步进电机8可以正常工作；当第二支架22在步进电机8的控制下移动时，碰到任何一个触点开关，该电源输入电路将断开，从而步进电机8停止工作，达到保护步进电机8的目的。
进一步地，如图3所示，所述高压放电系统还包括开关24，所述开关24与所述第一触点开关5和所述第二触点18所在的串联电路并联连接。设置开关24以后，当第一触点开关5或第二触点开关18开路时，此时控制开关24闭合，则步进电机8的电源输入电路将再次导通，步进电机驱动系统15又开始工作，步进电机8可倒转离开第一触点开关5或者第二触点开关18，使第一触点开关5或第二触点开关18导通，然后开关24自动开路，以保证第一触点开关5或者第二触点开关18可以继续控制步进电机8，达到保护步进电机8的目的。
进一步地，如图1所示，所述高压放电系统还包括换气瓶23、第三球阀17和充气管19。所述充气管19设置于所述密闭放电腔1的侧壁上，所述第三球阀17设置于所述充气管19上，所述充气管19的一端与所述换气瓶23连接，另一端延伸至所述密闭放电腔1的内部。其中，换气瓶23中可以存储不可燃气体介质，该气体介质可以通过充气管19进入密闭放电腔1。通过在高压放电系统中设置换气瓶23和充气管19，可以向密闭放电腔1中充入不同的气体介质，以实现研究不同介质的气体在高压放电时产生的现象。
上述实施例中的密闭放电腔1的材料为不锈钢。所述排气放气管9和所述充气管19的材料为不锈钢。
本实用新型的工作过程是：高压放电系统研究高压放电现象时，首先将第一放电探头2和第二放电探头2’固定在二维调节器20和第二支架22上，并通过调节二维调节器20对第一放电探头2和第二放电探头2’进行准直，接着将第一放电探头2和第二放电探头2’分别通过第一高压接线柱11及第二高压接线柱11’与高压电源系统12连接，将排气放气管9与真空泵13连接好，并装好真空计14，将步进电机8与步进电机驱动系统15连接。然后，封闭密闭放电腔1，打开第一球阀10，开启真空泵13对密闭放电腔1抽气改变其内部气压，通过真空计14观察气压变化情况，在一定的气压下，将第一放电探头2和第二放电探头2’接上高压电源系统12，这时可以观察到第一放电探头2和第二放电探头2’放电的各种现象。在放电过程中可以通过步进电机8改变第二支架22在滑动导轨4上的位置以改变第一放电探头2和第二放电探头2’之间的距离，从而研究不同电极距离时的放电现象。另外，还可以使用换气瓶23充一些其它气体来改变密闭放电腔1中的气体介质，以观察该气体介质下的高压放电现象。
使用上述高压放电系统对放电中的各种参数进行测量时，可以研究如下情况下的高压放电现象：第一、在压强不断变化时，对第一放电探头2和第二放电探头2’在各种压强下的放电现象进行测量。第二，通过步进电机8驱动丝杆27转动来使第二支架22移动改变电极间距，以实现测量电压与间距的对应关系；第三，通过改变第一放电探头2和第二放电探头2’的电极材料或形状，以研究电极材料对气体着火电压的影响；第四，通过改变高压电源12的电压类型，以实现研究直流条件下、在低频电源下、在高频电源下的放电现象。第五，将第一球阀10关闭，开启第三球阀17还可以对密闭放电腔1进行充气，从而改变密闭放电腔1中的气体介质，通过高压放电，来观察检测该气体介质下的放电现象；第六，该高压放电系统可以对不同气压下气体放电中等离子体振荡特性、等离子体的电子密度和温度范围以及振荡频率等进行研究。
该高压放电系统用于实验室中，以通过实验的方式研究高压放电过程的各种高压放电现象。
Claims (6)
1.一种实验用变气压的高压放电系统，其特征在于，包括密闭放电腔(1)、高压电源系统(12)、真空泵(13)、真空计(14)及步进电机驱动系统(15)；所述密闭放电腔(1)内的底部设有可滑动导轨(4)；所述可滑动导轨(4)上设置有第一支架(21)，所述第一支架(21)固定在所述可滑动导轨(4)的一边；所述可滑动导轨(4)的丝杆(27)上设置有第二支架(22)且所述第二支架(22)位于所述可滑动导轨(4)的另一边；所述第一支架(21)和所述第二支架(22)上分别设有第一陶瓷绝缘体(3)和第二陶瓷绝缘体(16)；所述第一陶瓷绝缘体(3)的上端设有二维调节器(20)，所述二维调节器(20)上设有第一放电探头(2)，且所述第一放电探头(2)与所述二维调节器(20)之间设有陶瓷绝缘片(28)；所述第二陶瓷绝缘体(16)的上端设有第二放电探头(2’)；所述丝杆(27)的一端与步进电机(8)连接，所述步进电机(8)位于所述可滑动导轨(4)设有所述第二支架(22)的一侧；所述第二支架(22)的两侧设有第一触点开关(5)和第二触点开关(18)；所述第一放电探头(2)和所述第二放电探头(2’)分别通过第一导线(7)和第二导线(6)与所述高压电源系统(12)连接，且所述第一导线(7)和所述第二导线(6)分别通过第一高压接线柱(11)和第二高压接线柱(11’)固定于所述密闭放电腔(1)的外壁上；所述真空泵(13)通过排气放气管(9)与所述密闭放电腔(1)连接，所述排气放气管(9)上设置有第一球阀(10)；所述密闭放电腔(1)的侧壁上还设置有放气管(25)，所述放气管(25)上设置有第二球阀(26)；所述真空计(14)设在所述密闭放电腔(1)的侧壁上；所述步进电机驱动系统(15)设在所述密闭放电腔(1)的外部并与所述步进电机(8)电气连接。
2.根据权利要求1所述的高压放电系统，其特征在于，所述高压放电系统还包括充气管(19)、换气瓶(23)和第三球阀(17)，所述充气管(19)设置于所述密闭放电腔(1)的侧壁上，所述第三球阀(17)设置于所述充气管(19)上，所述充气管(19)的一端与所述换气瓶(23)连接，另一端延伸至所述密闭放电腔(1)的内部。
3.根据权利要求1所述的高压放电系统，其特征在于，所述密闭放电腔(1)设有至少一个观察窗，所述观察窗位于所述密闭放电腔的前侧、后侧或者上面，所述密闭放电腔(1)的上端设有上盖且可开闭。
4.根据权利要求1所述的高压放电系统，其特征在于，所述密闭放电腔(1)的材料为不锈钢。
5.根据权利要求1所述的高压放电系统，其特征在于，它还包括开关(24)，所述开关(24)与所述第一触点开关(5)和所述第二触点开关(18)所在的串联电路并联连接。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的高压放电系统，其特征在于，所述密闭放电腔(1)中的压强变化范围为0.1MPa-400Pa。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107170341A (zh) * | 2017-07-24 | 2017-09-15 | 西南大学 | 一种探究气体放电现象及气体化学性质的综合演示仪 |
| CN107610567A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-01-19 | 杜鹏伟 | 一种用于物理教学的尖端放电设备 |
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