CN216244408U - 一种等离子点火系统测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种等离子点火系统测试装置，包括电源系统、弧焰测试系统、输出电压电流测试系统、数据采集及处理系统和输出显示系统；电源系统通过直流/交流电源选择模块、工作电压/电流测试模块与数据采集及处理系统连接；弧焰测试系统通过气压调节装置、护眼温度测试模块、弧焰长度测试模块与数据采集及处理系统连接；输出电压电流采集系统包括输出电压采集模块、输出电流采集模块与数据采集及处理系统连接；数据采集及处理系统与输出显示系统连接。本发明旨在针对航空发动机新型等离子点火系统进行综合测试，给等离子点火系统提供测试条件，在线监测点火系统工作状况，支撑航空等离子点火技术研究。

Description

一种等离子点火系统测试装置

技术领域

本实用新型涉及航空发动机等离子点火系统技术领域，具体是指一种等离子点火系统测试装置。

背景技术

目前国内军用航空发动机点火均采用高能电火花形式，属于脉冲式瞬态放电，火焰长度较短，火花持续时间也比较短，能量低。航空发动机等离子点火是利用气体放电形成局部高温区域，并激发大量的活性粒子，实现快速的点燃可燃混合气的进程，等离子点火相较于传统脉冲式电火花点火方式，具有火花稳定持续、点火能量更大、点火延迟时间短、区域大、可靠性更高等优点，能极大增强点火效能，因此，航空发动机等离子点火将会是未来趋势，而目前航空发动机等离子点火正处于起步阶段，测试条件尚属空白，对航空发动机等离子点火系统的综合测试也成为必要发展的趋势。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种旨在针对航空发动机新型等离子点火系统进行综合测试的等离子点火系统测试装置。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种等离子点火系统测试装置，包括电源系统、弧焰测试系统、输出电压电流测试系统、数据采集及处理系统和输出显示系统；所述电源系统通过直流/交流电源选择模块、工作电压/电流测试模块与数据采集及处理系统连接；所述弧焰测试系统通过气压调节装置、护眼温度测试模块、弧焰长度测试模块与数据采集及处理系统连接；所述输出电压电流采集系统包括输出电压采集模块、输出电流采集模块与数据采集及处理系统连接；所述数据采集及处理系统与输出显示系统连接。

本技术方案工作原理为，电源系统包含直流和交流两种电源，可以启动交流输入和直流输入两种类型航空发动机等离子点火系统；弧焰测试系统用于调节等离子点火系统工作气压，并进行弧焰温度、外形测试；输出电压电流采集系统主要采集等离子点火系统工作中的输出电压、输出电流，以确认输出功率；数据采集及处理系统接收PC端发来的启动采样指令，对弧焰长度、温度、输出电压及输出电流进行采样、计算，并将结果发给上位机。输出显示系统PC端编制软件控制采样，并将测试数据显示出来。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述电源系统包括直流和交流两种电源，可根据等离子点火类型选择输入电源。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述弧焰测试系统包含气压调节装置，弧焰直接测量系统。所述气压调节装置由调压阀和压力表组成，调节工作气压，通入等离子点火电嘴吹出等离子弧焰；所述弧焰直接测量系统由红外探测仪和温度传感器组成，通过红外对弧焰轮廓进行成像，温度传感器测试弧焰温度。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述输出电压电流采集系统包含高压测试探头和电流感应探头。当等离子点火系统工作时，实时采集输出电压和输出电流。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述数据采集及处理系统包含数据采集模块和信号处理模块。数据采集模块设计由同步数据采集卡进行数据转换，将采集到的信号进行数据转换，信号处理模块采用嵌入式CPU系统，配合多线程信号处理软件，对数据通道的信号进行实时采集与处理，获取空间采样点数据，对采样点的实时数据进行空间积分和时域积分运算，得出测试数据。

为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述输出显示系统包含分析处理专用软件，对采集到的原始数据进行实时显示，显示测试结果，具备形成测试报告、数据存储、输出打印等功能。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型填补航空发动机等离子点火系统测试技术空白，给等离子点火系统提供测试条件；

（2）本实用新型可以调节气压，实时测试弧焰外形及温度，可以获取不同气压下，弧焰情况，积累数据，利于支撑航空等离子点火技术研究；

（3）本实用新型测试全面，可以实时测试离子点火系统各项性能指标，在线监测点火系统工作状况，适宜广泛推广应用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其他特征、目的和优点将会变得更为明显：

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的原理连接示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

本实施例的主要结构及原理，如图1，图2所示，等离子点火系统测试装置包括电源系统、弧焰测试系统、输出电压电流采集系统、数据采集及处理系统和输出显示系统。

根据等离子点火装置类型，选择交/直流工作电源，点火装置产生高频高压脉冲引弧后，对等离子点火电嘴通入压缩气体，将等离子体从等离子点火电嘴发火端吹出，产生等离子弧焰，通过弧焰测试系统，采集弧焰温度及弧焰外形；同时输出电压电流采集系统实时获取工作状态的等离子点火系统输出电压电流。数据采集及处理系统将采集到的气压、弧焰、电压及电流信息进行数据转换，处理系统对采样点的实时数据进行空间积分和时域积分运算，得出测试数据，最后通过输出显示系统显示测试结果，形成测试报告、数据存储、输出打印等功能，从而实现等离子点火系统综合测试。

如图2

等离子点火系统测试装置主要包含电源、弧焰测量、输出电压电流测量、数据采集处理及显示模块。

如图2，所述弧焰测量系统P1，包含压力调节模块和弧焰测试模块。

压力调节模块主要由开关阀，调压阀及压力表组成，可对等离子电嘴通入压缩空气，将点火装置产生的等离子体从等离子点火电嘴发火端吹出，形成等离子弧焰，通过气压调节，可以控制弧焰大小调节。

弧焰测试模块主要由隔热腔体、高精度快速温度传感器及红外光谱探头组成。隔热腔体腔体有内外两层不锈钢结构，在两层不锈钢结构中间填充绝热材料，在隔热腔体内侧的内壁及隔热腔体外侧外壁上涂绝热涂层，起到抑制并屏蔽红外线的辐射热和热量的传导。腔体内部上下均布高精度快速温度传感器，感应弧焰温度，电嘴弧焰上下及正向安装红外光谱探头，采集弧焰外形信号。

如图2，所述输出电压电流测试系统P2，包含电流互感器和高压电压测试器。电流互感器通过线圈感应原理，对工作状态的等离子点火系统采集输出电流信号，高压电压测试器，采集工作状态的等离子点火系统采集输出电压信号。

如图2，所述数据采集及处理系统P3，包含接口转换模块，数据采集卡，数据接口及处理模块。对等离子点火系统进行测试时，将采集到的气压、弧焰、输出电压电流信号通过接口转换模块传输到数据采集卡进行数据转换。处理模块采用嵌入式CPU系统，配合多线程信号处理软件，对数据通道的信号进行实时采集与处理，获取空间采样点数据，对采样点的实时数据进行空间积分和时域积分运算，得出测试数据。

如图2，所述输出显示系统P4，包含分析处理专用软件，对采集到的原始数据进行实时显示，显示测试结果，具备形成测试报告、数据存储、输出打印等功能

所述电源系统通过直流/交流电源选择模块、工作电压/电流测试模块与数据采集及处理系统连接；所述弧焰测试系统通过气压调节装置、护眼温度测试模块、弧焰长度测试模块与数据采集及处理系统连接；所述输出电压电流采集系统包括输出电压采集模块、输出电流采集模块与数据采集及处理系统连接；所述数据采集及处理系统与输出显示系统连接。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定了电源系统，所述电源系统包括直流和交流两种电源。可根据等离子点火类型选择输入电源可以启动交流输入和直流输入两种类型启动航空发动机等离子点火系统。本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定了弧焰测试系统，所述弧焰测试系统包含气压调节装置，弧焰直接测量系统；所述气压调节装置由调压阀和压力表组成；所述弧焰直接测量系统由红外探测仪和温度传感器组成。弧焰测试系统用于调节等离子点火系统工作气压，并进行弧焰温度、外形测试。本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定了输出电压电流采集系统，所述输出电压电流采集系统包含高压测试探头和电流感应探头。输出电压电流采集系统主要采集等离子点火系统工作中的输出电压、输出电流，以确认输出功率。本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定了数据采集及处理系统，所述数据采集及处理系统包含数据采集模块和信号处理模块。数据采集及处理系统接收PC端发来的启动采样指令，对弧焰长度、温度、输出电压及输出电流进行采样、计算，并将结果发给上位机。本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上，进一步限定了输出显示系统，所述输出显示系统包含数据分析处理专用软件。输出显示系统将PC端编制软件采样测试数据，并将测试的数据显示出来。本实施例其他部分与上述实施例相同，这里不再赘述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种等离子点火系统测试装置，其特征在于，包括电源系统、弧焰测试系统、输出电压电流测试系统、数据采集及处理系统和输出显示系统；所述电源系统通过直流/交流电源选择模块、工作电压/电流测试模块与数据采集及处理系统连接；所述弧焰测试系统通过气压调节装置、护眼温度测试模块、弧焰长度测试模块与数据采集及处理系统连接；所述输出电压电流采集系统包括输出电压采集模块、输出电流采集模块与数据采集及处理系统连接；所述数据采集及处理系统与输出显示系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种等离子点火系统测试装置，其特征在于，所述电源系统包括直流和交流两种电源。

3.根据权利要求1或2所述的一种等离子点火系统测试装置，其特征在于，所述弧焰测试系统包含气压调节装置，弧焰直接测量系统；所述气压调节装置由调压阀和压力表组成；所述弧焰直接测量系统由红外探测仪和温度传感器组成。

4.根据权利要求1或2所述的一种等离子点火系统测试装置，其特征在于，所述输出电压电流采集系统包含高压测试探头和电流感应探头。

5.根据权利要求1或2所述的一种等离子点火系统测试装置，其特征在于，所述数据采集及处理系统包含数据采集模块和信号处理模块。

6.根据权利要求1或2所述的一种等离子点火系统测试装置，其特征在于，所述输出显示系统包含数据分析处理专用软件。

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