CN2784895Y - 大功率波导弧光探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及大功率微波波导传输系统中的弧光探测装置，确切地说是一种大功率波导弧光探测器，包括一个设于波导壁上的圆孔形电弧光探测窗口(1)，和一个从该探测窗口(1)深入到波导腔内的光敏探头(2)，电弧光探测窗口(1)处焊接有一段一端带有法兰盘的截止波导圆管(7)，电弧光探测窗口(1)上覆盖一片的电子玻璃(3)，电子玻璃(3)上贴有一层透光且可以屏蔽微波的电磁屏蔽光栅(4)；所述光敏探头(2)为对可见光敏感，且对红外光基本不响应的晶体管，并沿截止波导圆管(7)内深入到屏蔽光栅(4)处。该大功率波导弧光探测器工作稳定可靠，响应迅速，可广泛使用于雷达、工业加工、科学研究等领域的大功率微波系统中。

Description

大功率波导弧光探测器

所属技术领域：

本实用新型涉及大功率微波波导传输系统中的弧光探测装置，确切地说是一种大功率波导弧光探测器。

背景技术：

在大功率微波传输系统中，经常会出现伴有光辐射的介质击穿现象发生，这种现象通常又被称作“打火”。实测表明：一旦发生打火，那么该击穿电弧便会以音速或更高的速度向微波管输出窗传播，直至电弧被阻挡于输出窗口之外，造成输出窗迅速过热而破裂或熔融。同时击穿电弧还会引发强烈的微波反射，造成系统无法继续工作。因此在打火发生时，我们必须迅速地作出检测，并进行相应的保护。参见附图1，目前常用的波导弧光探测器是在一段直波导的波导壁或是波导弯头折弯处的波导壁上开一圆孔(常被称作探测窗口)，将一个光敏晶体管(二极管或三极管)从该圆孔深入到波导腔内，光敏晶体管在光线照射下，其输出电流增大，且光线越强，输出电流越大，这样，就可以根据光敏晶体管输出电流的大小来判断主传输波导内有无打火弧光发生。光敏晶体管输出的电信号通过普通双线或双绞线送至远处的信号处理电路，完成后续工作过程。波导探测窗口处焊接有一段一端带有法兰盘的金属圆管(截止波导)，该圆管既可以方便光敏晶体管的安装，又可以阻止主波导内传输的电磁波向外面泄漏。但是，这样做成的普通波导光探测器虽然可以检测出微波传输系统内发生的光现象，但不能分辨出检测到的光现象是因打火造成的电弧光还是其他原因产生的辐射光，因为微波传输系统内不仅会发生打火产生的电弧光，微波管输出窗在大功率工作状态下也有光辐射发生，而我们检测的目标只能是因打火产生的电弧光，如果探测器器不能把打火弧光从其他光辐射中分辨出来，便会造成不准确的判断。其次，传输波导内强大的电磁场能量也会对深入到波导内的光敏晶体管产生不良影响，还会干扰光敏管的输出信号，进而影响检测结果的可靠性。此外，常用的波导弧光探测器也无法检测出光敏管本身以及后续信号处理电路的工作状态正常与否，这也直接降低了弧光探测的可靠性.。

实用新型内容：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种可以分辨电弧光和其他辐射光、抗电磁场干扰较好的大功率波导弧光探测器。

该新型大功率波导弧光探测器的技术方案是：一种大功率波导弧光探测器，包括一个设于直波导的波导壁或是波导弯头折弯处的波导壁上的圆孔形电弧光探测窗口，和一个从该探测窗口深入到波导腔内的光敏探头，所述电弧光探测窗口处焊接有一段一端带有法兰盘的截止波导圆管，其特征在于所述电弧光探测窗口上覆盖一片透光性很好的电子玻璃，该电子玻璃上贴有一层既能透光、又可以屏蔽微波的电磁屏蔽光栅，以阻止主波导传输线内的电磁波外泄；所述光敏探头为对可见光敏感，而对红外光基本不响应的晶体管，并沿焊接在探测窗口处的截止波导圆管内深入到屏蔽光栅处，这样既可以探测到主波导腔内的辐射光，又可以不受主波导内传输的电磁能量干扰。

作为本技术方案的进一步改进，上述电磁屏蔽光栅是用细金属丝编织成的金属丝网做成的，金属丝的直径约0.2毫米，金属网网孔形状为边长约2毫米的正方形。

光谱分析表明：打火产生的电弧光和微波管输出窗在大功率工作状态下发出的辐射光在频域内是有明显差异的，前者主要集中在可见光波段，后者主要集中在红外光波段，因此本技术方案选用了对可见光敏感，而对红外光基本不响应的晶体管作光敏探头，从而使得本实用新型探测器能够把打火弧光和微波管输出窗在大功率情况下的辐射光区分开来。

作为本技术方案的进一步改进：为了检验光敏探头及其后续信号处理电路的工作状态，本实用新型专门设置了一个可闪光的模拟光源，并将该模拟光源和所述光敏探头集成封装为一个整体以减小体积，并与实时快速检测电路连接；所述模拟光源可采用发光二极管。

此外，作为本技术方案的另一种改进：为了增强探测器抗环境空间电磁干扰的性能，所述光敏探头的后续信号处理电路中设有放大和模数转换电路，该放大和模数转换电路可以将光敏探头的输出信号就近进行放大，并将其转换成数字信号，该数字信号经屏蔽线送至后处理电路；这部分电路和所述实时快速检测电路一起，被封装在一个金属屏蔽盒内，该屏蔽盒固定在电弧光探测窗口处的截止波导法兰上。

本实用新型的有益效果是：该大功率波导弧光探测器工作稳定可靠，响应迅速，可广泛使用于雷达、工业加工、科学研究等领域的大功率微波系统中。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明：

图1为普通波导光探测器的结构示意图，

图2为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

参见附图2，一种大功率波导弧光探测器，包括一个设于直波导的波导壁或是波导弯头折弯处的波导壁上的圆孔形电弧光探测窗口1，和一个从该探测窗口1深入到波导腔内的光敏探头2，所述电弧光探测窗口处焊接有一段一端带有法兰盘的截止波导圆管7，电弧光探测窗口1上覆盖一片透光性很好的电子玻璃3，再在电子玻璃3上贴一层细金属丝编织成的金属丝网做成的电磁屏蔽光栅4，金属丝的直径约0.2毫米，金属网网孔形状为边长约2毫米的正方形。光敏探头2为对可见光敏感，而对红外光基本不响应的晶体管，并沿焊接在探测窗口1处的截止波导圆管内深入到屏蔽光栅4处。光敏探头2中集成了一个可闪光的发光二极管，该发光二极管与实时快速检测电路连接。光敏探头2的后续信号处理电路中设有放大和模数转换电路，该放大和模数转换电路可以将光敏探头2的输出信号就近进行放大，并将其转换成数字信号，该数字信号经屏蔽线送至后处理电路；这部分电路和所述实时快速检测电路一起，被封装在一个金属屏蔽盒6内，该屏蔽盒6固定在电弧光探测窗口1处的截止波导法兰7上，屏蔽盒6与截止波导法兰7之间设有密封橡胶圈5。

电子玻璃3和密封橡胶圈5将电弧光探测窗口1密封起来，方便了在微波传输线内充惰性气体，从而减少打火的几率。此外，在电路设计上，采用全系统单点接地技术，以及大电流和时序逻辑控制的方法来增强抗干扰性能，从而提高了系统的工作可靠性。

Claims (5)

1.本实用新型涉及的一种大功率波导弧光探测器，包括一个设于直波导的波导壁或是波导弯头折弯处的波导壁上的圆孔形电弧光探测窗口(1)，和一个从该探测窗口(1)深入到波导腔内的光敏探头(2)，电弧光探测窗口(1)处焊接有一段一端带有法兰盘的截止波导圆管(7)，其特征在于所述电弧光探测窗口(1)上覆盖一片的电子玻璃(3)，电子玻璃(3)上贴有一层透光且可以屏蔽微波的电磁屏蔽光栅(4)；所述光敏探头(2)为对可见光敏感，且对红外光基本不响应的晶体管，并沿截止波导圆管(7)内深入到屏蔽光栅(4)处。

2.根据权利要求1所述的一种大功率波导弧光探测器，其特征在于光敏探头(2)中集成了一个可闪光的发光二极管，该发光二极管与实时快速检测电路连接。

3.根据权利要求2所述的一种大功率波导弧光探测器，其特征在于所述光敏探头(2)的后续信号处理电路中设有放大和模数转换电路，这部分电路和所述实时快速检测电路一起，被封装在一个金属屏蔽盒(6)内，该屏蔽盒(6)固定在截止波导法兰(7)上。

4.根据权利要求1、2或3任一项所述的一种大功率波导弧光探测器，其特征在于所述屏蔽盒(6)与截止波导法兰(7)之间设有密封橡胶圈(5)。

5.根据权利要求4所述的一种大功率波导弧光探测器，其特征在于所述电磁屏蔽光栅(4)是用细金属丝编织成的金属丝网做成的，金属丝的直径约0.2毫米，金属网网孔形状为边长约2毫米的正方形。

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