[发明专利]一种超高频响等离子体流动测量装置

权利要求书

1.一种超高频响等离子体流动测量装置，其特征在于，该装置包括放大器、变频变压装置、等离子体探针或传感器、调制解调装置和数据采集装置，其中：

电源提供的电压依次通过放大器和变频变压装置之后，产生高频高压电平，以满足激发等离子体的需求；该高频高压电平被施加至等离子体探针或传感器的两端之后，在等离子体探针的两电极之间或传感器的两电极之间激发出等离子体场，等离子体探针的两电极之间激发出的等离子体场用以测量来流脉动速度，传感器的两电极之间激发出的等离子体场用以测量壁面非定常压力波动；包含在高频高压电压中的来流脉动速度或壁面非定常压力波动被高压探头探测并传输至调制解调装置，调制解调装置对该高频高压电压进行分解，将流场信号从高频高压电压中分离出来，并传输至数据采集装置，在数据采集装置中完成采集、存储和分析。

2.根据权利要求1所述的超高频响等离子体流动测量装置，其特征在于，所述等离子体探针与所述传感器具有相同的测量原理，只是测量用途不同，所述等离子体探针安装在流场中，用以测量来流脉动速度；所述传感器安装在壁面，用以测量壁面非定常压力波动。

3.根据权利要求2所述的超高频响等离子体流动测量装置，其特征在于，所述等离子体探针与所述传感器测量部分的结构相同，均包括两个电极、绝缘隔离空间、绝缘支架和电极引线，将两个电极安装固定在绝缘支架上，为防止电极部分放电影响测量，采用绝缘隔离空间将两个电极分开，然后通过电极引线对两个电极施加一定的电压，对两个电极端部之间电极间隙的空气进行电离，产生等离子体。

4.根据权利要求3所述的超高频响等离子体流动测量装置，其特征在于，所述电极选用的材料为铂或铱。

5.根据权利要求3所述的超高频响等离子体流动测量装置，其特征在于，所述电极采用表面光滑的平坦形、半圆形或非对称形电极。

6.根据权利要求3所述的超高频响等离子体流动测量装置，其特征在于，所述电极间隙是介于0.064mm至0.17mm之间。

7.根据权利要求1所述的超高频响等离子体流动测量装置，其特征在于，所述探针的总体直径小于2mm，具有非常高的空间分辨率和时间分辨率，能够用于测量叶轮机械通道内部高频速度脉动，以及湍流脉动分布。

8.根据权利要求1所述的超高频响等离子体流动测量装置，其特征在于，所述数据采集装置选用TI6000系列的DSP高速采集卡来实现，以采集频率几十MHz至上百MHz的速度读写高频响动态数据。

9.根据权利要求1所述的超高频响等离子体流动测量装置，其特征在于，为了实时观察动态数据的变化，实现在线数据分析的能力，所述数据采集装置采用的数据分析方法包括：FFT分析、相关分析或功率谱分析。

10.根据权利要求1所述的超高频响等离子体流动测量装置，其特征在于，为了实现对海量高频数据存储和离线分析，所述数据采集装置通过外设USB端口实现数据的快速存储。