[发明专利]一种水下高压脉冲放电致泡方法及装置

说明书

本发明公开了一种水下高压脉冲放电致泡方法及装置，装置包括上位机、升压模块、储能模块、高压开关、致泡模块；升压模块包括低压电源、高频升压模块以及倍压整流电路，所述上位机通过单片机控制器连接高压开关，所述低压电源依次通过高频升压模块和倍压整流电路连接高压开关，所述储能模块和致泡模块连接高压开关。本装置通过高压脉冲放电产生空化泡的位置可以通过放电电极位置调节，通过增减多倍压升压电路的串联数量改变空化泡大小，从而形成位置精确、大小可控的空化泡。

技术领域

本发明涉及一种水下高压脉冲放电致泡装置及使用其方法，属于物理学领域。

背景技术

空泡汽蚀空化是以液体为介质的旋转机械中常有的现象，会导致船舶的螺旋桨损坏，甚至会损坏船体等固体材料造成严重后果。随着科学的进步和发展，研究空泡汽蚀空化这一现象有利于减少空泡汽蚀空化对水下、水面结构物的危害。空泡汽蚀空化也可被用于水处理、医学治癌、细胞中的药物传递、果蔬及材料表面的清洗等多个领域。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术存在的缺陷，解决现有技术问题，提出一种水下高压脉冲放电致泡装置及方法，用于产生水下空化泡。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：一种水下高压脉冲放电致泡系统，包括上位机、升压模块、储能模块、高压开关、致泡模块；

所述升压模块包括低压电源、高频升压模块以及倍压整流电路，所述上位机连接高压开关，所述低压电源依次通过高频升压模块和倍压整流电路连接高压开关，所述储能模块和致泡模块连接高压开关。

所述倍压整流电路采用的是沃尔顿多倍压整流电路，包括二极管和高压瓷片电容。

上述的储能模块由若干个相同的高压瓷片电容串并联而成，瓷片电容的电容值为0.1uF，耐压值为2kV，整个储能模块有若干条支路并联，每一条支路由若干个电容串联而成。

上述的高压开关包括高压开关主体和高压开关的控制单元；

所述高压开关主体包括步进电机、亚克力圆柱、联轴器和三个金属触点，所述步进电机通过联轴器与亚克力圆柱连接，在亚克力圆柱远离联轴器一端端点处的法向上安装有一个金属触点作为高压开关的动触点，在处于和动触点同一平面并且和步进电机轴垂直的平面上安装有两个金属触点作为高压开关的静触点，分别为充电触点和放电触点，其中，充电触点接充电电路，放电触点接放电电路，动触点为两个回路的公共触点；通过控制步进电机旋转，进而带动亚克力圆柱上的动触点接触两个静触点中的一个实现储能模块的充电或放电。

所述高压开关的控制单元包括单片机控制器、电机驱动和蓝牙模块，其中的蓝牙模块和电机驱动都与单片机控制器直接相连，需要使开关动作时，通过手机端的蓝牙连接高压开关控制单元的蓝牙模块，向其发送开关的动作命令，蓝牙模块接收到命令后将其传送至单片机控制器，单片机控制器识别收到的命令后根据命令发出相应的脉冲信号给步进电机驱动，进而控制步进电机旋转使动触点与相应的静触点接触，实现高压开关触点开闭的程序控制。

上述单片机控制器为STC89C52单片机。

上述的上位机，使用C#编写，通过蓝牙与单片机控制器通信，控制本装置的充电过程和放电过程。

上述致泡模块，包括放电电极及其固定装置，所述放电电极采用打磨钨棒作为放电电极。

一种水下高压脉冲放电致泡使用方法，利用上述的装置，步骤如下：

⑴启动单片机控制器开关按钮，完成单片机控制器初始化工作，建立单片机控制器与上位机的无线蓝牙连接；

⑵调整致泡模块装置，放入水中准确位置；

⑶点击上位机中电机粗调和微调按钮，控制高压开关旋转到初始位置；

⑷打开低压电源开关，调节低压电源输入；