[发明专利]一种表面介质阻挡放电的空间电场瞬态测量系统

说明书

本发明公开了一种表面介质阻挡放电的空间电场瞬态测量系统，该测量系统包括：激光单元、SDBD激励装置、光路单元、信号采集单元、信号处理单元及微处理器，激光单元发出的第一激光信号射入SDBD激励装置；SDBD激励装置生成第二激光信号发送至光路单元；光路单元对第二激光信号进行筛光处理，输出第一光信号；信号采集单元采集第一光信号生成第一采集信号；信号处理单元将第一采集信号转化为第一电压信号，并将第一电压信号传输至微处理器；微处理器根据标定电压信号及所述第一电压信号计算表面介质瞬态电场。通过本发明的测量系统，可以根据二次谐波效应生成倍频光，根据倍频光信号转化的电压信号和标定信号的比值即可得到瞬态电场，灵敏度高，响应迅速。

技术领域

本发明涉及介质阻挡放电特性测试领域，具体涉及一种表面介质阻挡放电的空间电场瞬态测量系统。

背景技术

表面介质阻挡放电(Surface Dielectric Barrier Discharge，SDBD)是一种将绝缘介质置入放电空间的非平衡形式放电。与电晕放电和电弧放电相比，表面介质阻挡放电更容易实现大面积均匀放电，同时产生大量的活性粒子，并且放电产生的等离子体能量高，温度与密度适中，因此广泛应用于材料科学、流动控制、臭氧生成以及生物医学等领域。介质阻挡放电过程中，由于电介质的存在，带电粒子在电场作用下开始运动并逐渐累积在介质表面形成内电场，内电场与外加电场共同决定了有效电场的大小。微观角度来看，有效电场的瞬态变化能够影响电子能量分布，同时也影响电子碰撞过程中分子和原子内部能量的再分配，是决定等离子体中粒子种类和密度的主要因素。宏观角度来看，不同实验条件通过影响介质表面瞬态电场，进而影响放电形态的演变过程以及放电均匀性。因此，在不同实验条件下，测量介质阻挡放电瞬态电场具有重要的研究价值和意义。

目前，对于瞬态电场，主要是通过基于电学原理的方法进行测量。常用的测量方法包括双探针电场测量法。该方法测量时向空间伸出两个带有金属球的探针(即电场传感器)，当两探针处的电位与其各自附近等离子体电位一致时，将测量出两探针之间的电位差除以两探针之间的距离以得到沿杆方向的电场分量。该方法技术简单，但是由于连接线、探头和输出设备组成的信号传输通路可能成为发射源，被测区域的电磁场容易受到干扰，无法准确测得极端电磁环境和高压条件下的电场特性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种表面介质阻挡放电的空间电场瞬态测量系统，以解决现有技术中利用电学原理测量瞬态电场时被测区域的电磁场容易受到干扰，无法准确测得极端电磁环境和高压条件下的电场特性的技术问题。

本发明提出的技术方案如下：

本发明实施例提供一种表面介质阻挡放电的空间电场瞬态测量系统，该测量系统包括：激光单元、表面介质阻挡放电激励装置、光路单元、信号采集单元、信号处理单元及微处理器，所述激光单元发出的第一激光信号射入所述表面介质阻挡放电激励装置；所述表面介质阻挡放电激励装置接收所述第一激光信号，并根据所述第一激光信号生成第二激光信号发送至所述光路单元；所述光路单元接收所述第二激光信号，对所述第二激光信号进行筛光处理，输出筛选后的第一光信号；所述信号采集单元采集所述第一光信号生成第一采集信号后传输至所述信号处理单元；所述信号处理单元将所述第一采集信号转化为第一电压信号，并将所述第一电压信号传输至所述微处理器；所述微处理器根据标定电压信号及所述第一电压信号计算表面介质瞬态电场。

优选地，所述表面介质阻挡放电激励装置包括：放电单元，所述放电单元用于产生电场，所述表面介质阻挡放电激励装置置于所述电场中。