[发明专利]基于火花的燃烧测试系统

说明书

公开了基于火花的燃烧测试系统。一种燃烧测试系统(100)包括电源(120)和耦接至电源(120)的电晕生成器(122)。燃烧测试系统(100)还包括电荷存储装置(128)。该电荷存储装置(128)包括与电晕生成器(122)隔开的充电表面(126)使得由电晕生成器(122)的电场(114)促动的电荷载流子(124)与充电表面(126)相交以为该电荷存储装置(128)充电。燃烧测试系统(100)还包括耦接至电荷存储装置(128)的第一电极(132)和耦接至参考接地(112)的第二电极(134)。第二电极(134)与第一电极(132)隔开以基于第一电极(132)和第二电极(134)之间的电压差在第一电极(132)和第二电极(134)之间产生电弧(136)。

技术领域

本公开内容总体涉及用于基于火花的燃烧试验的装置、系统和方法。

背景技术

低能量电弧被用作各种工业的和学术的测试系统中的点火源，诸如测试材料的可燃性特性的系统。例如，电弧可以用作点火源以测量气体或气体混合物的可燃性，诸如燃料空气混合物。通常，电弧由包括彼此隔开的电极的火花装置生成。待测试的材料布置在电极之间的区域中，并且电压施加至电极。在跨电极的电压超过待测试材料的击穿电压时，在电极之间产生电弧。

对于一些测试，电弧的能量水平必须小心控制在特定范围之内。例如，联邦航空管理局(FAA)用来测试用于飞机的燃料空气混合物的可燃性需要的测试过程要求使用200微焦耳加上0微焦耳减去20微焦耳的电弧。由于这种电弧的短持续时间和非常低的能量水平，这种电弧的能量水平的直接测量通常是不可能的。这就使得学术的和工业的测试集中于会对电弧做出贡献的存储的可能电能作为对可燃气体的可燃性进行标定的量，而不是在电弧通道本身中消散的实际能量。

在许多测试系统中，能量存储系统使用电容器存储能量。在如此低能量水平(例如，在100微焦耳范围中)下并且具有如此严格的容差(例如，几个微焦耳)的情况下，耦接至火花装置的电路中的微小变化就会导致电弧的能量的显著变化。例如，燃料空气混合物的击穿电压可以是千伏数量级。为了跨火花装置的电极提供数量级为千伏的电压并且数量级为微焦耳的总能量存储，需要数量级为微微法的电容。在如此小的电容下，耦接至火花装置的整个电路的电容必须均被考虑到，因为小到移动两个导线的相对位置的变化就会导致影响测试的电路的电容的变化。因此，众所周知，使用低能量、高精度电弧的测试系统是非常难以使用的。

发明内容

在具体实施方式中，一种燃烧测试系统包括电源和耦接至该电源的电晕生成器。燃烧测试系统还包括电荷存储装置，该电荷存储装置包括与电晕生成器隔开的充电表面，使得由电晕生成器的电场激发的电荷载流子与充电表面相交以为该电荷存储装置充电。燃烧测试系统进一步包括耦接至电荷存储装置的第一电极和耦接至参考接地的第二电极。第二电极与第一电极隔开以基于第一电极和第二电极之间的电压差在第一电极和第二电极之间产生电弧。

在另一具体实施方式中，一种方法包括：响应于电荷载流子将电荷存储在电荷存储装置处，该电荷载流子响应于电晕生成器的电场被引导向电荷存储装置。方法还包括在耦接至电荷存储装置的第一电极和耦接至参考接地的第二电极之间产生电压差。该方法进一步包括基于第一电极和第二电极之间的电压差在第一电极和第二电极之间产生电弧。

在另一具体实施方式中，火花生成装置包括电荷存储装置，该电荷存储装置包括充电表面，该充电表面被配置为响应于由电晕生成器的电场激发的电荷载流子存储电荷。火花生成装置还包括耦接至电荷存储装置的第一电极和耦接至参考接地的第二电极。第二电极与第一电极隔开以基于第一电极和第二电极之间的电压差在第一电极和第二电极之间产生电弧。

所描述的特征、功能、和优点可以在各种实施方式中独立地实现，或者也可以与其他实施方式结合来实现，其更多细节参考以下描述和附图可知。

附图说明

图1是示出燃烧测试系统的具体实现方式的框图；