[发明专利]一种用于高电压气体放电多效应综合诊断的虚拟仿真平台

权利要求书

1.一种用于高电压气体放电多效应综合诊断的虚拟仿真平台，其特征在于：包括虚拟环境建立模块、放电多效应诊断模块、放电参量提取模块、虚拟探针模块和放电物理过程还原模块，

所述虚拟环境建立模块包括电源子模块、反应器子模块和气体子模块；

所述放电多效应诊断模块用于对放电的电效应、热效应、光效应和场效应进行诊断；

所述放电参量提取模块用于对由放电多效应诊断模块得到的测量数据和结果进行处理，提取描述放电过程特征的宏观和微观参量；

所述虚拟探针模块在放电多效应诊断模块和放电参量提取模块基础上，通过虚拟探针可以对放电多效应进行一键诊断，获得反映电、热、光、场多效应的测量结果和放电参量；

所述放电物理过程还原模块，在放电多效应诊断及放电参量提取的基础上，基于高电压气体放电基本原理，结合放电多效应诊断结果，还原高电压气体放电过程中气体分子被解离、激发到电离的全过程，解析气体放电过程能量及微观粒子输运路径，明晰不同因素对放电过程的影响。

2.根据权利要求1所述的一种用于高电压气体放电多效应综合诊断的虚拟仿真平台，其特征在于：在所述虚拟环境建立模块中，电源子模块，用于提供交流、直流和脉冲电源；反应器子模块，用于提供针-板结构反应器、球-板结构反应器和板-板结构反应器；气体子模块包括放电所需的各种气体，主要有空气、氮气、SF₆以及稀有气体氦气和氩气。

3.根据权利要求1所述的一种用于高电压气体放电多效应综合诊断的虚拟仿真平台，其特征在于：在所述放电多效应诊断模块中，电效应可以获得放电回路电压电流波形，热效应测量放电区域的温度分布；光效应测量放电的发光图像、ICCD图像和发射光谱；场效应获得反应器内部的电场分布。

4.根据权利要求1所述的一种用于高电压气体放电多效应综合诊断的虚拟仿真平台，其特征在于：在所述放电参量提取模块中，通过电压电流波形及等效电路模型分离电压电流，并计算得到放电功率、传输电荷等参量；根据放电发光图像及ICCD图像，得到放电均匀性、放电周期及发光强度；通过发射光谱确定放电等离子体中的活性粒子，并计算气体温度、电子密度、电子温度等参量。

5.根据权利要求4所述的一种用于高电压气体放电多效应综合诊断的虚拟仿真平台，其特征在于：还包括基于虚拟探针的气体放电多效应诊断方法，具体方法为：在测试仪表工具栏选择“等离子体探针”，进入探针测量模式，光标变为探针形态；在放电区域附近移动鼠标改变探针位置，在目标位置处左键单击，选择开始测量，弹出对话框，选择需要测量的“电”、“热”、“光”及“场”多效应特征参量；电效应诊断获得宏观特性包括回路电压电流波形、放电电压电流波形和Lissajous波形，放电参量包括放电功率、能量利用率、击穿电压、传输电荷；热效应诊断获得宏观特性为放电区域不同时刻的二维温度分布，放电参量包括热场稳定时间、稳态平均温度和热损率；光效应诊断获得宏观特性为发光图像、放电时空发展ICCD图像、发射光谱时空分布，放电参量包括发光均匀度、光强均值方差、放电周期、电子雪崩速率、活性粒子种类、电子密度、电子激发温度、分子振动温度和分子转动温度；场效应诊断获得宏观特性为不同时刻的反应器内部三维电场强度分布，放电参量包括临界场强、击穿位置、电场能。