[发明专利]大气等离子体间隙式放电对电极烧蚀影响的测试装置及方法

说明书

本申请提供一种大气等离子体间隙式放电对电极烧蚀影响的测试装置及方法。本申请的测试装置及方法将实际工况间隙式电极放电模式转化为程控式电源可控放电输出模拟。程控式电源放电输出通过工控机编程实现。对于旋转电弧弧根工况，电弧对电极材料样品上特定点快速扫过的间隙放电方式可以转化为程控式电源脉冲输出形式的间隙放电，能够准确模拟不同电极内径电弧以不同旋转速度对电极特定点的间隙放电，大大减小试验所需电极材料的尺寸。并且，本申请装置及方法可以精确控制所述电弧之间的电流、电压、加热持续时间等参数，实现不同电流、不同电弧长度弧斑烧蚀形貌测试，能够更加准确地模拟出间隙式放电对电极材料烧蚀的影响。

技术领域

本申请涉及大气等离子放电领域，特别是涉及一种大气等离子体间隙式放电对电极烧蚀影响的测试装置及方法。

背景技术

电极材料作为等离子的发射单元，在工业及军事上有大量的应用，很多情况下电极材料是间隙式放电工作的，如工业等离子体炬间隙式点火、航天器间隙式等离子体推进、高超声速热防护的电弧加热器中电弧弧根在磁场作用下高速旋转间隙式加热电极特定点。

传统的大气等离子体间隙式放电对电极烧蚀影响的测试装置及方法是通过磁场或者气流将电弧弧根在电极表面高速移动。传统的测试装置及方法较难控制电弧弧根的旋转速度，并且不能准确地模拟间隙放电的时间间隔，从而使得模拟出的间隙式放电对电极材料的烧蚀作用与实际工况中间隙式放电对电极材料的烧蚀作用有差异，不能准确模拟出间隙式放电对电极材料烧蚀的影响。

发明内容

基于此，有必要针对传统的大气等离子体间隙式放电对电极烧蚀影响的测试装置及方法不能准确模拟出间隙式放电对电极材料烧蚀影响的问题，提供一种可以准确模拟出间隙式放电对电极材料烧蚀影响的大气等离子体间隙式放电对电极烧蚀影响的测试装置及方法。

本申请提供一种大气等离子体间隙式放电对电极烧蚀影响的测试装置包括集中控制器、可编程逻辑控制器、程控式电源、数据采集器、阳极导电杆、试样夹以及阴极导电杆。所述可编程逻辑控制器与所述集中控制器连接。通过所述集中控制器对所述可编程逻辑控制器进行控制。所述程控式电源与所述可编程逻辑控制器连接。通过所述可编程逻辑控制器控制所述程控式电源。所述数据采集器与所述集中控制器连接。通过所述集中控制器控制所述数据采集器采集数据。所述阳极导电杆与所述程控式电源正极连接。且所述阳极导电杆设置有阳极。所述试样夹用于放置电极材料样品。所述阴极导电杆与所述试样夹固定连接。所述阴极导电杆与所述程控式电源负极连接。所述阳极与所述电极材料样品之间形成电弧。所述数据采集器与所述程控式电源连接，用于采集所述阳极导电杆与所述阴极导电杆之间的电压信号。所述数据采集器与所述程控式电源连接，用于采集所述程控式电源、所述阳极导电杆、所述阳极、所述阴极导电杆以及所述电极材料样品之间形成回路的电流信号。

在一个实施例中，所述阳极导电杆靠近所述试样夹一端设置有开孔。所述开孔用于放置阳极。所述阳极与所述阳极导电杆连接，所述阳极导电杆与所述程控式电源正极连接。

在一个实施例中，所述大气等离子体间隙式放电对电极烧蚀影响的测试装置还包括绝缘板。所述阳极导电杆放置于所述绝缘板。所述试样夹放置于所述绝缘板。所述阴极导电杆放置于所述绝缘板。

在一个实施例中，所述阳极导电杆与所述绝缘板通过阳极万向头连接。所述阴极导电杆与所述绝缘板通过阴极万向头连接。

在一个实施例中，所述试样夹与所述阴极导电杆螺纹可拆卸连接。

在一个实施例中，一种大气等离子体间隙式放电对电极烧蚀影响的测试方法包括：

预设第一电流值、第二电流值、电弧的弧根旋转速度、电弧的弧根旋转圈数以及所述电弧的弧斑直径，并根据所述弧根旋转速度和所述弧斑直径获得第一加热时间与第二加热时间；

提供电极材料样品、阳极；