[发明专利]一种功率电子爆炸原位监测方法及装置

权利要求书

1.一种功率电子爆炸原位监测装置，其特征在于，包括：故障激发模块、电信号监测模块、气体监测模块、高速图像捕捉模块、高速X射线成像模块、时序控制模块、安全防护模块和主控模块；

所述故障激发模块用于激发功率电子器件发生爆炸失效；

所述电信号监测模块用于实时监测功率电子器件的电信号；

所述气体监测模块用于实时监测功率电子器件所处试验腔体内部的气体信息；

所述高速图像捕捉模块用于捕捉功率电子器件爆炸失效前、爆炸失效瞬间及爆炸失效后的外部画面；

所述高速X射线成像模块用于捕捉功率电子器件爆炸失效前、爆炸失效瞬间及爆炸失效后的内部画面；

所述时序控制模块用于按预定的时序和时间间隔触发装置中各模块进行工作；

所述安全防护模块用于保护除功率电子器件外的试验人员、测试仪器免受功率电子器件爆炸损伤；

所述主控模块用于控制整个装置，并进行数据采集、存储和显示。

2.根据权利要求1所述的功率电子爆炸原位监测装置，其特征在于，所述故障激发模块包括：供电及负载装置、温度-湿度-环境气氛集成调控装置；

所述供电及负载装置用于控制功率电子器件的电负载参数；

所述温度-湿度-环境气氛集成调控装置用于调节功率电子器件所处环境温度、所处环境湿度、所处环境气体成分。

3.根据权利要求2所述的功率电子爆炸原位监测装置，其特征在于，所述故障激发模块还包括：振动台；

所述振动台用于对功率电子器件施加振动载荷。

4.根据权利要求1所述的功率电子爆炸原位监测装置，其特征在于，所述高速图像捕捉模块包括：超快成像子系统、超快测温子系统；

所述超快成像子系统和所述超快测温子系统均以调制激光作为探测光，分别用于采集功率电子器件的可见光信息、温度信息。

5.根据权利要求1所述的功率电子爆炸原位监测装置，其特征在于，所述高速X射线成像模块包括：脉冲X射线源、超快余辉荧光屏、高速相机；

由所述脉冲X射线源发射超短脉冲X射线，并在所述超快余辉荧光屏上转换为可见光进行成像，通过所述高速相机捕捉该可见光的图像。

6.根据权利要求1所述的功率电子爆炸原位监测装置，其特征在于，所述安全防护模块包括：X射线屏蔽层、光学防护罩；

功率电子器件置于所述光学防护罩内，所述光学防护罩、所述高速图像捕捉模块、所述高速X射线成像模块均设置在所述X射线屏蔽层内。

7.根据权利要求1所述的功率电子爆炸原位监测装置，其特征在于，所述气体监测模块包括：微量气体采样设备、气体成分分析设备；

所述微量气体采样设备用于采集试验腔体内部的气体样本；

所述气体成分分析设备用于基于采集的气体样本分析功率电子器件爆炸过程中试验腔体气体色谱的变化，从而监测试验腔体内部空气成分的变化。

8.根据权利要求1所述的功率电子爆炸原位监测装置，其特征在于，所述高速图像捕捉模块以每秒不低于20万帧的速率捕捉功率电子器件的可见光信息和温度信息。

9.根据权利要求5所述的功率电子爆炸原位监测装置，其特征在于，所述脉冲X射线和所述超快余辉荧光屏以每秒不低于20万帧的速率对功率电子器件的内部进行成像。

10.一种功率电子爆炸原位监测方法，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一项所述的功率电子爆炸原位监测装置实现，所述方法包括：

通过故障激发模块激发功率电子器件发生爆炸失效；

在功率电子器件爆炸失效前、爆炸失效瞬间及爆炸失效后，通过电信号监测模块实时监测功率电子器件的电信号，通过气体监测模块实时监测功率电子器件所处试验腔体内部的气体信息，通过高速图像捕捉模块实时捕捉功率电子器件的外部画面，通过高速X射线成像模块实时捕捉功率电子器件的内部画面；

通过时序控制模块按预定的时序和时间间隔触发装置中各模块进行工作；

通过主控模块控制整个装置，并进行数据采集、存储和显示。