[发明专利]一种测量气相爆轰速度的离子探针测速系统

摘要

本发明公开了一种测量气相爆轰速度的离子探针测速系统，包括离子探针、信号处理电路、数据采集记录仪；离子探针由铜丝探头、刚玉管、不锈钢套管、基座等构成；每个离子探针的输出端分别与信号处理电路的某个输入端连接，数量不受限制；信号处理电路的每个通道相互并联，功能一致，由24V直流电源供电；当爆轰波阵面传至探头时，对应的探针回路接通，支路上的电容快速放电从而产生电压脉冲信号；所有支路产生的电压信号均接入数据采集记录仪的单个通道，脉冲信号出现的时刻即为爆轰波到达探针的时刻；最后根据不同探针的间距和信号出现的时间差计算出火焰在相邻两个探针之间的平均传播速度；本发明系统成本低，能够准确测量不锈钢管内预混气体爆轰波传播速度。

主权项

1.一种测量气相爆轰速度的离子探针测速系统，其特征在于：包括离子探针、与离子探针连接的信号处理电路、以及与信号处理电路连接的数据采集记录仪；所述离子探针一部分位于爆轰管内，包括开有双通孔的刚玉管(2)，一对铜丝探针(1)插入刚玉管(2)的双通孔，两端头部伸出，刚玉管(2)外部同心设置有不锈钢套管(3)；铜丝探针(1)与刚玉管(2)双通孔间的间隙以及刚玉管(2)与不锈钢套管(3)间的间隙采用工业绝缘胶填充；所述刚玉管(2)与不锈钢套管(3)的长度根据爆轰管管壁(4)的壁厚变化；所述离子探针的探针输出端(7)与信号处理电路相连；所述信号处理电路采用24V直流电压提供激励，由24路探针支路并联而成，每个探针支路均相同，包括保护电阻、二极管、离子探针以及与二极管和离子探针并联的0.001uF电容，信号处理电路的输出端是电阻R₀两端的电压，保护电阻的阻值为1000kΩ，电阻R₀的阻值为20kΩ，其中电阻R₀一端接地，另一端接入数据采集记录仪；当爆轰波阵面经过某个离子探针时，该离子探针所连接的支路导通，支路上的电容迅速放电，从而在电阻R₀两端产生脉冲电压，该信号由数据采集记录仪记录；由于采用并联电路设计，信号处理电路输出端与数据记录仪的单个通道连接；所述24路探针支路上离子探针布置在火焰加速段和爆轰段；24个离子探针分别与信号处理电路的24个支路中的输入端相连，火焰每经过一个离子探针时，数据采集记录仪即产生一个电压脉冲信号，根据相邻离子探针的间距和相邻脉冲信号出现的时间差即能够计算出火焰在相邻两个离子探针之间的平均传播速度。