[发明专利]一种基于电晕放电原理的高冲击加速度检测方法及传感器

权利要求书

1.一种基于电晕放电原理的高冲击加速度传感器，其特征在于，所述传感器包括直流电压源#1、直流电压源#2、限流电阻#1、限流电阻#2、针尖电极#1、针尖电极#2、电极支撑体#1、电极支撑体#2、平板电极#1、平板电极#2、密封腔体、采样电阻#1、采样电阻#2以及信号检测电路；其中，所述直流电压源、限流电阻、针尖电极、电极支撑体、平板电极、采样电阻构成电晕放电结构；所述电极支撑体为非导电体，与密封腔体连接，保证气密封，构成一个密封腔；平板电极#1和平板电极#2位于密封腔内，所述平板电极都具有孔隙，气体可以自由穿过；所述平板电极与电极支撑体连接；所述针尖电极穿通电极支撑体并保证气密封；所述平板电极通过导线并穿过电极支撑体引出后与采样电阻连接；所述限流电阻用于限制针-板电极之间的气隙意外完全击穿时的电流大小；所述信号检测电路分别连接采样电阻#1、采样电阻#2，对两路电晕放电结构的特里切尔脉冲信号进行检测，进而测量出加速度值，具体地，所述信号检测电路包括运算放大电路#1、运算放大电路#2、整形电路#1、整形电路#2和频率测量电路；所述信号检测电路将两路特里切尔脉冲信号分别经过运算放大电路#1和运算放大电路#2进行适当放大，然后再经过整形电路#1和整形电路#2整形为方波信号，最后经过频率测量电路计算出两路特里切尔脉冲频率之差ΔF，进而检测出加速度a的大小。

2.一种基于电晕放电原理的高冲击加速度传感器，所述传感器为三轴高冲击加速度传感器，其特征在于，在一个六面体密封腔体内，每个面分别设计一套相同的电晕放电结构，所述电晕放电结构由直流电压源、限流电阻、针尖电极、电极支撑体、平板电极、采样电阻构成；所述电极支撑体为非导电体，与六面体密封腔体连接，保证气密封，构成一个密封腔；所述平板电极都位于密封腔内，所述平板电极都具有孔隙，气体可以自由穿过；所述平板电极与电极支撑体连接；所述针尖电极穿通电极支撑体并保证气密封；所述平板电极通过导线并穿过电极支撑体引出后与采样电阻连接；所述限流电阻用于限制针-板电极之间的气隙意外完全击穿时的电流大小；所述信号检测电路分别连接各个面的采样电阻，对六个面的电晕放电结构的特里切尔脉冲信号进行检测，进而测量出三轴方向上的加速度值，具体地，所述信号检测电路包括运算放大电路、整形电路和频率测量电路；所述信号检测电路分别将X轴、Y轴和Z轴的两路特里切尔脉冲信号分别经过运算放大电路进行适当放大，然后再经过整形电路整形为方波信号，最后经过频率测量电路计算出该轴上的两路特里切尔脉冲频率之差ΔF，进而检测出该轴上的加速度a的大小。

3.根据权利要求1或2所述的高冲击加速度传感器，其特征在于：所述密封腔空间填充气体介质，所述气体介质为包含负电性气体。

4.一种基于电晕放电原理的高冲击加速度检测方法，其特征在于：所述方法采用如权利要求1-3任一项所述的加速度传感器，所述方法包括以下步骤：

接收采样电阻上得到的两路特里切尔脉冲信号；

经过运算放大电路对所述特里切尔脉冲信号进行适当放大；

经过整形电路整形为方波信号；

频率测量电路计算出两路特里切尔脉冲频率之差ΔF；

根据ΔF；检测出加速度a的大小。