[发明专利]一种液电脉冲激波产生装置

说明书

本发明公开了一种液电脉冲激波产生装置，包括：充放电装置和反馈调控装置；充放电装置包括：高压直流电源、储能电容、高压开关、高压电极和低压电极；反馈调控装置包括：驱动模块、传动模块、位检模块和监控模块；高压直流电源给储能电容充电，储能电容通过高压开关对高压电极和低压电极放电，形成脉冲激波。驱动装置、传动装置可控制电极的运动，位移检测器可检测电极的位置；监控装置可根据放电电压、放电电流与输出功率等参数的测量值与设定值比较，从而修正激波发生系统的间隙距离和放电电压等，以使放电系统近似处于临界阻尼放电状态，提高激波强度。本发明结构简单，依靠纯物理手段，无污染；工作稳定性与可靠性高；能量转换效率高。

技术领域

本发明属于高电压技术、脉冲功率技术领域，更具体地，涉及一种液电脉冲激波产生装置。

背景技术

对液体中的两个电极施加脉冲高压将形成高温高压等离子体，等离子体快速膨胀可形成脉冲压力波，即脉冲激波。激波特性主要与回路参数、放电电压以及极间间隙等相关。目前常规脉冲激波的产生方式为采用电流多次半波振荡放电，这种放电方式的放电时间长，在回路总储能相同时，光辐射、热辐射等消耗的能量较多，转换为激波机械能的能量较少，相应地，激波强度较低。

现有脉冲激波技术中，考虑到采用液体放电时击穿电压具有分散性，同时，放电瞬间形成的高温电弧烧蚀电极尖端使电极间隙距离增大，增大平均击穿电压，因此常规技术采用欠阻尼放电(电流振荡放电)的原因在于保证可以回路参数、间隙距离一致时，即使间隙距离稍微增加，仍可多次成功地进行液电脉冲放电，形成激波，不用每次调整充电电压或校对间隙距离，大大降低了人工操作的复杂性。此技术的缺陷在于不能保证脉冲放电的可靠性和一致性。而脉冲激波主要形成于主放电电流放电的第一个半波期间，常规技术无法根据放电状态自动地反馈、调整充电电压或极间间隙，不利于精确地调控激波强度。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种液电脉冲激波产生装置，旨在解决现有技术中激波强度低且稳定性可靠性低的问题。

本发明提供了一种液电脉冲激波产生装置，包括：充放电装置和反馈调控装置；所述充放电装置包括：高压直流电源、储能电容、高压开关、高压电极和低压电极；所述储能电容的一端连接至所述高压开关的一端，所述高压开关的另一端连接至所述高压电极的第一控制端；所述储能电容的另一端连接至所述低压电极的一端；所述反馈调控装置包括：驱动模块、传动模块、位检模块和监控模块；所述驱动模块的输出端与所述传动模块的输入端连接，所述驱动模块的输入端与所述监控模块的输出端连接；所述高压电极的第二输入端与所述传动模块的输出端连接，所述位检模块的输入端与所述高压电极的第一输出端连接，所述监控模块的第一输入端连接至所述位检模块的输出端，第二输入端连接至所述高压电极的第二输出端；通过对高压电极和低压电极施加脉冲高压，形成高温高压等离子体，等离子迅速膨胀压缩液态水形成脉冲激波；通过反馈调控装置精确控制高压电极和低压电极的相对位置与施加的脉冲高压，使极间等离子体阻抗增加，保证每次放电时始终处于近临界阻尼状态，而不是常规的欠阻尼状态，尽可能地提高能量转化效率，使脉冲激波强度达到最优。

更进一步地，所述高压电极与所述低压电极空间同轴对称放置，所述高压电极和所述低压电极均直接放置于液体介质内，所述高压电极与所述低压电极构成极间间隙。

更进一步地，驱动模块包括：依次连接的控制按钮、驱动电机和旋转导杆；当所述控制按钮调至正转状态时，所述驱动电机带动所述旋转导杆正转；当所述控制按钮调至反转状态时，所述驱动电机带动所述旋转导杆反转，所述旋转导杆的旋转通过所述传动模块转换为移动。

更进一步地，所述传动模块包括：依次设置的第一卡盘、齿轮和第二卡盘；所述第一卡盘的输入端作为所述传动模块的输入端，所述齿轮用于将所述驱动模块中旋转导杆的旋转转换为第二卡盘的水平移动；所述第二卡盘的输出端作为所述传动模块的输出端，所述驱动模块中旋转导杆的正、反转可通过所述齿轮的传动作用带动所述第二卡盘和所述高压电极一同水平移动，从而调控所述高压电极的相对位置。