[发明专利]一种短空气间隙离子风参数监测方法

说明书

本发明公开了一种短空气间隙离子风参数监测方法，属于短空气间隙离子风参数监测技术领域，包括以下两大步骤：(一)、离子风头部运动速度的变化规律参数监测，包括如下步骤：a.计算离子风头部运动速度：b.根据离子风在电场中的实际受力情况，通过方程式描述离子风头部运动状态，即可得到从t_n至t_n+1时刻的离子风X‑t曲线，综合各段曲线即可获得离子风的迁移运动规律。(二)、离子风光电脉冲信号参数监测，包括如下步骤：a.连接检测设备；b.连接触发设备；c.同步记录产生离子风的电流脉冲信号和离子风的光脉冲信号；d.离子风光电脉冲信号参数监测。该方法具有较高的检测精度与较强的灵敏度，拥有较大的工程实际应用价值。

技术领域

本发明涉及短空气间隙离子风参数监测技术领域。

背景技术

在尖端电极附近，由于局部电场强度超过气体的电离场强，使气体发生电离和激励，便会出现相对稳定的离子风现象。在一定的电压和技术条件下，离子风是可以通过电离子在两个电极间的“对流”产生风能的。离子风在工业生产中已经有了很大的应用价值，比如离子风机、离子散热器和离子风棒等设备。离子散热器的原理是通过高压电场，电离空气分子，然后带电的空分子会受到电场的作用而运动形成气流。离子风棒和离子风机都是固定式静电消除的专用设备，具有安装简易、工作安全稳定、消除静电速度快的特点，主要用于电子、塑胶、丝印、印前系统、图像处理等行业。

因此，对于短空气间隙离子风过程的精确观测成为世界各国的专家学者们亟待解决的问题。人们对于长空气间隙的研究比较深入和完备，而针对短空气间隙，世界各国的专家学者所做的研究工作大部分都是关于短空气间隙击穿电压的测量、电场特征量的提取和放电路径的分叉等方面，而对于短空气间隙离子风（即微观粒子射流）的观测手段少之又少。

可见，对于短空气间隙离子风的多角度全方位观测对于正确认识离子风的运动形态、速度以及一系列的光学、电学特性具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种短空气间隙离子风参数监测方法，该方法不仅可以实现同步触发观测离子风的形态特征和荷电特性，还可以定量的精确计算离子风的运动速度，具有较高的检测精度与较强的灵敏度，拥有较大的工程实际应用价值。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种短空气间隙离子风参数监测方法，方法包括以下两大步骤：

（一）、离子风头部运动速度的变化规律参数监测，包括如下步骤：

a. 计算离子风头部运动速度，由高速相机拍摄出多个离子团运动周期的图像，离子团运动周期为从锥电极第一次出现离子团出射开始，到离子团头部运动到球电极结束的时间段，离子风均速的计算公式如下：

（1）

（1）式中，：当前时刻的离子风头部运动速度，单位为；：高速相机在一个离子团运动周期内所拍摄的照片张数；：两个电极间的间隙距离，单位为；：高速相机的拍摄频率；

b.根据离子风在电场中的实际受力情况，通过方程式描述离子风头部运动状态：

（2）

（2）式中，：离子风头部总质量，单位为；：离子风头部受到的静电加速力，单位为；：受到的正向阻力，单位为；

（2）式中，按（3）式计算得出，按（4）式计算得出：

（3）

（4）

则，离子风头部总质量为：

（5）