[发明专利]一种大气压空气放电教学演示装置在审

专利信息
申请号: 201911016107.4 申请日: 2019-10-24
公开(公告)号: CN110689787A 公开(公告)日: 2020-01-14
发明(设计)人: 吴淑群;欧阳帆;顾亚楠;杨璐;张潮海 申请(专利权)人: 南京航空航天大学
主分类号: G09B23/18 分类号: G09B23/18
代理公司: 32200 南京经纬专利商标代理有限公司 代理人: 施昊
地址: 211106 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 放电 智能控制模块 高压放电模块 高压电极 高压电源模块 图像采集模块 电路保护 间距控制 检测模块 可变电阻 演示模块 地电极 电极 采集 图像 演示 教学演示装置 大气压空气 放电稳定性 电压信号 机械连接 教学内容 模块电气 温度信号 安全措施 串联
【说明书】:

本发明公开了一种大气压空气放电教学演示装置,包括图像采集模块、高压放电模块、可变电阻模块、高压电源模块、电极间距控制模块、电路保护检测模块、智能控制模块和放电演示模块。电极间距控制模块与高压放电模块机械连接,调节高压电极与地电极之间的距离。可变电阻模块电气串联在高压电极与高压电源模块之间。图像采集模块采集高压电极与地电极之间的放电图像并传送给智能控制模块,智能控制模块再将放电图像传送给放电演示模块进行演示,电路保护检测模块用于采集高压放电模块内的温度信号和电压信号并将其传送给智能控制模块。本发明解决了现有技术存在的教学内容单一、操作方式复杂、放电稳定性差、安全措施不足和演示效率低下等问题。

技术领域

本发明属于高电压技术领域,特别涉及了一种放电教学演示装置。

背景技术

大气的电离层、自然界的闪电、输电线路上的电晕放电以及开关闭合过程中的电弧放电等都是常见的气体放电现象。电晕放电可产生臭氧进行空气净化和废水废气处理。大气压辉光放电在空间上分布均匀且不需要真空系统,在灭菌、消毒、空气净化、臭氧制备、薄膜表面改性等许多方面都具有巨大的应用价值。火花放电的放电通道比较集中,瞬间的放电电流比较大,可用于燃烧点火和流动控制。因此,气体放电具有多种放电模式,且能够分别应用于不同的实际场合。气体放电是属于《高电压技术》课程的重要章节内容之一。为了让学生认识空气放电现象、理解气体放电机理和掌握空气绝缘设计,开展《高电压技术》课程的空气放电实验教学是必要的。国内很多高压技术课程涉及的实验设备往往直接由适用于电网的电力设备改造而来,属于定制设备,设备体积庞大、造价昂贵(单价4-10万不等)、实验用途类型单一。现有大气压高压放电演示实验通常采用针-针电极结构,获得的放电模式单一,且放电不稳定;在教学演示过程中,需要人为调节高压直流电源和近距离接触高压放电装置调节电极间距,对人身安全造成一定威胁;此外,放电通道狭小,不适合多人同时观测,教学演示效率低下。

以下是一种现有的放电演示装置:

高压放电演示装置,见中国专利1(授权公告号CN 202584520 U),此专利公开了一种高压放电演示装置,如图1所示,图中220V电源、开关S、断路保护器RD、变压器T1、桥堆QL、电容C1、第一线圈L1、第二线圈L2、电阻R、电位器RW、三极管V、高频变压器T2、高压线圈L3、高压硅堆D、高压电容C2。220V电源经开关和断路保护器连接变压器,经变压器变压、桥堆整流、电容滤波,供给由第一线圈、第二线圈、电阻、电位器及三极管组成的高频自激振荡回路,高频自激振荡回路产生的高频电经高频变压器在高压线圈上感应出高压,经高压硅堆整流给高压电容充电,并在高压电容的两端产生万伏左右的高压,产生电弧放电。在技术培训中,它能让受教育者了解电弧的产生过程、熄灭过程、放电形式以及对设备的危害性。该装置的不足之处在于:(1)放电电极的间距调节是手动调节,无法做到精确匀速可控,对电弧放电特性有较大影响;(2)只有电弧放电模式,模式过于单一,无法稳定实现多个放电模式;(3)操作人员近距离接触高压放电,且无电路自动保护,在教学演示过程对设备和人身安全造成较大的潜在威胁;(4)放电通道狭小,不适合多人同时观察,教学效率较低。

以下是一篇关于多种放电模式的研究:

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