重复频率纳秒脉冲源程控脉冲发生器

介绍了一种可以完成脉宽、幅值、频率可调、十路脉冲输出且延时可调功能的程控脉冲发生器。硬件主要包括主电源和辅助电源、功率放大电路、控制系统处理器、数字键盘和液晶显示屏。该脉冲发生器输出脉冲宽度可在1~30 s间调节,脉冲幅值在1~15 V间调节,输出脉冲频率范围为1 Hz~30 kHz,十路脉冲输出中每路脉冲之间可以在0~1 ms范围内精确调节。该脉冲发生器可为多个脉冲源的并联运行提供延时触发,为多个绝缘栅双极型晶体管(IGBT)开关串联提供同步触发。     

Experimental study of polarity dependence in repetitive nanosecond-pulse breakdown

Pulsed breakdown of dry air at ambient pressure has been investigated in the point-plane geometry, using repetitive nanosecond pulses with 10 ns risetime, 20--30 ns duration, and up to 100 kV amplitude. A major concern in this paper is to study the dependence of breakdown strength on the point-electrode polarity. Applied voltage, breakdown current and repetitive stressing time are measured under the experimental conditions of some variables including pulse voltage peak, gap spacing and repetition rate. The results show that increasing the E-field strength can decrease breakdown time lag, repetitive stressing time and the number of applied pulses as expected. However, compared with the traditional polarity dependence it is weakened and not significant in the repetitive nanosecond-pulse breakdown. The ambiguous polarity dependence in the experimental study is involved with an accumulation effect of residual charges and metastable states. Moreover, it is suggested that the reactions associated with the detachment of negative ions and impact deactivation of metastable species could provide a source of primary initiating electrons for breakdown.     

在线激光拉曼光谱技术应用于氢气同位素定量分析

氢气在化工、能源和金属冶炼等领域应用广泛,可以作为化学加氢反应的原料、火箭推进剂的燃料、燃料电池的能源载体、以及替代金属冶炼中使用的碳。氢气将是实现“碳中和”的重要载体。氢气同位素是核聚变的燃料,是等离子体排灰气中氚回收与再循环处理的主要成分,在氚工厂的工艺流程中离不开氢气同位素的快速定量测量。目前,氢气同位素分析测量的主要商业化技术有质谱、色谱和电离室等。我们定位于发展在线激光拉曼光谱技术应用于氢气同位素的定量分析。近年来,随着光谱器件性能的不断提升,激光拉曼光谱技术逐渐突破了灵敏度弱的缺点,在许多应用场景展示出使用方便、无需制样、原位、适用环境广泛、无损、分析快速等优点。该研究论述自主研制的“氢气同位素在线激光拉曼光谱分析技术”。该技术设备的信号范围覆盖6种氢气同位素：H₂、 D₂、 T₂、 HD、 HT、 DT,不同氢气同位素的信号互不重叠,可以同时线性定量测量,线性吻合度Adj.R²>0.999;在大于10 Pa量级分压的范围内,很短的信号采集时间就可以测量出清晰和稳定的信号,采集时间...     

大气压微波等离子体发射光谱法检测磷、氯类毒剂模拟剂

基于大气压微波等离子体发射光谱法,分析了磷、氯类毒剂模拟剂甲基膦酸二甲酯(Dimethyl methylphosphonate, DMMP)、马拉硫磷和三氯甲烷的特征谱线/谱带,建立了磷、氯类毒剂模拟剂的检测方法。其中,DMMP特征光谱为P原子谱线(213.62、 214.91 nm)、 PO基团谱带(254.04、 255.50 nm)和C原子谱线(247.86 nm);马拉硫磷特征光谱与DMMP相同,但PO基团谱带与C原子谱线相对强度有明显差异,可用于二者判别;三氯甲烷特征光谱为Cl原子谱线(725.66、 754.71、 837.59、 858.60、 894.81 nm等)。针对微波功率对检测效果的影响,以DMMP为例,其特征光谱强度与微波功率在40～110 W范围内呈线性关系;对于光谱收集区域的影响,实验表明,微波等离子体头部待测物特征光谱强度最高,中间和尾部依次降低。在微波功率为70 W的条件下,收集等离子体头部特征光谱,分别获得了不同毒剂模拟剂的检出限,其中,DMMP的检出限低至0.05 mg/m³,马拉硫磷的检出限为3.3 mg/m³     

高压重复频率纳秒脉冲下电信号的测量与诊断

为了更准确地获得重复频率纳秒脉冲下气体击穿试验参数,分析了击穿电压、放电电流的测量及影响测量结果的因素等,并介绍重复频率下气体间隙击穿的耐受时间测量方法。信号测量传感器的响应带宽、间歇性存在的电磁干扰、气体间隙被击穿时瞬态高频振荡及地电位暂态升高等因素会干扰被测信号,甚至会导致被测信号局部干扰严重。采用软阈值小波降噪法可有效减小干扰。在测得分流器方波响应的基础上,采用Wiener滤波器反卷积补偿分流器输出信号的方法来校验分流器输出,结果表明分流器输出波形满足试验要求。     

全固态高重复频率磁脉冲压缩发生器

设计制作了全固态高重复频率磁脉冲压缩发生器,最高重复频率5 kHz,脉宽70 ns,通过调节初始储能电容上的电压可在500 阻性负载上获得4~40 kV连续可调的输出电压。通过分析简化的磁压缩末级回路,分析了预脉冲产生的过程,得出了预脉冲的电压表达式,选取适当的磁芯相对磁导率,经过求解,得出在磁开关未饱和电感一定时预脉冲随负载阻值变化的曲线簇,从曲线中可以看出:随着负载的阻值的增大,预脉冲的峰值绝对值也增大;在负载恒定的情况下,增大磁开关未饱和电感的大小可以显著地减小负载两端预脉冲的峰值绝对值,这要求磁开关磁芯有更高的相对磁导率。     

微秒脉冲激励的大气压氦等离子体射流放电特性北大核心CSCD

研究了不同电极结构以及放电参数对微秒脉冲激励的氦等离子体射流放电特性的影响。实验中采用不同管内径、不同电极形状、不同重复频率等参数,通过采集放电阶段的电流电压图、发光图像以及发射光谱等,对等离子体射流的电学特性和光学特性进行诊断。实验结果表明,随着管内直径的增大,氦等离子体射流的长度减小;管内径为8mm时,等离子体射流的击穿电压与放电电流最小,同时,其发射光谱中第二正带系N2,N+2和O等高能活性粒子的强度最高;管内径为5mm的等离子体射流的放电电流、功率及消耗的能量最大;在相同实验条件下,针尖电极结构中的放电电流、消耗的功率还有发射光谱强度都较大;随着重复频率的增加,氦等离子体射流的长度会增加,但击穿电压减小。     

微秒脉冲激励的大气压氦等离子体射流放电特性

研究了不同电极结构以及放电参数对微秒脉冲激励的氦等离子体射流放电特性的影响。实验中采用不同管内径、不同电极形状、不同重复频率等参数, 通过采集放电阶段的电流电压图、发光图像以及发射光谱等, 对等离子体射流的电学特性和光学特性进行诊断。实验结果表明, 随着管内直径的增大, 氦等离子体射流的长度减小;管内径为8 mm时, 等离子体射流的击穿电压与放电电流最小, 同时, 其发射光谱中第二正带系N2, N+2和O等高能活性粒子的强度最高;管内径为5 mm的等离子体射流的放电电流、功率及消耗的能量最大;在相同实验条件下, 针尖电极结构中的放电电流、消耗的功率还有发射光谱强度都较大;随着重复频率的增加, 氦等离子体射流的长度会增加, 但击穿电压减小。     

"高电压放电与等离子体"专辑出版前言

正高电压放电与等离子体属于脉冲功率、高压放电和等离子体技术的高度交叉融合。研究内容涵盖特种电源技术、绿色清洁的能源获取技术,等离子体与材料、能源、医学、空天等学科的交叉融合,在国民经济建设和社会发展中正发挥着日益重要的作用。2020年10月23日—25日,第三届全国高电压与放电等离子体学术会议在哈尔滨召开。来自国内103家高等院校、科研院所、期刊杂志以及企业界的580余名专家学者参加了本次会议。     

基于DSP和FPGA的高光谱图像处理系统设计

针对高光谱图像的处理系统需要具有数据吞吐率高、处理速度快及存储量大等特点,设计了一套以DSP和FPGA为核心处理器的嵌入式高光谱图像处理系统．系统采用USB接口10方式,选用TI公司TMS320C6000系列DSP和Altera公司的CycloneⅡ系列FPGA作为核心器件．首先给出了硬件实现总体框图,然后介绍了所采用的芯片,并详细叙述了FPGA周围电路的连接及系统工作原理,最后利用高光谱图像目标识别算法对系统加以验证．