[实用新型]水下低压放电气泡产生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水下扰动试验装置，尤其涉及一种水下低压放电气泡产生装置。

背景技术

对于水下爆炸或者水下扰动产生的气泡，及其对船体等与水相关的领域的研究有着重要的意义。例如，对于船舶螺旋桨推进叶片在中高速运转时产生的水下气泡的动态特性及其对叶片的冲击和破坏作用，这一直是船舶研究的重点和难点，对于改进叶片的设计制造具有不可估量的价值。由于传统的水下爆炸实验的破坏性和高耗费性，并且对于炸药的严格管制，对于一般的研究者等来说，频繁地进行全尺寸、真实性炸药的试验是不现实的。国内外现在很多的研究者都是采用在实验室内采取低损伤、可重复性、安全的实验方法来研究水环境下的爆炸和产生的气泡的特性。

目前有关研究水箱爆炸和气泡试验的相关报导有：   

   1.水中高压放电气泡的实验研究（《物理学报》），文献中通过金属丝的水中高压放电所产生的气泡脉动现象进行了实验研究，采用冲击大电流的方法；电容器采用多组电容连接得到电容器组,系统采用冲击大电流装置，存在的弊端是：

 （1）安全保护措施不够，实验操作麻烦，产生的高压电对操作者具有极大的安全隐患，并且无法对实验后的电容放电；

 （2）电容器采用多组电容连接得到电容器组，会产生不稳定和众多偶发事件，实验不稳定,易造成操作时存在安全隐患（开关击穿放电），对设备操作者心理带来极大压力。

2. 水中电火花气泡生成的实验装置及实验方法（哈尔滨工程大学），文献中采用了一种以电火花打火方式产生气泡装置，存在的弊端是：

（1）该装置的电源部分在实现稳压与稳流的自动转换和精度控制上欠缺，从而对电路系统和充电的电容保护和寿命的延续上做的不好，同时对实验时电压的读取和测量的精度影响较大；

（2）该装置的水中放电材料为搭接的细小铜丝，连接麻烦，搭接不可靠，存在实验不稳定性，并且在如有水的流动方面等干扰大的场合很难实现；

（3）该装置须在对水进行去气处理后才能产生比较理想和比较大的气泡，实验条件苛刻、繁杂、不稳定，无法用来在实际洋流存在条件下模拟船的模型等的水下爆炸气泡的实验研究；该装置的电容采用多个电容的并联连接方式，系统的可靠和稳定性低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，应用低电压水下环境下金属丝短路放电对附近水产生的快速气化等作用而产生较大的气泡的原理，提供一种水下低压放电气泡产生装置，以克服已有技术所存在的上述不足，模拟实际爆炸时候的工况，为研究水下爆炸气泡的特性和对舰船等的毁坏特性提供帮助。

本实用新型采取的技术方案是：一种水下低压放电气泡产生装置，所述装置包括直流稳压稳流电源、水泡发生电路和水泡发生金属丝，所述水泡发生电路的输出端与水泡发生金属丝连接，所述直流稳压稳流电源与水泡发生电路连接并为其提供水泡发生所需的低压直流电；

所述直流稳压稳流电源包括变压器、预稳控制电路、整流滤波电路、调整电路、辅助电源电路、驱动电路、采样电路、基准电源电路、比较放大电路和与门电路；

所述变压器、预稳控制电路、整流滤波电路、调整电路依次连接，变压器的初级端与220V交流电源连接，调整电路的输出端与水泡发生电路连接并为其提供水泡发生所需的低压直流电；

所述辅助电源电路的输入端与变压器的输出端连接，辅助电源电路的输出端分别与驱动电路和基准电源电路连接，所述驱动电路的输出端分别与预稳控制电路和采样电路连接，所述采样电路连接于调整电路的输出端，采样电路的输出端与比较放大电路连接，所述基准电源电路的输出端与比较放大电路连接，比较放大电路的输出端与与门电路连接，与门电路的输出端与调整电路连接；

所述变压器用于对输入的交流电进行降压处理，然后输送给预稳控制电路；

所述预稳控制电路用于将经降压处理的交流电进行预稳定，以实现电压电流的稳定输出；

所述整流滤波电路用于将经预稳的的交流电进行整流和滤波，得到稳定的直流电输送给调整电路；

所述调整电路用于将经整流滤波的直流电，调整为所需要的输出电压及电流，

所述辅助电源电路用于为驱动电路和基准电源电路提供相应的工作电源；

所述驱动电路用于为预稳控制电路和采样电路提供相对应的稳定的输出功率；

所述采样电路用于从调整电路输出的电压电流信号中采样，并将采集的信号输送给比较放大电路；

所述基准电源电路用于将设定的基准电压电流信号输送给比较放大电路；