[发明专利]一种应用于高频感应等离子发生器起弧系统及起弧方法

说明书

一种应用于高频感应等离子发生器起弧系统及起弧方法，所述的系统包括真空机组(1)、电源系统(3)、阀门Ⅰ(5)、阀门Ⅱ(6)；试验段(2)与等离子发生器(4)连接并密封，电源系统(3)与高频感应等离子发生器(4)的线圈连接；真空机组(1)通过扩压段与试验段(2)连接，用于试验段内腔体及等离子发生器内腔体抽真空，使真空度达到300Pa以下；易电离气体、空气分别通过阀门Ⅰ(5)、阀门Ⅱ(6)连接至等离子发生器的内腔，电源系统(3)对线圈提供400kHz以上的交变电流。本发明主要应用于高频感应等离子发生器的起弧，实现高频感应等离子风洞起弧，高频感应等离子各功率型号的起弧，以及各种高频感应等离子试验的起弧要求。

技术领域

本发明涉及一种等离子起弧方法，特别是一种应用于高频感应等离子发生器起弧方法。

背景技术

一种应用于高频感应等离子发生器起弧方法，应用于飞行器气动热地面模拟风洞试验中。高频感应等离子发生器是为了满足高焓洁净流场而研发的新型地面试验风洞，它具有流场稳定、加热气体纯净、焓值高等特点，是一种新型航天型号防热材料地面模拟试验设备。为保证风洞正常运行，高频感应等离子发生器起弧方法是风洞运行的关键技术之一。

现有等离子加热器起弧方法包括引弧丝起弧、空气起弧以及电离起弧等方式。其存在问题包括：气体杂质多、起弧成功率低、设备磨损大、成本消耗高等缺点。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种应用于高频感应等离子发生器起弧系统及方法。

本发明的技术方案：高频感应等离子发生器起弧系统，包括真空机组、电源系统、阀门Ⅰ、阀门Ⅱ；

试验段与等离子发生器连接并密封，电源系统与高频感应等离子发生器的线圈连接；真空机组通过扩压段与试验段连接，用于试验段内腔体及等离子发生器内腔体抽真空，使真空度达到300Pa以下；易电离气体、空气分别通过阀门Ⅰ、阀门Ⅱ连接至等离子发生器的内腔，电源系统对线圈提供400kHz以上的交变电流。

所述的真空机组包括200升/秒真空泵、300升/秒真空泵、600升/秒真空泵、1800升/秒真空泵、5000升/秒真空泵、低真空挡板阀、高真空挡板阀、真空计、掺气阀、第一压力传感器、第二压力传感器和电动截止阀；

高频感应风洞通过管路和真空计一端连接，真空计另一端同时与掺气阀的一端和高真空挡板阀进口连接，高真空挡板阀的出口通过管路依次连接5000升/秒真空泵和1800升/秒真空泵，1800升/秒真空泵与低真空挡板阀的一个出口连接，掺气阀的另一端与低真空挡板阀的进口连接，低真空挡板阀的另一个出口通过管路依次连接600升/秒真空泵、300升/秒真空泵和200升/秒真空泵，200升/秒真空泵通过消音器与大气连接；

储水池通过进水管路与300升/秒真空泵和1800升/秒真空泵的进水口连接，所述进水管路上依次设置有第一压力传感器、电动截止阀和第二压力传感器，1800升/秒真空泵的出水口与600升/秒真空泵的进水口连接，300升/秒真空泵的出水口与200升/秒真空泵的进水口连接，600升/秒真空泵的出水口以及200升/秒真空泵的出水口通过出水管路与储水池连接。

还包括上位机控制系统、PLC、温度传感器和压力传感器，PLC采集每一个真空泵的电流、电压数据，并传输给上位机控制系统，温度传感器采集每一个真空泵的温度并传输给上位机控制系统，压力传感器采集每一个真空泵的冷却水压力，上位机控制系统在真空泵的电流、电压、温度或冷却水压力超过预设的阈值时进行报警。

所述真空压力调节系统设计有防电磁干扰的屏蔽隔离措施，且在真空泵和PLC之间、PLC和温度传感器之间、PLC和压力传感器之间均设计有光电隔离模块。

还包括变频参数控制模块，用于设置或改变各个真空泵的变频参数。

易电离气体为氩气。