[发明专利]一种碳纤维复合材料雷电电磁环境测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种碳纤维复合材料雷电电磁环境测试装置及方法，装置包括模拟雷电流发生器、碳纤维复合材料试品箱、三维电磁场传感器、处理器，模拟雷电流发生器用于将模拟雷电流附加在碳纤维复合材料试品箱上；三维电磁场传感器用于测量当前位置处的电场数据和磁场数据，并将电场数据和磁场数据经信号调理后发送给处理器；处理器用于对接收到的数据进行处理，以得到碳纤维复合材料试品箱内部电磁场的分布规律。本申请公开的上述技术方案，通过模拟雷电流发生器、三维电磁场传感器、处理器找出电磁场分布规律，以便于根据电磁场分布规律对由碳纤维复合材料制成的设备的屏蔽效能和抗电磁干扰能力进行评估，并便于根据电磁场分布规律对设备进行改良。

技术领域

本发明涉及碳纤维复合材料测试技术领域，更具体地说，涉及一种碳纤维复合材料雷电电磁环境测试装置及方法。

背景技术

碳纤维复合材料因其比强度高、比模量高、抗疲劳、耐腐蚀以及可设计性等特点而在航空、汽车、军事、体育等领域得到了广泛应用。

随着飞机制造技术的不断发展，大量碳纤维复合材料逐步取代了传统金属材料，其在飞机上的应用大大提升了飞机的性能，但由于碳纤维复合材料的电导率比较小，则降低了对电磁干扰的防护能力，因此，使得与飞机安全息息相关的航电设备及其内部电子器件对耦合的电磁干扰更加敏感。当直接雷击的电流在导体上流动引起结构电阻性电压升高以及快速变化的电磁场将电压和电流瞬态耦合到设备时，可能产生附加效应，即雷电产生的瞬态强电磁场和导体上产生的雷电流，通过互连线感应或者孔缝效应在设备的接口出现高电压和大电流，造成设备损坏或者系统功能紊乱，因此，则需要对雷电击中碳纤维复合材料时产生的电磁场进行测定，以找出其分布规律，从而便于对设备的屏蔽效能和抗电磁干扰能力进行评估，并便于对设备进行改良，以提高抗电磁干扰能力。

综上所述，如何对雷电击中碳纤维复合材料时产生的电磁场进行模拟测量，以找出电磁场分布规律，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料雷电电磁环境测试装置及方法，以对雷电击中碳纤维复合材料时产生的电磁场进行模拟测量，从而找出电磁场分布规律。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种碳纤维复合材料雷电电磁环境测试装置，包括模拟雷电流发生器、密封且与地相连的碳纤维复合材料试品箱、分别设置在所述碳纤维复合材料试品箱内不同位置处的三维电磁场传感器、处理器，其中：

所述模拟雷电流发生器的第一端与所述碳纤维复合材料试品箱上的电极相连、第二端与地相连，用于产生波形参数可调的模拟雷电流，并将所述模拟雷电流通过所述电极附加在所述碳纤维复合材料试品箱上；

所述三维电磁场传感器，用于测量当前位置处的电场数据和磁场数据，并将所述电场数据和所述磁场数据经信号调理后发送给所述处理器；

所述处理器，用于对接收到的数据进行处理，以得到所述碳纤维复合材料试品箱内部电磁场的分布规律。

优选的，所述碳纤维复合材料试品箱上设置有多个所述电极。

优选的，所述三维电磁场传感器通过支架设置在所述碳纤维复合材料试品箱内，其中，所述支架可沿高度方向发生伸缩。

优选的，所述处理器与所述模拟雷电流发生器相连。

优选的，所述三维电磁场传感器通过无线传输方式将所述电场数据和所述磁场数据发送给所述处理器。

优选的，还包括设置在所述碳纤维复合材料试品箱内的电子设备机箱及设置在所述电子设备机箱内的感应器件、电压测量元件、电源、负载、霍尔电流传感器、信号调理电路，其中：

所述电压测量元件与所述感应器件及所述信号调理电路相连，用于测量所述感应器件上的感应电压；