[发明专利]一种空气间隙放电发射光谱时空分布的观测方法

权利要求书

1.一种空气间隙放电发射光谱时空分布的观测方法，其特征在于，包括如下步骤:

S1测定标准雷电冲击下空气间隙放电的50％击穿放电电压U_50％；

S2在空气间隙两端施加标准雷电冲击电压,所施加电压的幅值为kU_50％，所述k为常数，取值为1.2、1.3、1.4、1.5或1.6；

S3对于固定冲击电压幅值，重复进行放电，设置触发时延，使用光栅光谱仪拍摄完整清晰的空气间隙放电通道图像，然后根据图像中放电通道的位置，调整光栅光谱仪的位置和拍摄焦距，使空气间隙放电通道位于图像的正中央位置，且光栅光谱仪的狭缝宽度尽可能小；

所述触发时延是指示波器在达到触发电平时刻向像增强探测器发送触发信号，像增强探测器接收到触发信号时刻至开始曝光时刻之间的时间间隔；

S4拍摄0～1000nm的空气间隙放电通道全波段发射光谱图，选取并记录其中波峰明显的谱线所对应的中心波长值；

S5在一个电压脉冲周期内，设置触发时延为最小值，设置光栅光谱仪拍摄的中心波长及拍摄间隔，从电压脉冲的波头开始，获得步骤S4中选取的中心波长值所对应的空气间隙放电发射光谱图，得到无增益情况下的时空分布；

S6若得到的空气间隙放电发射光谱图的强度不足，则梯级增大光栅光谱仪的像增强探测器的增益倍数，直至拍摄到强度足够的发射光谱或像增强探测器的增益倍数达到上限为止，然后进入步骤S7；

若得到的空气间隙放电发射光谱图的强度足够，则直接进入S7；

S7将强度足够的发射光谱图，按照脉冲电压在一个周期内时刻位置排序，得到标准雷电冲击下空气间隙放电发射光谱时空分布；

S8将S7得到的标准雷电冲击下空气间隙放电发射光谱时空分布进行传输延迟的校正，得到标准雷电冲击下空气间隙放电发射光谱时空分布。

2.根据权利要求1所述的观测方法，其特征在于，所述S3中，每次拍摄空气间隙放电发射光谱的曝光时间设置为3ns，像增强探测器的增益倍数为1。

3.根据权利要求1所述的观测方法，其特征在于，所述S5中拍摄间隔设置为50ns。

4.根据权利要求1所述的观测方法，其特征在于，所述S8中，传输延迟包括示波器与光栅光谱仪之间的传输时间延迟、冲击电压发生器信号传输到示波器的时间延迟和光栅光谱仪的像增强探测器设定的处罚时间延迟。

5.根据权利要求1所述的观测方法，其特征在于，所述S2中的标准雷电冲击电压的波形为1.2/50μs。

6.根据权利要求1所述的观测方法，其特征在于，所述，将S7得到的标准雷电冲击下空气间隙放电发射光谱时空分布进行传输延迟的校正，具体为：

在进行波形数据处理时，将冲击电压波形的时间轴减去冲击电压发生器信号传输到示波器的时延值，将像增强探测器反馈至示波器的监控信号的时间轴减去示波器与光栅光谱仪之间的传输时延值，可确定每一组放电发射光谱图在脉冲电压周期内的实际时刻位置，得到标准雷电冲击下放电发射光谱时空分布。