[发明专利]基于高压放电峰值检测的点火能量测量方法

说明书

本发明公开了一种基于高压放电峰值检测的点火能量测量方法。该方法中的高压放电峰值检测装置包含高压衰减网络、峰值采样保持电路、泄放控制电路和高速数据采集电路，其中泄放控制电路对高压衰减网络输出信号进行微分，将微分信号与零电平、高压衰减网络输出信号与零电平分别进行比较，比较结果相与后用于控制峰值检波电路中采样电容的泄放与否，同时由微分信号与零电平的比较结果控制对峰值电压是否进行模数转换。点火能量测量方法利用高压放电峰值检测装置所测量的放电波形的每个峰值时刻和对应的峰值推算放电波形，进而计算点火能量。本发明可自动对高压放电峰值进行采样和泄放，自动计算点火能量，具有高集成度和高自动化特点。

技术领域

本发明涉及一种基于高压放电峰值检测的点火能量测量方法，主要用于粉尘云最小点火能测试仪的点火能量测量，可在降低硬件成本的同时，实现精确的点火能量测量。

背景技术

粉尘云最小点火能测试仪是从能量角度反映粉尘点燃敏感程度的测试装置，在评价粉尘云潜在爆炸危险性上被广泛应用。粉尘云最小点火能测试仪所测量的最小点火能数据直接关系到待测粉尘的危险性等级，若所测量的最小点火能值偏大，则危险性定级偏低，可能带来不可估量的严重隐患；若所测量的最小点火能值偏小，则危险性定级偏高，给相关生产场所的防爆抑爆设计增加额外成本。因此，准确的点火能量测量非常有必要。

根据标准GB/T 16428-1996，电容充电能量值E取决于充电电容C和充电电压U，即E＝0.5CU²。然而，由于充电电容所存储的能量放电不充分以及放电过程中的能量损失，点火能量并不等于充电能量。

为求得更准确的点火能量，当前普遍做法是使用高压探头和电流探头测量放电时的电压U和电流I随时间的变化曲线，将电压、电流的放电曲线从数字示波器导出至电脑端，利用积分式计算出点火能量。但该方法增加了高压探头、电流探头和数字示波器，额外增加了许多硬件成本，同时还需将数据从数字示波器导出至电脑端再做积分计算，步骤较为繁琐，且需专业的数学知识。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于高压放电峰值检测的点火能量测量方法，旨在提高点火能量测量精度的同时，降低高压放电检测装置的硬件成本，便于将高压放电检测装置集成至粉尘云最小点火能测试仪，以提高测试仪器的自动化水平，提高测试效率。

为实现上述目的，作为本发明的一方面，本发明提供一种基于高压放电峰值的点火能量测量方法，高压放电波形符合标准的欠阻尼震荡衰减曲线，利用所述高压放电峰值检测装置所检测的高压放电波形的若干峰值及峰值间的时间间隔，推算电极间的放电波形，进而通过积分式计算出点火能量，达到自动测量点火能量的目的。

作为本发明的另外一个方面，本发明还提供了一种高压放电峰值检测装置，包括：高压衰减网络、峰值采样保持电路、泄放控制电路、高速数据采集电路和电磁屏蔽装置，其中所述高压衰减网络通过分压方式将10KV量级的放电高压降为采样保持电路可接受的范围；所述峰值采样保持电路对高压衰减网络输出信号进行峰值检测，并通过采样电容对峰值保持；所述泄放控制电路将微分信号与零电平、高压衰减网络输出信号与零电平分别进行比较，比较结果相与用于控制峰值采样保持电路中采样电容的泄放与否，同时由微分信号与零电平的比较结果控制对峰值电压是否进行模数转换，进行实现峰值采样保持和数据采集的自动控制；所述高速数据采集电路对峰值电压进行模数转换，并将转换结果输出；所述电磁屏蔽装置与所述高压衰减网络的地线相连，以抑制电极放电瞬间的高频电磁信号对衰减后的信号造成的干扰。

所述高压衰减网络由高压无感电阻R1、R2构成的电阻分压网络、补偿电容C1和电压跟随器组成，所述高压衰减网络的输入端，即所述电阻分压网络的输入端，连接至粉尘云最小点火能测试仪高压电极，所述电阻分压网络的输出端连接至所述电压跟随器的输入端，所述电压跟随器的输出端，即所述高压衰减网络的输出端，分为两路，一路连接至所述采样保持电路的输入端，一路连接至所述泄放控制电路的输入端。