[发明专利]一种带触发使能的脉冲放电电流录波装置及故障识别方法

说明书

本发明公开了一种带触发使能的放电电流录波装置及故障识别方法，用于对脉冲氙灯电源的脉冲电流进行采集和故障判断，涉及脉冲功率技术领域。所述装置包括n路同步采集模块、数据处理模块和触发通信模块。首先，在脉冲氙灯电源放电前，通过通信模块将触发使能信号及实验参数传送至数据处理模块并计算出设定电流特征，解除触发使能信号；然后，外触发信号发送至脉冲氙灯电源开始放电，同时，外触发信号通过触发通信模块启动数据采集；最后，数据处理模块根据设定电流特征对采集的放电数据进行故障判别，并将结果发送至上位机。本发明可以避免由于电磁干扰导致的误触发风险，并基于氙灯非线性特性的放电电流计算及特征提取实现对放电电流进行自动判读，可以大幅度提高放电电流故障识别的效率。

技术领域

本发明涉及脉冲功率技术领域，具体涉及一种带触发使能的放电电流录波装置及故障识别方法，可应用于脉冲氙灯电源多回路放电电流的采集及识别每路放电电流故障。

背景技术

脉冲氙灯是一种通过脉冲放电形式将电能转换成辐射能的器件，储存在电容器上的能量可以在非常短的时间内通过氙灯灯管以气体放电的形式释放，同时在灯内建立高温等离子体，并产生高亮度的辐射。由于其具有负载能力强、激光光速质量好以及泵浦效率高等优点，常被广泛应用于固体激光器的泵浦源。

脉冲氙灯电源的氙灯负载为多回路并联形式，为了判断每路负载放电是否成功，首先需要通过录波装置对放电电流进行采集，然后对采集的数据进行处理，最后对处理过后的数据进行判别。传统的放电电流录波装置的技术方案为：通过同步信号直接触发录波装置对放电电流进行采集处理。现有技术中在放电故障识别方面有两种方案：一是通过人工判读；二是通过将正常放电电流数据提前存入装置，然后与实验数据进行对比识别。上述装置及故障识别方法存在如下缺点：一是通过同步信号直接触发装置进行录波会存在由于电磁干扰导致的非放电过程的误触发风险；二是通过人工判读放电电流数据的方法，存在识别效率低的缺点；三是通过提前存入正常放电数据的方法，存在可移植性差差的缺点。

综上所述，目前现有技术所提出的各种技术手段均存在明显的弊端，需要发展新型的录波方法和放电故障识别方法。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种带触发使能的脉冲放电电流录波装置及故障识别方法，该装置采用了基于FPGA的触发使能方案，可以避免由于电磁干扰导致的误触发风险，采用基于氙灯非线性特性的放电电流计算及特征提取的方法对放电电流进行自动判读，可以大幅度提高放电电流故障识别的效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种带触发使能的脉冲放电电流录波装置，用于对脉冲氙灯电源的脉冲电流进行采集和故障判断，该装置包括依次电连接的n路同步采集模块(T1-Tn)、数据处理模块和触发通信模块；

所述同步采集模块(T1-Tn)用于对脉冲氙灯电源的脉冲电流进行采集，所述数据处理模块用于对接收的电流采集数据、触发信号和通信数据进行处理，所述触发通信模块用于接收和发送触发信号和/或通信数据；

当脉冲氙灯电源开始放电前，数据处理模块通过触发通信模块接收实验参数组并计算放电电流波形，确定对应的波形特征，解除触发使能封锁；

外触发信号(P3)通过触发通信模块转换成电信号发送给数据处理模块以及脉冲氙灯电源，并启动数据采集；数据处理模块根据计算的放电电流波形特征对采集的数据进行故障判断，并将故障判断结果发送至上位机。

进一步的，所述同步采集模块由罗氏线圈(R1-Rn)、电流传感器(CT1-CTn)、n路模数转换芯片AD以及数字隔离芯片I1组成；所述数据处理模块由FPGA单元F1以及主控电路M1电连接组成；所述触发通信模块由触发驱动电路T3和通信电路T2组成。