CN110596443B - 一种电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置，其包括储能装置、高压脉冲放电回路、整流升压装置、自动放电装置、驱动源、控制平台、电压传感器以及电流传感器，高压脉冲放电回路上设有可控点火开关以及放电电极，自动放电装置包括自动放电开关以及放电电阻。通过电压传感器、电流传感器获取线路实时充放电信息，并根据获知的实时充放电信息在控制平台上控制驱动源以及整流升压装置，作出相应的储能装置的充电动作、高压脉冲放电动作或储能装置的放电动作，同时将放电电极设置为间距可调的结构，从而使得水中高压脉冲放电装置更加集成化，操作起来更加方便，更具灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及高压脉冲放电技术领域，尤其涉及一种电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置。
背景技术
在环境保护方面，采用水中高压电极放电装置去除水中某种污染物，如水中的各种离子污染物、细菌污染物和高分子污染物。
矿产开发领域，使用水中高压放电产生冲击波用于煤炭的增透，增大瓦斯抽采效率，从而提升煤炭的开采效率，可以减小煤与瓦斯突出和产生冲击地压的风险。
科研实验领域需要观测和研究水中高压脉冲放电的各种现象和性质，但目前的水中高压脉冲放电装置均为分体式，还需要根据不同的实验环境和实验条件配置不同的放电电路，不能灵活的满足需要。
发明内容
本发明提供了一种电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置，旨在提高水中高压脉冲放电装置的集成化和灵活性。
本发明提供了一种电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置，其包括：储能装置、与所述储能装置电性相连的高压脉冲放电回路、用于向所述储能装置充电的整流升压装置、用于所述储能装置放电的自动放电装置、驱动源、控制平台、用于监测所述储能装置电压数据的电压传感器以及用于监测所述高压脉冲放电回路上电流数据的电流传感器，所述高压脉冲放电回路上设有可控点火开关以及放电电极，所述自动放电装置包括自动放电开关以及放电电阻，所述点火开关以及所述自动放电开关均与所述驱动源电性相连，所述驱动源、所述电压传感器、所述电流传感器以及所述整流升压装置均与所述控制平台电性相连，所述放电电极的电极间距可调。
进一步地，所述高压脉冲放电回路上还设有用于改变放电参数的放电参数调节电路。
进一步地，所述放电电极包括间隔对应设置第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极外部均包覆有电极外壁，所述第一电极和所述第二电极的电极外壁之间通过电极外壁连接件相连，所述第一电极和所述第二电极可通过所述电极外壁连接件调节相对距离。
进一步地，所述高压脉冲放电回路上与所述放电电极相连的高压线路段为单线合并的双层结构线路，所述双层结构线路分别与所述第一电极和所述第二电极相连。
进一步地，所述双层结构线路的长度可调。
进一步地，所述整流升压装置采用半桥整流结构或全桥整流结构。
进一步地，所述整流升压装置包括手动升压模式以及自动升压模式。
进一步地，所述电流传感器为罗氏线圈电流传感器，所述电压传感器为霍尔电压传感器。
进一步地，所述控制平台包括控制平台外壳以及设于所述控制平台外壳上的控制平台按键、与所述控制平台按键相匹配的控制平台按键标识牌、显示组态屏幕、声光报警装置以及集成示波器。
进一步地，储能装置由通过汇流母线装设为并联或串联模式运行的多个电容组成。
本发明实施例通过电压传感器、电流传感器获取线路实时充放电信息，并根据获知的实时充放电信息在控制平台上控制驱动源以及整流升压装置，作出相应的储能装置的充电动作、高压脉冲放电动作或储能装置的放电动作，同时将放电电极设置为间距可调的结构，从而使得水中高压脉冲放电装置更加集成化，操作起来更加方便，更具灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置的模块示意图；
图2是本发明实施例提供的一种电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置的局部结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置的控制平台结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置的放电电极的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
请参阅图1和图2，图1是本发明实施例提供的一种电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置的模块示意图，该电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置包括储能装置、与储能装置电性相连的高压脉冲放电回路、用于向储能装置充电的整流升压装置(对应图中的升压变压器和可控整流装置)、用于所述储能装置放电的自动放电装置、驱动源、控制平台、用于监测所述储能装置电压数据的电压传感器以及用于监测所述高压脉冲放电回路上电流数据的电流传感器，所述高压脉冲放电回路上设有可控点火开关以及放电电极，所述自动放电装置包括自动放电开关以及放电电阻，所述点火开关以及所述自动放电开关均与所述驱动源电性相连，所述驱动源、所述电压传感器、所述电流传感器以及所述整流升压装置均与所述控制平台电性相连，所述放电电极的电极间距可调。
具体地，如图2和图3所示，图2为本发明实施例提供的一种电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置的结构示意图，通过控制平台1通过整流升压电源及控制线30向整流升压装置10发布指令，控制整流升压装置10向储能装置19内充电，并由电压传感器20实时监测储能装置19内的电压，待达到预定电压后，通过控制平台1经由电源及控制线路24向驱动源13发布指令，由驱动源13通过驱动线路14向可控点火开关16发布点火指令，可控点火开关16装设在玻璃钢筒15内部，操作人员通过控制平台1上设置的点火开关控制驱动源13驱动可控点火开关16闭合，此时储能装置19通过放电电极高压线路21将电能传输至放电电极23处进行高压脉冲放电，电流传感器18则用于监测高压脉冲放电回路上的电流数据，电流传感器18和电压传感器20监测的信号通过传感器信号线22传送至控制平台1。当放电电极23在水中高压脉冲放电之后，在控制平台1上按下放电按钮，驱动源13驱动自动放电开关12中的放电片至放电电阻11处，开始放电，在设备运行和调试过程中，确保储能装置19中的电压在安全电压以内。
通过电压传感器、电流传感器获取线路实时充放电信息，并根据获知的实时充放电信息在控制平台上控制驱动源以及整流升压装置，作出相应的储能装置的充电动作、高压脉冲放电动作或储能装置的放电动作，同时将放电电极设置为间距可调的结构，从而使得水中高压脉冲放电装置更加集成化，操作起来更加方便，更具灵活性。
参见图3，在一实施例中，高压脉冲放电回路上还设有用于改变放电参数的放电参数调节电路25。
具体地，可在该放电参数调节电路25内按照需求装设不同参数的电容和电感，可以调节高压脉冲放电的参数，以适应不同的需求。
参见图5，在一实施例中，放电电极23包括间隔对应设置第一电极27和第二电极28，第一电极27和第二电极28外部均包覆有电极外壁26，第一电极27和第二电极28的电极外壁26之间通过电极外壁连接件29相连，第一电极27和第二电极28可通过电极外壁连接件29调节相对距离。
具体地，可以通过电极外壁连接件29调节第一电极27和第二电极28之间的间距，以备获取不同的脉冲放电数据，在具体实现中，第一电极27和第二电极28制作时使用的材质包括但不限于铜、银和钨。
在一实施例中，高压脉冲放电回路上与放电电极相连的高压线路段为单线合并的双层结构线路，双层结构线路分别与第一电极27和第二电极28相连。
在一实施例中，双层结构线路的长度可调。
具体地，双层结构线路为放电电极高压线路21与放电电极23直接相连的线路段，可例如采用内外双层的结构，该线路段的内部线路接在第一电极27上，外部线路接在第二电极28上，与放电电极之间的水构成完整回路，该双层结构线路设置为长度可调结构，其长度可以按照需求调整。在具体实现中，可例如在装置外壳装设挂钩，当高压脉冲放电结束后可以将放电电极高压线路21挂装在装置外壳的挂钩上。
在一实施例中，整流升压装置10采用半桥整流结构或全桥整流结构。
在一实施例中，整流升压装置10包括手动升压模式以及自动升压模式。
具体地，整流升压装置10采用包括但不限于半桥、全桥的整流结构，将工频电压通过整流升压后向储能装置19充电，整流升压装置10的电流源从控制平台1引出，整流升压由控制平台1控制，设置两种升压模式，一种是手动升压模式，即用户按下控制平台1上的升压按键，整流升压装置10开始整流升压并向储能装置19充电，用户松开升压按键，整流升压结束，另一种为自动升压模式，用户设置目标电压，控制平台1向整流升压装置10持续发出升压信号，当储能装置19电压达到目标电压时，结束本次整流升压。
在一实施例中，电流传感器18为罗氏线圈电流传感器，电压传感器20为霍尔电压传感器。
具体地，可以采用包括但不限于霍尔电压传感器、罗氏线圈电流传感器检测电路中的电流和电压，传感器采集的电流和电压通过信号由传感器信号线22传送至控制平台1。
参见图4，在一实施例中，控制平台包括控制平台外壳3以及设于控制平台外壳3上的控制平台按键4、与控制平台按键相匹配的控制平台按键标识牌、显示组态屏幕5、声光报警装置6以及集成示波器。
具体地，该平台设有组态屏幕5、集成示波器显示窗口8、示波器控制平台按键9、示波器数据USB读取端口7以及控制平台按键4，本发明的工作状态通过触控显示组态屏幕5和控制平台按键4共同控制，高压脉冲放电时的电压和电流数据通过集成示波器显示窗口8实时显示给用户，集成示波器可以采用多种触发方式开始采集数据，平台设置有控制平台按键标识牌2，用以给用户标识各控制平台按键功能，平台能够控制整流升压装置10向电容充电，电容电压通过组态屏幕5和集成示波器显示窗口8实时向用户展示。电压传感器采集储能装置19的电压信息，当储能装置19电压超过设定电压时，控制平台1控制声光报警装置6向外界发出声光报警，提示该装置电压较高，注意人员和设备安全。
在一实施例中，储能装置19由通过汇流母线17装设为并联或串联模式运行的多个电容组成。
具体地，储能装置19由通过汇流母线17装设为并联或串联模式运行的多个电容组成，电容数量和参数可以按照高压脉冲放电要求进行扩展，汇流母线17将电容一端引至可控放电开关16处，汇流母线17电容端接线位置可以按照并联和串联模式的不同更改。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置，其特征在于，包括：
储能装置、与所述储能装置电性相连的高压脉冲放电回路、用于向所述储能装置充电的整流升压装置、用于所述储能装置放电的自动放电装置、驱动源、控制平台、用于监测所述储能装置电压数据的电压传感器以及用于监测所述高压脉冲放电回路上电流数据的电流传感器，所述高压脉冲放电回路上设有可控点火开关以及放电电极，所述自动放电装置包括自动放电开关以及放电电阻，所述点火开关以及所述自动放电开关均与所述驱动源电性相连，所述驱动源、所述电压传感器、所述电流传感器以及所述整流升压装置均与所述控制平台电性相连，所述放电电极的电极间距可调；
所述高压脉冲放电回路上还设有用于改变放电参数的放电参数调节电路；
所述放电电极包括间隔对应设置第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极外部均包覆有电极外壁，所述第一电极和所述第二电极的电极外壁之间通过电极外壁连接件相连，所述第一电极和所述第二电极可通过所述电极外壁连接件调节相对距离；
所述高压脉冲放电回路上与所述放电电极相连的高压线路段为单线合并的双层结构线路，所述双层结构线路分别与所述第一电极和所述第二电极相连；
所述双层结构线路的长度可调；
所述控制平台包括控制平台外壳以及设于所述控制平台外壳上的控制平台按键、与所述控制平台按键相匹配的控制平台按键标识牌、显示组态屏幕、声光报警装置以及集成示波器；
储能装置由通过汇流母线装设为并联或串联模式运行的多个电容组成。
2.根据权利要求1所述的电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置，其特征在于，
所述整流升压装置采用半桥整流结构或全桥整流结构。
3.根据权利要求1所述的电极间距可调的一体化水中高压脉冲放电装置，其特征在于，
所述电流传感器为罗氏线圈电流传感器，所述电压传感器为霍尔电压传感器。
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