电爆炸探测装置中同步控制的关键技术研究
本文选题:电爆炸 切入点:等离子体 出处:《西安电子科技大学》2015年硕士论文
【摘要】:对电爆炸过程等离子体密度分布的测量有助于完善电爆炸法制备纳米粉末工艺。本文提出了使用马赫-曾德激光干涉仪测量电爆炸过程中形成等离子体密度分布的方法并详细介绍了同步控制系统设计。为了拍摄到金属丝电爆炸扩展过程图像,控制系统必须快速响应电爆炸信号以及在预设时间点控制激光器与CCD相机同步工作。首先,介绍了马赫-曾德激光干涉仪的系统结构和工作原理,采用电爆炸产生的强光为干涉仪工作触发源并对系统各模块之间的同步控制作了详细分析。然后针对控制系统功能对各部分电路进行研究与设计,使用STC12××系列单片机作为核心控制芯片,提出两种系统拍摄方案:自适应时间基准方法和相机反相工作方法,并对各拍摄方案设计相应的程序。通过PC机软件串口数据通信传输设定延迟时间并采用软件延时方式实现信号的精准延迟。最后,分析了控制电路延迟波形并以拍摄电爆炸一系列干涉图像以及处理之后的等离子体密度分布立体图为例分析了金属丝电爆炸发展过程,给出爆炸膨胀速度平均值。通过对系统测试结果的分析,激光干涉仪系统对电爆炸响应时间达到1us以内,可以拍摄电爆炸金属蒸汽和等离子体整个演化过程的图像,设置时间步长为0.5us,精度200ns。
[Abstract]:The measurement of plasma density distribution in the process of electric explosion is helpful to improve the process of preparing nanometer powder by electric explosion. In this paper, we present a method of measuring plasma density distribution in the process of electric explosion by using Mach Zende laser interferometer. The design of synchronous control system is introduced in detail. The control system must respond to the electric explosion signal quickly and control the laser to work synchronously with the CCD camera at the preset time point. Firstly, the system structure and working principle of the Mach Zende laser interferometer are introduced. The strong light generated by the electric explosion is used as the trigger source of the interferometer and the synchronization control between the various modules of the system is analyzed in detail. Then the circuit of each part is studied and designed according to the function of the control system. Using STC12 脳 脳 series single chip microcomputer as the core control chip, two system shooting schemes are put forward: adaptive time reference method and camera reverse working method. The corresponding program is designed for each shooting scheme. The delay time is set through PC software serial port data communication and the precise delay of signal is realized by software delay mode. Finally, The delay waveform of the control circuit is analyzed. Taking a series of interference images of the electric explosion and the stereogram of the plasma density distribution after processing as an example, the development process of the electric explosion of metal wire is analyzed. The average value of explosion expansion velocity is given. By analyzing the test results of the system, the response time of the laser interferometer system to the electric explosion is within 1us, and the image of the whole evolution process of the metal vapor and plasma can be taken. The time step is 0.5 us. the precision is 200ns.
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TH744.3;TB383
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 刘宗德,安江英,杨昆,韩铭宝,陆辛;电爆炸高速喷涂新技术研究[J];爆炸与冲击;2001年01期
2 刘烈峰;周之奎;;水中铝丝电爆炸反应的研究[J];爆炸与冲击;1997年01期
3 王伟忠;宋遒志;李清;李传梁;;电爆炸高碳钢丝的爆炸颗粒粒径的测试研究[J];热加工工艺;2011年24期
4 赵海峰;操戈;;水中电爆炸气泡动态特性试验研究[J];船电技术;2013年05期
5 周之奎;电爆炸箔引爆纯太安的实验研究[J];爆炸与冲击;1987年01期
6 伍友成;邓建军;郝世荣;王敏华;韩文辉;杨宇;;电爆炸丝方法产生纳米二氧化钛粉末[J];高电压技术;2006年06期
7 张瑛华,刘宗德,段鹏;电爆炸法制备纳米晶涂层的瞬态温度场分析[J];现代电力;2002年05期
8 伍友成,邓建军,郝世荣,王敏华,韩文辉,张南川,杨宇;电爆炸丝法制备纳米Al_2O_3粉末[J];强激光与粒子束;2005年11期
9 伍友成;邓建军;郝世荣;王敏华;韩文辉;杨宇;谢卫平;;电爆炸丝法产生nm粉末及负载型nm催化剂[J];高电压技术;2007年02期
10 王广海;李国新;焦清介;刘桂林;;光谱辐射测量金属薄膜桥电爆炸温度[J];含能材料;2009年05期
相关会议论文 前10条
1 周刚毅;董新龙;刘军;;金属粉末电爆炸过程的实验研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
2 周庆;张俊;谭向宇;任保忠;张乔根;;铜丝水中电爆炸的实验研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集(第一卷·第7册)[C];2009年
3 蒋吉昊;杨宇;胡熙静;王刚华;;电爆炸丝一维数值模拟[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年
4 赵剑衡;谭福利;王桂吉;贺佳;孙承纬;;电爆炸加载下飞片运动规律研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
5 李涛;翁继东;王治平;张军;李强;蒲正美;;电爆炸驱动小飞片速度测量技术[A];第四届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2006年
6 伍俊英;闫卓;孙崔源;王飞;陈朗;;金属桥箔电爆炸等离子体流场演化过程数值模拟研究[A];第五届全国强动载效应及防护学术会议暨复杂介质/结构的动态力学行为创新研究群体学术研讨会论文集[C];2013年
7 蒲泽林;刘宗德;杨昆;毛雪平;徐亮;;电爆炸喷涂层研究[A];第五届全国表面工程学术会议论文集[C];2004年
8 李元超;朱雨建;杨基明;;直管中水下电爆炸引起的气泡和射流研究[A];第十五届全国激波与激波管学术会议论文集(下册)[C];2012年
9 胡晓棉;;电爆炸箔起爆系统(EFIs)的数值模型与参数优化[A];中国工程物理研究院科技年报(1998)[C];1998年
10 徐跃;董书山;李明辉;扬海滨;;线电爆炸纳米AI粉的X-射线线形分析[A];第八届全国X射线衍射学术会议论文集[C];2003年
相关博士学位论文 前1条
1 罗斌强;金属箔电爆炸及其在冲击动力学中的应用[D];中国科学技术大学;2012年
相关硕士学位论文 前6条
1 秦恒亮;电爆炸探测装置中同步控制的关键技术研究[D];西安电子科技大学;2015年
2 刘长芝;电爆炸丝电压陡升效应研究[D];沈阳理工大学;2014年
3 邹苑楠;电爆炸箔起爆系统能量利用率的研究[D];中国工程物理研究院;2012年
4 陈长东;金属丝段电爆炸的电参数测试研究[D];兰州理工大学;2011年
5 王芳;复合含能桥膜电爆炸的温度特性研究[D];南京理工大学;2010年
6 贺佳;电爆炸金属箔驱动多级飞片动力学过程的数值模拟[D];中国工程物理研究院;2007年
,本文编号:1660456
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/1660456.html