本發(fā)明屬于高電壓技術(shù)、脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種液電脈沖激波產(chǎn)生裝置。

背景技術(shù)：

對(duì)液體中的兩個(gè)電極施加脈沖高壓將形成高溫高壓等離子體，等離子體快速膨脹可形成脈沖壓力波，即脈沖激波。激波特性主要與回路參數(shù)、放電電壓以及極間間隙等相關(guān)。目前常規(guī)脈沖激波的產(chǎn)生方式為采用電流多次半波振蕩放電，這種放電方式的放電時(shí)間長(zhǎng)，在回路總儲(chǔ)能相同時(shí)，光輻射、熱輻射等消耗的能量較多，轉(zhuǎn)換為激波機(jī)械能的能量較少，相應(yīng)地，激波強(qiáng)度較低。

現(xiàn)有脈沖激波技術(shù)中，考慮到采用液體放電時(shí)擊穿電壓具有分散性，同時(shí)，放電瞬間形成的高溫電弧燒蝕電極尖端使電極間隙距離增大，增大平均擊穿電壓，因此常規(guī)技術(shù)采用欠阻尼放電(電流振蕩放電)的原因在于保證可以回路參數(shù)、間隙距離一致時(shí)，即使間隙距離稍微增加，仍可多次成功地進(jìn)行液電脈沖放電，形成激波，不用每次調(diào)整充電電壓或校對(duì)間隙距離，大大降低了人工操作的復(fù)雜性。此技術(shù)的缺陷在于不能保證脈沖放電的可靠性和一致性。而脈沖激波主要形成于主放電電流放電的第一個(gè)半波期間，常規(guī)技術(shù)無(wú)法根據(jù)放電狀態(tài)自動(dòng)地反饋、調(diào)整充電電壓或極間間隙，不利于精確地調(diào)控激波強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種液電脈沖激波產(chǎn)生裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中激波強(qiáng)度低且穩(wěn)定性可靠性低的問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種液電脈沖激波產(chǎn)生裝置，包括：充放電裝置和反饋調(diào)控裝置；所述充放電裝置包括：高壓直流電源、儲(chǔ)能電容、高壓開(kāi)關(guān)、高壓電極和低壓電極；所述儲(chǔ)能電容的一端連接至所述高壓開(kāi)關(guān)的一端，所述高壓開(kāi)關(guān)的另一端連接至所述高壓電極的第一控制端；所述儲(chǔ)能電容的另一端連接至所述低壓電極的一端；所述反饋調(diào)控裝置包括：驅(qū)動(dòng)模塊、傳動(dòng)模塊、位檢模塊和監(jiān)控模塊；所述驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與所述傳動(dòng)模塊的輸入端連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端與所述監(jiān)控模塊的輸出端連接；所述高壓電極的第二輸入端與所述傳動(dòng)模塊的輸出端連接，所述位檢模塊的輸入端與所述高壓電極的第一輸出端連接，所述監(jiān)控模塊的第一輸入端連接至所述位檢模塊的輸出端，第二輸入端連接至所述高壓電極的第二輸出端；通過(guò)對(duì)高壓電極和低壓電極施加脈沖高壓，形成高溫高壓等離子體，等離子迅速膨脹壓縮液態(tài)水形成脈沖激波；通過(guò)反饋調(diào)控裝置精確控制高壓電極和低壓電極的相對(duì)位置與施加的脈沖高壓，使極間等離子體阻抗增加，保證每次放電時(shí)始終處于近臨界阻尼狀態(tài)，而不是常規(guī)的欠阻尼狀態(tài)，盡可能地提高能量轉(zhuǎn)化效率，使脈沖激波強(qiáng)度達(dá)到最優(yōu)。

更進(jìn)一步地，所述高壓電極與所述低壓電極空間同軸對(duì)稱放置，所述高壓電極和所述低壓電極均直接放置于液體介質(zhì)內(nèi)，所述高壓電極與所述低壓電極構(gòu)成極間間隙。

更進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)模塊包括：依次連接的控制按鈕、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿；當(dāng)所述控制按鈕調(diào)至正轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿正轉(zhuǎn)；當(dāng)所述控制按鈕調(diào)至反轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿反轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的旋轉(zhuǎn)通過(guò)所述傳動(dòng)模塊轉(zhuǎn)換為移動(dòng)。

更進(jìn)一步地，所述傳動(dòng)模塊包括：依次設(shè)置的第一卡盤(pán)、齒輪和第二卡盤(pán)；所述第一卡盤(pán)的輸入端作為所述傳動(dòng)模塊的輸入端，所述齒輪用于將所述驅(qū)動(dòng)模塊中旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為第二卡盤(pán)的水平移動(dòng)；所述第二卡盤(pán)的輸出端作為所述傳動(dòng)模塊的輸出端，所述驅(qū)動(dòng)模塊中旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的正、反轉(zhuǎn)可通過(guò)所述齒輪的傳動(dòng)作用帶動(dòng)所述第二卡盤(pán)和所述高壓電極一同水平移動(dòng)，從而調(diào)控所述高壓電極的相對(duì)位置。

更進(jìn)一步地，所述位檢模塊包括：轉(zhuǎn)換單元、接收單元、傳感單元和測(cè)量單元；所述測(cè)量單元用于通過(guò)光信號(hào)或磁場(chǎng)信號(hào)測(cè)量所述高壓電極的相對(duì)位置，并將測(cè)量信號(hào)通過(guò)所述傳感單元發(fā)送給所述接收單元，所述轉(zhuǎn)換單元用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述高壓電極相對(duì)位置的測(cè)量。

更進(jìn)一步地，所述監(jiān)控模塊包括：設(shè)定單元、顯示單元、輸出單元和控制單元；所述設(shè)定單元用于設(shè)定一組設(shè)定值或參考曲線，所述設(shè)定值為放電電壓值和極間間隙值，所述參考曲線為放電電壓或電流曲線；所述顯示單元用于將所述位檢模塊中的所述測(cè)量單元獲取的信號(hào)轉(zhuǎn)化為曲線并顯示；所述輸出單元用于根據(jù)所述顯示單元的數(shù)據(jù)計(jì)算分析沉積到電弧通道的功率和能量的速度與大?。凰隹刂茊卧糜诟鶕?jù)顯示單元、輸出單元的試驗(yàn)值或試驗(yàn)曲線與設(shè)定單元的設(shè)定值或參考曲線比較，當(dāng)測(cè)量值或試驗(yàn)曲線分別與設(shè)定值或參考曲線有偏差時(shí)，控制驅(qū)動(dòng)模塊中的控制按鈕或高壓直流電源，使得脈沖放電電壓或極間間隙距離改變，使放電系統(tǒng)的狀態(tài)盡可能的接近臨界阻尼狀態(tài)，優(yōu)化激波強(qiáng)度；當(dāng)測(cè)量值或試驗(yàn)曲線分別與設(shè)定值或參考曲線沒(méi)有偏差時(shí)，控制單元將發(fā)出制動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行液電脈沖放電激波產(chǎn)生試驗(yàn)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，為了能夠提高激波的強(qiáng)度，并減小脈沖放電激波的分散性，本發(fā)明設(shè)置反饋調(diào)控裝置，當(dāng)反饋調(diào)控裝置中的監(jiān)控模塊檢測(cè)到設(shè)定值或參考曲線與測(cè)量值或測(cè)量曲線的偏差時(shí)，控制驅(qū)動(dòng)模塊和傳動(dòng)模塊聯(lián)動(dòng)，控制高壓電極向設(shè)定方向移動(dòng)，調(diào)整間隙距離。一旦位檢模塊檢測(cè)極間間隙未設(shè)定值時(shí)，將告知監(jiān)控模塊，監(jiān)控模塊將發(fā)出制動(dòng)信號(hào)，隨之可進(jìn)行脈沖放電。根據(jù)監(jiān)控模塊的測(cè)量單元測(cè)量值或測(cè)量曲線，重復(fù)上述調(diào)整過(guò)程。至此，可形成對(duì)極間間隙的閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)，逐步優(yōu)化放電狀態(tài)，使放電系統(tǒng)始終處于較優(yōu)化的臨界阻尼狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)激波強(qiáng)度的高效可靠調(diào)控。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的脈沖激波形成原理的示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的激波調(diào)控裝置的原理框圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的激波調(diào)控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的不同半波數(shù)電流曲線，其中(a)為7個(gè)振蕩半波數(shù)的電流波形；(b)為3個(gè)振蕩半波數(shù)的電流波形；(c)為近臨界阻尼放電的電流波形。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的與圖4對(duì)應(yīng)的激波特性，其中(a)為與圖4(a)對(duì)應(yīng)的激波波形；(b)為與圖4(b)對(duì)應(yīng)的激波波形；(c)為與圖4(c)對(duì)應(yīng)的激波波形。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明提供的液電脈沖激波產(chǎn)生裝置包括：充放電裝置和反饋調(diào)控裝置；其中充放電裝置包括：高壓直流電源1、儲(chǔ)能電容2、高壓開(kāi)關(guān)3、高壓電極4和低壓電極5；反饋調(diào)控裝置包括：驅(qū)動(dòng)模塊6、傳動(dòng)模塊7、位檢模塊8和監(jiān)控模塊9；儲(chǔ)能電容2的一端接高壓開(kāi)關(guān)3的一端，高壓開(kāi)關(guān)3的另一端接高壓電極4相連；儲(chǔ)能電容2的另一端接低壓電極5。高壓電極4與低壓電極5空間同軸對(duì)稱放置，高壓電極4和低壓電極5均直接放置于液體介質(zhì)內(nèi)，高壓電極4與低壓電極5構(gòu)成極間間隙；驅(qū)動(dòng)模塊6旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿端與傳動(dòng)模塊7的第一卡盤(pán)連接，另一端與監(jiān)控模塊9的控制單元相連接；傳動(dòng)模塊7的第一卡盤(pán)端與驅(qū)動(dòng)模塊6的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿固定連接，其另一端與高壓電極4固定連接；位檢模塊8的測(cè)量單元端與高壓電極4連接，另一端與監(jiān)控模塊9的控制單元連接。

驅(qū)動(dòng)模塊6為控制電極運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源，包括控制按鈕、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿，控制按鈕接收控制單元的控制信號(hào)，另一端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接，驅(qū)動(dòng)電極與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿固定連接。驅(qū)動(dòng)模塊6的工作原理為：若控制按鈕調(diào)至正轉(zhuǎn)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿正轉(zhuǎn)，若控制按鈕調(diào)至反轉(zhuǎn)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿反轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的旋轉(zhuǎn)通過(guò)傳動(dòng)模塊7的齒輪將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為移動(dòng)。

傳動(dòng)模塊7由第一卡盤(pán)、齒輪及第二卡盤(pán)構(gòu)成，第一卡盤(pán)與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿固定連接，齒輪將旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為第二卡盤(pán)的水平移動(dòng)。第二卡盤(pán)與高壓電極4固定連接，于是旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的正反轉(zhuǎn)可通過(guò)齒輪的傳動(dòng)作用帶動(dòng)第二卡盤(pán)和高壓電極4一同水平移動(dòng)，從而調(diào)控高壓電極4的相對(duì)位置。

位檢模塊8由測(cè)量單元、傳感單元、接收單元、轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成。測(cè)量單元通過(guò)光信號(hào)或磁場(chǎng)信號(hào)測(cè)量高壓電極4的相對(duì)位置，并將測(cè)量信號(hào)通過(guò)傳感單元發(fā)送到接收單元，轉(zhuǎn)換單元將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓電極4相對(duì)位置的測(cè)量，測(cè)量精度可達(dá)到0.1mm。

監(jiān)控模塊9為本發(fā)明實(shí)施例的核心模塊，包括設(shè)定單元、顯示單元、輸出單元及控制單元，設(shè)定單元與顯示單元的一端電信號(hào)連接，顯示單元的另一端與輸出單元連接，傳輸電信號(hào)，輸出單元的另一端與控制單元電信號(hào)良好連接，同時(shí)控制單元將設(shè)定單元與顯示單元、輸出單元的信號(hào)比較，發(fā)出指令調(diào)控驅(qū)動(dòng)模塊6；

設(shè)定單元作用為：根據(jù)以往的理論計(jì)算或試驗(yàn)結(jié)果，初步設(shè)定一組設(shè)定值或參考曲線，設(shè)定值可為放電電壓值和極間間隙值，參考曲線為放電電壓或電流曲線。

顯示單元的作用為將位檢模塊8中的測(cè)量單元獲取的信號(hào)轉(zhuǎn)化為曲線直觀地予以顯示，包括放電電壓、電流曲線以及激波波形。

輸出單元的作用為根據(jù)顯示單元的數(shù)據(jù)計(jì)算分析沉積到電弧通道的功率和能量的速度與大小。

控制單元為本發(fā)明激波產(chǎn)生裝置的核心，其作用為根據(jù)顯示單元、輸出單元的試驗(yàn)值或試驗(yàn)曲線與設(shè)定單元的設(shè)定值或參考曲線比較，若測(cè)量值、試驗(yàn)曲線與設(shè)定值、參考曲線有偏差，控制單元發(fā)出控制信號(hào)，作用于驅(qū)動(dòng)模塊6的控制按鈕或高壓直流電源1，使脈沖放電電壓或極間間隙距離改變，使放電系統(tǒng)的狀態(tài)盡可能的接近臨界阻尼狀態(tài)，優(yōu)化激波強(qiáng)度；反之，若測(cè)量值、試驗(yàn)曲線與設(shè)定值、參考曲線恰好沒(méi)有偏差，則說(shuō)明本發(fā)明裝置及其放電系統(tǒng)條件滿足最優(yōu)激波強(qiáng)度的要求，因此控制單元將發(fā)出制動(dòng)信號(hào)，隨之進(jìn)行液電脈沖放電激波產(chǎn)生試驗(yàn)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，設(shè)定值或參考曲線的選取方法有兩種：第一種方法為：設(shè)定初始間隙后，對(duì)高壓電極4施加不同幅值的脈沖高壓，直至放電電流處于近一個(gè)半波振蕩放電的狀態(tài)。此時(shí)的電壓值與間隙值即為此放電條件下脈沖激波發(fā)生裝置中優(yōu)化的設(shè)定值。第二種方法為：初步設(shè)定電壓值，進(jìn)行脈沖放電，若間隙未擊穿，需減小極間間隙，直至成功進(jìn)行脈沖放電且放電電流處于一個(gè)半波振蕩狀態(tài)；若欠阻尼多個(gè)半波振蕩放電，需適當(dāng)?shù)脑黾訕O間間隙，最終使電流處于一個(gè)半波振蕩狀態(tài)。此時(shí)的電壓值與極間間隙值即為此條件下脈沖激波發(fā)生裝置中優(yōu)化的設(shè)定值。

在本發(fā)明實(shí)施例中，優(yōu)化的設(shè)定值確定后，以優(yōu)化地設(shè)定值為初始放電條件，設(shè)定放電電壓或電流的參考曲線，微調(diào)電壓或極間間隙，使其滿足理想的放電電壓或電流曲線，此時(shí)充電電壓與間隙距離的配合即為最理想的放電狀態(tài)，獲取的激波強(qiáng)度最強(qiáng)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，放電電流測(cè)量可采用羅氏線圈、柔性電流探頭等，根據(jù)放電電流可建立其與脈沖激波的對(duì)應(yīng)聯(lián)系。

在本發(fā)明實(shí)施例中，放電電壓的測(cè)量可采用tektronix、northstar等探頭，根據(jù)電流和電壓的測(cè)量值，輸出單元可求取輸出功率與能量，為優(yōu)化激波強(qiáng)度提供參考。

在本發(fā)明實(shí)施例中，輸出單元將每次放電過(guò)程中的電壓、電流和脈沖激波作為輸入，分析計(jì)算放電過(guò)程中功率與能量的變化規(guī)律，若輸出功率波形為半波振蕩，則沉積到電話通道的能量最高，能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到15％～30％，是常規(guī)技術(shù)能量轉(zhuǎn)換效率的2～3倍。

在本發(fā)明實(shí)施例中，測(cè)量的電壓、電流，計(jì)算的輸出功率、輸出能量分別與對(duì)應(yīng)的設(shè)定值或參考曲線相比較，以便分析測(cè)量值與設(shè)定值的偏差程度。

在本發(fā)明實(shí)施例中，若測(cè)量值與設(shè)定值偏差很大或測(cè)量曲線與參考曲線偏差較大，控制單元將發(fā)出指令控制驅(qū)動(dòng)模塊6的控制按鈕控制極間間隙距離，或者發(fā)出信號(hào)改變高壓電源1的輸出高壓幅值調(diào)整放電電壓，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊6、傳動(dòng)模塊7、位檢模塊8和監(jiān)控模塊9的反饋調(diào)節(jié)控制，最終使脈沖放電電路處于臨界阻尼狀態(tài)，即使電流或功率約為一個(gè)半波振蕩狀態(tài)，使儲(chǔ)能電容的能量在更短的時(shí)間內(nèi)沉積到極間間隙，提高轉(zhuǎn)換為激波機(jī)械能的能量，進(jìn)而提高激波強(qiáng)度。

在本發(fā)明實(shí)施例中，由于每次放電后高溫電弧會(huì)燒蝕電機(jī)尖端使間隙距離發(fā)生細(xì)微的變化，因此監(jiān)控模塊9的控制單元能夠檢測(cè)極間間隙的改變，一次脈沖放電完成后，其自動(dòng)調(diào)整間隙距離為設(shè)定值，可保證每次脈沖放電的一致性，提高激波強(qiáng)度的同時(shí)，保證激波分散性較小，改善液電脈沖激波優(yōu)化裝置的可靠性。

本發(fā)明的充電系統(tǒng)給放電系統(tǒng)供能，形成高壓脈沖放電形成脈沖激波。為提高激波的強(qiáng)度，并減小脈沖放電激波的分散性，本發(fā)明設(shè)置了可形成反饋調(diào)節(jié)的驅(qū)動(dòng)模塊6、傳動(dòng)模塊7、位檢模塊8和監(jiān)控模塊9；一旦監(jiān)控模塊9檢測(cè)到設(shè)定值或參考曲線與測(cè)量值或測(cè)量曲線的偏差，將控制驅(qū)動(dòng)模塊6和傳動(dòng)模塊7聯(lián)動(dòng)，控制高壓電極4的向設(shè)定方向移動(dòng)，調(diào)整間隙距離。一旦位檢模塊8檢測(cè)到極間間隙為設(shè)定值時(shí)，監(jiān)控模塊9將發(fā)出制動(dòng)信號(hào)，此時(shí)保持放電條件不變，隨之進(jìn)行脈沖放電激波產(chǎn)生試驗(yàn)。根據(jù)監(jiān)控模塊9的測(cè)量單元測(cè)量值或測(cè)量曲線，重復(fù)上述調(diào)整過(guò)程。至此，可行車(chē)對(duì)極間間隙的閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)，逐步優(yōu)化放電狀態(tài)，使放電系統(tǒng)始終處于較優(yōu)化的臨界阻尼狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)激波強(qiáng)度的高效可靠調(diào)控。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例脈沖激波形成原理示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的激波調(diào)控裝置的原理框圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的激波調(diào)控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；該激波產(chǎn)生裝置包括：充放電裝置和反饋調(diào)控裝置；其中充放電裝置包括：高壓直流電源1、儲(chǔ)能電容2、高壓開(kāi)關(guān)3、高壓電極4和低壓電極5；反饋調(diào)控裝置包括：驅(qū)動(dòng)模塊6、傳動(dòng)模塊7、位檢模塊8和監(jiān)控模塊9；高壓直流電源1的兩端分別與儲(chǔ)能電容2連接；儲(chǔ)能電容2的一端接高壓開(kāi)關(guān)3的一端，高壓開(kāi)關(guān)3的另一端接高壓電極4相連；儲(chǔ)能電容2的另一端接端低壓電極5。高壓電極4與低壓電極5空間同軸對(duì)稱放置，高壓電極4和低壓電極5均直接放置于液體介質(zhì)內(nèi)，高壓電極4與低壓電極5構(gòu)成極間間隙。

脈沖激波的前提為高壓電極4和低壓電極5施加脈沖高壓使極間間隙發(fā)生擊穿，形成電弧通道。脈沖高壓產(chǎn)生過(guò)程為：高壓直流電源1輸出幅值可變的高壓，給儲(chǔ)能電容2充不同幅值的電壓。若儲(chǔ)能電容2的端電壓達(dá)到放電條件，通過(guò)觸發(fā)導(dǎo)通高壓開(kāi)關(guān)3，儲(chǔ)能電容2的電壓瞬間施加到極間間隙，最終將儲(chǔ)能電容2全部電能沉積到液體間隙內(nèi)，形成脈沖激波。每次放電后，再次重復(fù)上述充電過(guò)程。

反饋調(diào)控裝置通過(guò)自動(dòng)調(diào)整電壓值或極間間隙值，盡可能保證放電系統(tǒng)接近臨界阻尼放電的狀態(tài)。由驅(qū)動(dòng)模塊6、傳動(dòng)模塊7、位檢模塊8、監(jiān)控模塊9構(gòu)成反饋調(diào)控裝置，驅(qū)動(dòng)模塊6其一端與傳動(dòng)模塊7的第一卡盤(pán)連接，另一端與監(jiān)控模塊9的一端相連接；傳動(dòng)模塊7其一端與驅(qū)動(dòng)模塊6的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿固定連接，其另一端與高壓電極4固定連接；位檢模塊8一端與高壓電極4連接，位檢模塊8另一端與監(jiān)控模塊9的另一端連接，其協(xié)同作用形成對(duì)極間間隙的控制，進(jìn)而優(yōu)化激波強(qiáng)度。

驅(qū)動(dòng)模塊6為控制電極運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源，包括控制按鈕、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿。驅(qū)動(dòng)模塊6的工作原理為：若控制按鈕調(diào)至正轉(zhuǎn)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿正轉(zhuǎn)，若控制按鈕調(diào)至反轉(zhuǎn)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿反轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的旋轉(zhuǎn)通過(guò)傳動(dòng)模塊7的齒輪將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為移動(dòng)。

傳動(dòng)模塊7由第一卡盤(pán)、齒輪及第二卡盤(pán)構(gòu)成，第一卡盤(pán)與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿固定連接，齒輪將旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為第二卡盤(pán)的水平移動(dòng)。第二卡盤(pán)與高壓電極4固定連接，于是旋轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的正反轉(zhuǎn)可通過(guò)齒輪的傳動(dòng)作用帶動(dòng)第二卡盤(pán)和高壓電極4一同水平移動(dòng)，從而調(diào)控高壓電極4的相對(duì)位置。

位檢模塊8由測(cè)量單元、傳感單元、接收單元、轉(zhuǎn)換單元構(gòu)成。測(cè)量單元通過(guò)光信號(hào)或磁場(chǎng)信號(hào)測(cè)量高壓電極4的相對(duì)位置，并將測(cè)量信號(hào)通過(guò)傳感單元發(fā)送到接收單元，轉(zhuǎn)換單元將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓電極4相對(duì)位置的測(cè)量，測(cè)量精度可達(dá)到0.1mm。

監(jiān)控模塊9為本發(fā)明實(shí)施例的核心模塊，包括設(shè)定單元、顯示單元、輸出單元及控制單元。設(shè)定單元作用為：根據(jù)以往的理論計(jì)算或試驗(yàn)結(jié)果，初步設(shè)定一組設(shè)定值或參考曲線，設(shè)定值可為放電電壓值和極間間隙值，參考曲線為放電電壓或電流曲線；顯示單元的作用為將測(cè)量單元獲取的信號(hào)轉(zhuǎn)化為曲線直觀地予以顯示，包括放電電壓、電流曲線以及激波波形；

輸出單元的作用為根據(jù)顯示單元的數(shù)據(jù)計(jì)算分析沉積到電弧通道的功率和能量的速度與大??；控制單元為本發(fā)明激波產(chǎn)生裝置的核心，其作用為根據(jù)顯示單元、輸出單元的試驗(yàn)值或試驗(yàn)曲線與設(shè)定單元的設(shè)定值或參考曲線比較，若測(cè)量值、試驗(yàn)曲線與設(shè)定值、參考曲線有偏差，控制單元發(fā)出控制信號(hào)，作用于驅(qū)動(dòng)模塊6的控制按鈕或高壓直流電源1，使脈沖放電電壓或極間間隙距離改變，使放電系統(tǒng)的狀態(tài)盡可能的接近臨界阻尼狀態(tài)，優(yōu)化激波強(qiáng)度。

設(shè)定值或參考曲線的選取方法如下：第一種方法：設(shè)定初始間隙后，對(duì)高壓電極4施加不同幅值的脈沖高壓，直至放電電流處于近一個(gè)半波振蕩放電的狀態(tài)。此時(shí)的電壓值與間隙值即為此放電條件下脈沖激波發(fā)生裝置中優(yōu)化的設(shè)定值；第二種方法：初步設(shè)定電壓值，進(jìn)行脈沖放電，若間隙未擊穿，需減小極間間隙，直至成功進(jìn)行脈沖放電且放電電流處于一個(gè)半波振蕩狀態(tài)；若欠阻尼多個(gè)半波振蕩放電，需適當(dāng)?shù)脑黾訕O間間隙，最終使電流處于一個(gè)半波振蕩狀態(tài)。此時(shí)的電壓值與極間間隙值即為此條件下脈沖激波發(fā)生裝置中優(yōu)化的設(shè)定值。

輸出單元將每次放電過(guò)程中測(cè)量單元的電壓、電流和脈沖激波作為輸入，分析計(jì)算放電過(guò)程中功率與能量的變化規(guī)律，若輸出功率波形為半波振蕩，則沉積到電話通道的能量最高，能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到15％～30％，是傳統(tǒng)方式放電能量轉(zhuǎn)換效率的2～3倍。

測(cè)量的電壓、電流，計(jì)算的輸出功率、輸出能量分別與對(duì)應(yīng)的設(shè)定值或參考曲線相比較，以便分析測(cè)量值與設(shè)定值的偏差程度。

若測(cè)量值與設(shè)定值偏差很大或測(cè)量曲線與參考曲線偏差較大，控制單元將發(fā)出指令控制驅(qū)動(dòng)模塊6的控制按鈕控制極間間隙距離，或者發(fā)出信號(hào)改變高壓電源1的輸出高壓幅值調(diào)整放電電壓，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊6、傳動(dòng)模塊7、位檢模塊8和監(jiān)控模塊9的反饋調(diào)節(jié)控制，最終使脈沖放電電路處于臨界阻尼狀態(tài)，即使電流或功率約為一個(gè)半波振蕩狀態(tài)，使儲(chǔ)能電容的能量在更短的時(shí)間內(nèi)沉積到極間間隙，提高轉(zhuǎn)換為激波機(jī)械能的能量，進(jìn)而提高激波強(qiáng)度。

由于每次放電后高溫電弧會(huì)燒蝕電機(jī)尖端使間隙距離發(fā)生細(xì)微的變化，因此監(jiān)控模塊9的控制單元能夠檢測(cè)極間間隙的改變，一次脈沖放電完成后，其自動(dòng)調(diào)整間隙距離為設(shè)定值，可保證每次脈沖放電的一致性，提高激波強(qiáng)度的同時(shí)，保證激波分散性較小，改善液電脈沖激波優(yōu)化裝置的可靠性。

監(jiān)控裝置9的具體工作過(guò)程為：僅以第2種方法為例。一旦監(jiān)控模塊9檢測(cè)到設(shè)定值或參考曲線與測(cè)量值或測(cè)量曲線的偏差，將控制驅(qū)動(dòng)模塊6和傳動(dòng)模塊7聯(lián)動(dòng)，控制高壓電極4的向設(shè)定方向移動(dòng)，調(diào)整間隙距離。一旦位檢模塊8檢測(cè)極間間隙未設(shè)定值時(shí)，將告知監(jiān)控模塊9，監(jiān)控模塊9將發(fā)出制動(dòng)信號(hào)，隨之可進(jìn)行脈沖放電。根據(jù)監(jiān)控模塊9的測(cè)量單元測(cè)量值或測(cè)量曲線，重復(fù)上述調(diào)整過(guò)程。至此，可行車(chē)對(duì)極間間隙的閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)，逐步優(yōu)化放電狀態(tài)，使放電系統(tǒng)始終處于較優(yōu)化的臨界阻尼狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)激波強(qiáng)度的高效可靠調(diào)控。

圖4示出了不同振蕩半波數(shù)時(shí)電流曲線。現(xiàn)以電流曲線a為例，t0時(shí)刻，極間間隙被施加最大充電電壓。由t0到t1的間隔內(nèi)，極間放電電流非常低。t1時(shí)刻，間隙電擊穿，放電電流急劇增大并開(kāi)始振蕩衰減，電弧通道形成并膨脹，脈沖激波形成，直到存儲(chǔ)于儲(chǔ)能電容的電能全部轉(zhuǎn)換為其他形式的能量，即t2時(shí)刻電流振蕩過(guò)程結(jié)束，此時(shí)能量沉積過(guò)程經(jīng)歷106μs。較多的振蕩半波數(shù)、較長(zhǎng)的放電時(shí)間導(dǎo)致放電過(guò)程中光輻射、熱輻射等消耗無(wú)用能量增加，轉(zhuǎn)化為激波的能量減小，因此需要調(diào)整間隙距離或充電電壓幅值改變放電系統(tǒng)阻尼。此處保證放電電壓峰值為30kv不變，通過(guò)自動(dòng)循環(huán)調(diào)整間隙距離，使放電電流振蕩衰減時(shí)間減少。電流曲線a表明放電系統(tǒng)阻尼偏小，因此需要增加極間間隙，兩次調(diào)整間隙距離后，放電電流曲線分別為曲線b和曲線c。顯而易見(jiàn)，電流振蕩半波數(shù)逐步減少，沉積能量耗時(shí)分別為84μs和54μs。曲線c表明第二個(gè)半波峰值很小，約為第一個(gè)半波峰值的5％，放電系統(tǒng)近似處于一個(gè)半波放電狀態(tài)，即為使激波強(qiáng)度最高的較佳狀態(tài)。

圖5為與圖4對(duì)應(yīng)的激波特性。圖4的放電電流曲線a～c分別對(duì)應(yīng)圖4的激波曲線a～c。激波曲線1的正峰值為3.5mpa，相同充電電壓時(shí)，調(diào)整極間間隙后，激波曲線b和曲線c的激波強(qiáng)度由5.5mpa逐步增大到7.4mpa，激波效率提高了200％?，F(xiàn)有的試驗(yàn)結(jié)果表明，充電電壓為30kv，放電系統(tǒng)條件不變時(shí)，考慮到脈沖放電的分散性，最大的激波強(qiáng)度在曲線c的范圍內(nèi)小幅度變動(dòng)。

常規(guī)的脈沖激波產(chǎn)生方式為欠阻尼振蕩放電，此方式電弧阻抗小，能量沉積速度慢且數(shù)值少，光輻射、熱輻射等無(wú)用能量損耗增多，因此轉(zhuǎn)化為激波的能量減少，激波強(qiáng)度較弱，多次放電后極間間隙的改變降低了裝置的可靠性。而本發(fā)明的液電脈沖激波優(yōu)化裝置能提高激波強(qiáng)度的原因在于增加了調(diào)控系統(tǒng)，此系統(tǒng)可根據(jù)設(shè)定值與測(cè)量值的偏差，閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)電壓值和極間間隙值為較優(yōu)狀態(tài)并維持此放電狀態(tài)穩(wěn)定，使放電電流或輸出功率近似為一個(gè)半波振蕩的臨近阻尼放電狀態(tài)，增大了放電形成的電弧阻抗，于是更多的能量以更快地速度將沉積到極間間隙，增加了能量轉(zhuǎn)換效率。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。