專利名稱：電火工品電磁脈沖危害的測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電火工品電磁脈沖危害的測試裝置，具體涉及電火工品的感應(yīng)電流的測試。
背景技術(shù)：
研究電火工品的電磁脈沖危害并進行分析與測量，對電火工品的安全性與可靠性 具有重要的意義。以前，對于電磁輻射對電火工品的危害主要采用試驗進行定性的判斷，判 斷結(jié)果誤差大。隨著科技的不斷發(fā)展，各種電磁輻射源功率不斷提高，使電火工品所處的電 磁環(huán)境異常惡劣。與此同時，人們對其安全性和可靠性的要求又逐漸提高，所以對電火工品 進行電磁實施電磁環(huán)境加固的前提就是對電火工品在電磁輻射下的脈沖危害進行測試。通常對電火工品的電磁脈沖危害進行測試是通過測量電火工品橋絲的溫度，依據(jù) 溫度與輸入電流的關(guān)系來確定橋絲上的感應(yīng)電流，進而對電磁輻射對電火工品的危害進行 判斷。目前常用的測試方法有以下幾種(1)用特殊的蠟或紙作為敏感材料。用蠟或紙 把橋絲包裹，依據(jù)蠟或紙顏色的變化來判斷橋絲的溫度。(2)利用大電阻的橋絲。用比原來 橋絲電阻大的橋絲將原橋絲替換，通過大電阻橋絲的熔化來判別溫度。以上兩種方法的缺 點是測量準確性差，結(jié)論的可靠性不高。(3)利用熱電偶和熱敏電阻測量橋絲溫度。這種 方法在進行直流試驗時，結(jié)果比較理想，但在輻射試驗時，誤差很大。原因是熱電偶和熱敏 電阻本身會感應(yīng)出電流。同時這種方法的另一個缺點是系統(tǒng)的響應(yīng)時間較慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，旨在提供一種可以對電火工品電磁脈沖 危害進行測試的熒光光纖溫度測量裝置，該熒光光纖溫度測量裝置系統(tǒng)本身不會引入干 擾，且響應(yīng)速度快，完全適用于電火工品電磁脈沖危害的測量。對于電火工品感應(yīng)電流的測試有以下要求(1)不破壞被測系統(tǒng)本身的屏蔽性， 在測試時不能因測試儀的使用引入電磁干擾。(2)典型的橋絲式電火工品的熱響應(yīng)時間大 約在十幾毫秒，因此要求測量系統(tǒng)跟蹤上橋絲的溫度變化，即響應(yīng)時間要快。(3)為了傳感 探頭能貼著橋絲中部放置，保證測得溫度是橋絲的最高溫度，保證準確性，傳感探頭的尺寸 一定要足夠小。(4)因為在受到電磁輻射時，探頭金屬外殼會改變橋絲周圍的電磁場，從而 改變了橋絲感應(yīng)電流的性質(zhì)，導致測量結(jié)果不準確，因此探頭的材料應(yīng)是非金屬。本發(fā)明所提供的電火工品電磁脈沖危害的測試裝置包括熒光光纖溫度傳感器、橋 絲、引線、橋絲支座和電流調(diào)節(jié)器，其中橋絲呈圓弧狀，且熒光光纖溫度傳感器的熒光光纖 探頭位于該圓弧的外側(cè)，橋絲兩端通過兩根引線與電流調(diào)節(jié)器輸出端正負極連接，兩根引 線相互平行且沿水平方向固定設(shè)置于橋絲支座上，橋絲與兩根引線形成的組件是水平方向 軸對稱的；熒光光纖溫度傳感器的熒光光纖探頭貼近橋絲的中部，且光纖探頭與橋絲的水 平方向?qū)ΨQ軸同軸；可以將熒光材料涂覆在橋絲中部，實現(xiàn)非接觸測量，進一步提高測量精度。上述述熒光光纖溫度傳感器由熒光光纖探頭、光學分光系統(tǒng)、電子電路系統(tǒng)和顯 示器(即溫度數(shù)據(jù)顯示部分)組成。上述橋絲支座的橋絲夾具部分采用聚四氟乙烯材料，在結(jié)構(gòu)上橋絲支座的設(shè)計保 證橋絲與熒光光纖探頭插入孔嚴格同軸，使得熒光光纖探頭貼近橋絲中部放置，這樣便容 易使測得溫度是橋絲的最高溫度，提高了測量精度。若采用接觸式測量方式，則上述 光纖探頭在熒光材料涂于光纖端頭以后，用黑色 遮光塑料對其進行遮光封裝，使光纖探頭盡量貼近或完全接觸橋絲中部?；蛘呱鲜龉饫w探頭可以直接對準橋絲，橋絲中部涂有熒光材料，實現(xiàn)非接觸測量。上述熒光光纖溫度傳感器采用LED觸發(fā)光脈沖。上述電流調(diào)節(jié)器內(nèi)設(shè)置有滑動變阻器，電流調(diào)節(jié)器的輸出電流為直流。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、測量精度高、響應(yīng)速度快、抗電磁干擾能力強。 熒光光纖溫度傳感器采用光纖技術(shù)，抗電磁干擾，對電火工品電磁脈沖危害進行測試時不 會因測試儀的使用引入電磁干擾，而且完全可以在不破壞被測系統(tǒng)本身的屏蔽性的情況下 進行。同時采用熒光技術(shù)，信號處理方式采用熒光壽命型，從而使得整個系統(tǒng)響應(yīng)速度快， 完全可以跟蹤上橋絲的溫度變化；由于熒光技術(shù)的采用，在測試時可以實現(xiàn)非接觸測量，這 樣可以避免接觸式測量對橋絲造成的損害，測量精度高；特別是光纖探頭尺寸足夠小，這樣 光纖探頭可以貼著橋絲中部放置，保證了測得溫度是橋絲的最高溫度，保證了準確性。橋絲 夾具(甚或橋絲支座整體)采用聚四氟乙烯，為非金屬材料，對橋絲的電流以及周圍的電磁 場沒有影響，保證了測量結(jié)果的準確性；在結(jié)構(gòu)上支座的設(shè)計保證橋絲與探頭插入孔嚴格 同軸，以便探頭貼著橋絲中部放置，這樣便容易使測得溫度是橋絲的最高溫度，提高了測量 精度。


圖1為熒光光纖溫度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為熒光光纖溫度傳感器進行接觸測量時探頭結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為熒光光纖溫度傳感器進行非接觸測量時探頭和橋絲的位置示意圖。圖4為本發(fā)明實測時各部分連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明實測的橋絲的輸入電流與溫度變化平方根間的擬合曲線。附圖標號說明1-熒光光纖溫度傳感器，11-光纖探頭，111-纖芯，112-包層，113-涂覆層， 114-熒光材料，115-遮光保護層，12-傳光光纖，13-光纖接口，14-溫度值顯示器(即顯示 部分)，15-開關(guān)，16-光學系統(tǒng)，161、162、163-聚焦耦合透鏡，164-分光鏡，17-電子電路部 分，18-探測器，19-LED，2-橋絲，3-橋絲引線，4-橋絲支座，41-橋絲插入孔，42-光纖插入 孔，5-電流調(diào)節(jié)器，51-滑動變阻器，6-塞子，7-導線。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步說明。如圖1所示，熒光光纖溫度傳感器由熒光光纖溫度傳感頭(光纖探頭)、光學部分、電子電路部分及顯示部分組成。如圖2所示，本測試裝置可實現(xiàn)接觸測量，測量時光纖探頭在熒光材料涂于光纖 端頭以后，用黑色遮光塑料對其進行遮光封裝。采用這樣的處理方式一方面可以避免外界 雜散光對整個測試系統(tǒng)的影響，使得整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠；另一方面，可以避免測試時對熒光 材料造成破壞，使得探頭機械性能穩(wěn)定。如圖3所示，本裝置測試時也可實現(xiàn)非接觸測量，測量時將熒光材料涂于橋絲中 部，探頭對準熒光材料。采用非接觸測量的方式，一方面可以避免探頭對橋絲的破壞；另一 方面可以保證測得的溫度是橋絲的最高溫度，提高了測量的精度。實驗過程參見圖4。測試時由電流調(diào)節(jié)器通過引線給橋絲輸入直流電，橋絲溫度 將升高，并最終達到熱平衡，即達到一個最高溫度。熒光光纖探頭探測到溫度的變化經(jīng)由光 纖傳至溫度傳感器處理并由顯示系統(tǒng)實時顯示。通過滑動變阻器改變輸入電流大小，可以 得到一對電流一溫度變化值。重復(fù)上述過程便可以得到一組電流一溫度變化值，把這組電 流——溫度變化值擬合成一條電流——溫度變 化值平方根直線。對電火工品進行電磁脈沖 危害測試實驗時，根據(jù)測得的溫度變化值在該電火工品的電流——溫度變化值平方根曲線 上找出對應(yīng)的電流值。據(jù)此，可由本裝置進行電火工品電磁脈沖危害的測試。實驗中所用橋絲電阻為5.7 Ω，直徑12 μ m，長10mm。。實驗時，給火工品輸入電流 值，調(diào)節(jié)電流調(diào)節(jié)器，通過改變與橋絲串連電阻的大小，以約5mA為步長遞增，給橋絲輸出 0 80mA的電流。實驗證明，本發(fā)明尺寸小、測量精度高、響應(yīng)速度快、抗電磁干擾能力強，很好地解 決了其它測量方法在電磁輻射場中引入誤差、靈敏度和穩(wěn)定性差等問題，是一種較好的電 火工品電磁脈沖危害的測試裝置。
權(quán)利要求
電火工品電磁脈沖危害的測試裝置，其特征在于該測試裝置包括熒光光纖溫度傳感器、橋絲、引線、橋絲支座和電流調(diào)節(jié)器，其中橋絲呈圓弧狀，且熒光光纖溫度傳感器的熒光光纖探頭位于該圓弧的外側(cè)，橋絲兩端通過兩根引線與電流調(diào)節(jié)器輸出端正負極連接，兩根引線相互平行且沿水平方向固定設(shè)置于橋絲支座上；熒光光纖溫度傳感器的熒光光纖探頭貼近橋絲的中部，且光纖探頭與橋絲的水平方向?qū)ΨQ軸同軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試裝置，其特征在于所述熒光光纖溫度傳感器由熒光光 纖探頭、光學分光系統(tǒng)、電子電路系統(tǒng)和顯示器組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測試裝置，其特征在于所述熒光材料涂覆在光纖探頭的光 纖端頭處，并由黑色遮光塑料遮光封裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測試裝置，其特征在于所述熒光材料涂覆于橋絲中部，光纖 探頭的光纖端頭處未封閉，且光纖探頭對準熒光材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的測試裝置，其特征在于所述橋絲支座的橋絲夾具部分 采用聚四氟乙烯材料，在結(jié)構(gòu)上橋絲支座的設(shè)計保證橋絲與熒光光纖探頭插入孔嚴格同 軸，使得熒光光纖探頭貼近橋絲中部放置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測試裝置，其特征在于所述熒光光纖溫度傳感器采用LED 觸發(fā)光脈沖。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測試裝置，其特征在于所述電流調(diào)節(jié)器內(nèi)設(shè)置有滑動變阻 器，電流調(diào)節(jié)器的輸出電流為直流。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電火工品電磁脈沖危害的測試裝置，尤其適用于橋絲式電火工品的感應(yīng)電流的測試。該測試裝置包括熒光光纖溫度傳感器、橋絲、引線、橋絲支座和電流調(diào)節(jié)器，其中橋絲呈圓弧狀，橋絲兩端通過兩根引線與電流調(diào)節(jié)器輸出端正負極連接，兩根引線相互平行且固定設(shè)置于橋絲支座上；熒光光纖溫度傳感器的熒光光纖探頭貼近橋絲的中部，且光纖探頭與橋絲的對稱軸同軸；可根據(jù)需要把熒光材料置于探頭或者橋絲上，實現(xiàn)接觸或非接觸測量。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、測量精度高、響應(yīng)速度快、抗電磁干擾能力強。
文檔編號G01K11/32GK101865961SQ201010203170
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月18日
發(fā)明者劉蘭書, 張文松 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所