《兩級電源式海中電火花聲源的理論與實驗研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由王一博擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：兩級電源式海中電火花聲源的理論與實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王一博
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
電火花聲源是一種基於水中脈衝放電所產生的“電水錘”效應的強聲源，在海洋勘探、海洋安防等領域有著重大的套用前景。傳統的單電源式電火花聲源由於會在預擊穿加熱階段生成初始電弧，因此存在著擊穿時刻高度隨機、轉換為放電電漿的物質份額不足、輸出衝擊波強度與電-聲轉換效率無法兼顧等缺陷。本項目提出了一種新型的兩級電源式海中電火花聲源，其中使用獨立可控的低壓電源完成預擊穿加熱，使用獨立的高壓電源產生水中電弧和衝擊波。該設計可以有效地消除預擊穿階段的初始電弧，從而改善了上述缺陷。本項目旨在通過研製兩級電源式電火花聲源原理樣機，為電熱擊穿的機理研究建立實驗平台，從而尋找更為精確的、實現電熱擊穿的臨界條件，並探索各種可能影響電-聲轉換效率的潛在因素。本項目的研究結果在實際套用中可為海洋勘測和海洋安防提供一種新型的、更為高效穩定的電火花聲源，在理論研究中還對於液體擊穿機理這一長期以來的難點也具有重要的學術價值
結題摘要
本項目按照資助項目計畫書執行，由於各種原因，未能按期完成計畫規定的全部研究內容，未能按期實現預期目標。目前，項目組已經基本完成了兩級電源式海中電火花聲源硬體平台的研製。其中，高低壓耦合隔離裝置的測量結果表明，在除去電磁干擾電壓的情況下，裝置已基本可以阻擋其右端發生高壓放電時向左的滲透電壓，但這高低壓耦合隔離裝置成功與否的判別，需要在測量電磁禁止較為完善的情況下展開右端實驗加以驗證。在調壓台基礎上研製的雙壓充電裝置經檢測，可以在只有一台浸油式30kV/10kW升壓器的情況下，對1uF/30KV高壓電容和2mF/4kV低壓電容實現低損耗快速充電。但需要指出的是，上述雙壓充電裝置尚未經受兩級放電的電磁干擾的考驗，這一點需要後繼的實驗中加以實現。研製的水中放電電極可以有效地避免發生在絕緣罩表面的水中表面閃絡問題，減緩強衝擊波對於絕緣罩的損壞速度。需要指出的是，該水中放電電極在低壓預熱過程中的表現與在隨後擊穿放電過程中的表現的差異，尚無法通過數值仿真的方式預估，必須展開兩級放電實驗加以研究。研製的放電控制裝置，可以方便地切換高低壓充電模式、送出指定脈寬的低壓預熱控制脈衝、控制IGBT模組的連線和切斷，還可以實現對低壓儲能電容上剩餘能量的泄放。需要指出的是，上述放電控制裝置僅僅通過了右端實驗的電磁干擾考驗，尚未進行兩級放電實驗加以驗證.研製的測量系統禁止裝置，在觸發乾擾測試中，可將原來峰值3.5V的干擾電壓，降低為1.2V，這為隨後的實驗驗證工作打下了堅實的基礎。不足的是，該禁止裝置還需要改進才能徹底消除測量電磁干擾
