一种可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关制造技术

本发明专利技术公开了一种可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关包括封闭的壳体以及在壳体内分上下垂直设置的上电极和下电极；所述壳体的侧壁上开设有抽气孔，壳体通过抽气孔与可控抽气装置的抽气端连接；所述下电极旁侧还设置有触发电极，触发电极的上端通过触发介质与下电极连接。本发明专利技术的航空器雷电直接效应测试的雷电电流波用可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关，使得真空CROWBAR开关可以重复使用，更换电极包括真空CROWBAR开关的上电极3、下电极4、触发电极5和触发介质6，彻底解决了真空CROWBAR开关优良触发特性与长使用寿命之间的矛盾。

【技术实现步骤摘要】
一种可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关
本专利技术属于航空器雷电测试
，涉及一种航空器雷电直接效应测量，尤其是一种航空器雷电直接效应测量的可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关。
技术介绍
碳纤维复合材料既具有低密度、高强度、高模量、耐高温、耐化学腐蚀等特性，又具有纺织纤维的柔软可加工性，广泛应用于航空航天、军事及民用工业等各个领域。随着飞机设计的改进和碳纤维复合材料技术的进步，碳纤维增强型聚合物复合材料CFRP(CarbonFiberReinforcedPolymers)在大型民用飞机、军用飞机、无人机及隐形飞机上的用量不断增长，空客A350XWA上CFRP材料所占的比例达到53％。但相比较传统使用的铝、钢和钛合金材料，CFRP的电传导性能差，这就使得CFRP层合板在雷击情况下无法像金属材料那样具有短时间使积累的电荷迅速转移或扩散的能力，这部分积聚的能量以焦耳热的形式使得CFRP温度急剧升高，从而导致CFRP的纤维断裂、树脂热解、深度分层等严重损伤。大飞机雷电直接效应的测量是目前国内外关注的热点和难点，其主要原因是大飞机雷电直接效应测量的雷电电流波测试装备不能满足大飞机所设计的材料、结构件及整机研究和发展的需求，尤其是大容量、高电压CROWBAR开关技术已经成为严重制约了大飞机雷电直接效应测量的雷电电流波测试装备和大飞机发展的瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关，通过结构的合理设计，能够使CROWBAR开关的使用寿命大大延长。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：这种可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关包括封闭的壳体以及在壳体内分上下垂直设置的上电极和下电极；所述壳体的侧壁上开设有抽气孔，壳体通过抽气孔与可控抽气装置的抽气端连接；所述下电极旁侧还设置有触发电极，触发电极的上端通过触发介质与下电极连接。进一步的，所述壳体的上端和下端分别为可拆卸的上端法兰和下端法兰，所述上电极和下电极分别固定设置在上端法兰和下端法兰上。进一步，所述上电极和下电极分别以栓接方式固定安装在各自的导流杆上。进一步，所述上电极的导流杆后端穿过上端法兰至壳体外；所述下电极的导流杆和触发电极分别穿过下端法兰至壳体外。进一步的，所述壳体为圆筒体，壳体的外壁面为波纹状。进一步的，所述壳体的抽气孔通过法兰与可控抽气装置的抽气端连接。进一步的，所述可控抽气装置由分别与壳体的抽气孔连接的机械真空泵、罗茨真空泵和复合分子泵组成；首先机械真空泵工作，当CROWBAR开关的环境气压在103数量级时，启动罗茨真空泵；当CROWBAR开关的环境气压在10-1数量级时，启动复合分子泵。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的航空器雷电直接效应测试的雷电电流波用可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关，使得真空CROWBAR开关可以重复使用，更换电极包括真空CROWBAR开关的上电极3、下电极4、触发电极5和触发介质6，彻底解决了真空CROWBAR开关优良触发特性与长使用寿命之间的矛盾。附图说明图1是本专利技术的航空器雷电直接效应测量的CROWBAR电路的原理框图；图2是本专利技术的航空器雷电直接效应测量的可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关的结构示意图；图3是本专利技术的航空器雷电直接效应测量的可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关在CROWBAR回路中的工作流程。其中：1为壳体；2为可控抽气装置；3为上电极；4为下电极；5为触发电极；6为触发介质；7为抽气孔；8为上端法兰；9为下端法兰。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：图1为航空器雷电直接效应测量的CROWBAR电路的原理图：本专利技术航空器雷电直接效应测量的CROWBAR电路包括与充电电源相连的雷电流发生回路的储能电容、主放电开关、CROWBAR放电开关(即本专利技术申请中的真空CROWBAR开关)和负载。其放电原理是：当系统控制触发脉冲施加在主放电开关的触发电极上时，已充电的储能电容通过主放电开关、波形形成电感向负载放电，在脉冲电流峰值处，系统控制触发脉冲施加在CROWBAR放电开关的触发电极上，CROWBAR放电开关导通放电，波形形成电感中储存的磁场能量通过CROWBAR放电开关和负载泄放。参见图2，本专利技术的可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关包括壳体1、用于壳体1内气压调整的可控抽气装置2和设置在壳体内的上电极3、下电极4、触发电极5和触发介质6。壳体1的侧壁上开设有抽气孔7，壳体1通过抽气孔7与可控抽气装置2的抽气端连接；下电极4旁侧还设置有触发电极5，触发电极5的上端通过触发介质6与下电极4连接(即触发介质6固定安装在触发电极5和下电极4之间)。壳体1的上端和下端分别为可拆卸的上端法兰8和下端法兰9，上电极3和下电极4分别固定设置在上端法兰8和下端法兰9上。具体为：上电极3和下电极4分别以栓接方式固定安装在各自的导流杆上；上电极3的导流杆后端穿过上端法兰8至壳体1外；所述下电极4的导流杆和触发电极5分别穿过下端法兰9至壳体1外。在本专利技术的最佳实施方案中，壳体1为圆筒体，壳体1的外壁面为波纹状。壳体1的抽气孔7通过法兰与可控抽气装置2的抽气端连接。本专利技术的航空器雷电直接效应测量的可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关的可控抽气装置2由机械真空泵、罗茨真空泵和复合分子泵组成。复合分子泵与真空CROWBAR开关相连，CROWBAR开关的真空度控制过程是：首先机械真空泵工作，当CROWBAR开关的环境气压在103数量级时，启动罗茨真空泵；当CROWBAR开关的环境气压在10-1数量级时，启动复合分子泵。参见图3：本专利技术的航空器雷电直接效应测量的可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关在CROWBAR回路中的工作过程是：(1)打开可控抽气装置2的电源。(2)打开机械真空泵，待CROWBAR开关的环境气压降至103数量级时，罗茨真空泵自动打开，待CROWBAR开关的环境气压降至10-1数量级时，复合分子泵自动打开，CROWBAR放电开关的环境气压可以降至10-3数量级以上。(3)打开雷电流CROWBAR回路的控制电路电源和主回路电源。(4)设置雷电流CROWBAR回路的试验参数，包括放电电压、主放电开关与CROWBAR放电开关之间的放电时延即主放电开关与CROWBAR放电开关的换路时刻等。(5)升高CROWBAR回路的充电电压，当充电电压大于或等于预先设置的放电电压时，隔离CROWBAR放电开关与可控抽气装置2，触发CROWBAR回路的主放电开关使之导通。经过设定的放电时延后，CROWBAR开关触发放电，CROWBAR回路的一次放电完成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关，其特征在于，包括封闭的壳体(1)以及在壳体(1)内分上下垂直设置的上电极(3)和下电极(4)；所述壳体(1)的侧壁上开设有抽气孔(7)，壳体(1)通过抽气孔(7)与可控抽气装置(2)的抽气端连接；所述下电极(4)旁侧还设置有触发电极(5)，触发电极(5)的上端通过触发介质(6)与下电极(4)连接。

【技术特征摘要】
1.一种可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关，其特征在于，包括封闭的壳体(1)以及在壳体(1)内分上下垂直设置的上电极(3)和下电极(4)；所述壳体(1)的侧壁上开设有抽气孔(7)，壳体(1)通过抽气孔(7)与可控抽气装置(2)的抽气端连接；所述下电极(4)旁侧还设置有触发电极(5)，触发电极(5)的上端通过触发介质(6)与下电极(4)连接；所述壳体(1)的上端和下端分别为可拆卸的上端法兰(8)和下端法兰(9)，所述上电极(3)和下电极(4)分别固定设置在上端法兰(8)和下端法兰(9)上；所述上电极(3)和下电极(4)分别以栓接方式固定安装在各自的导流杆上。2.根据权利要求1所述的可变气压和可更换电极的真空CROWBAR开关，其特征在于，所述上电极(3)的导流杆后端穿过上端法兰(8)至壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚学玲，陈景亮，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61