应用于直读光谱仪的电弧激发电路及方法技术

本发明专利技术涉及一种应用于直读光谱仪的电弧激发电路及电弧激发方法，所述电弧激发电路包括：第一整流电路，所述第一整流电路连接市电输入端和逆变电路的输入端；逆变电路，所述逆变电路的输出端连接激发电极；DSP控制电路，所述DSP控制电路连接所述逆变电路的输出端并与所述逆变电路形成闭环回路；所述逆变电路的输出端与所述DSP控制电路之间设有电压传感器，所述逆变电路与激发电极形成的回路上设有电流传感器；辅助电源，所述辅助电源连接所述市电输入端，为所述DSP控制电路供电；高压产生电路，所述高压产生电路的输出端连接所述激发电极。本发明专利技术具有光谱仪体积小、激发光谱稳定、电能损耗低、操作简便等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光谱分析领域，特别涉及一种应用于直读光谱仪的电弧激发电路及电弧激发方法。
技术介绍
直读光谱仪正常工作时，首先需要在激发电极两端加载十几千伏的高压，然后同步的在电极上加载交流来完成样品激发，并且想要得到良好的激发光谱，必须在样品激发过程中控制激发电流大小。目前的直读光谱仪通常采用在电极一端串联一个大功率电阻箱(最大功率可达5KW)，并通过手动切换大功率电阻箱阻值的方式来达到控制激发电流的目的，但该方法在实际操作中存在以下缺陷：1、手动切换大功率电阻箱阻值，不仅操作繁琐，而且对操作人员具有一定的危险性；2、激发电流可达二十多安，使得大部分电能耗散在此功率电阻上，电阻箱发热严重，散热存在问题；3、大功率电阻箱的加入使得整个直读光谱仪体积庞大，不利于运输与安装。
技术实现思路
为了解决上述现有技术方案中的不足，本专利技术提供了一种减小光谱仪体积、降低电能损耗，且安全可靠、电弧激发方式可选择的应用于直读光谱仪的电弧激发电路。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种应用于直读光谱仪的电弧激发电路，所述电弧激发电路包括：第一整流电路，所述第一整流电路连接市电输入端和逆变电路的输入端；逆变电路，所述逆变电路的输出端连接激发电极，所述逆变电路输出幅值、频率可调的交流电压；DSP控制电路，所述DSP控制电路连接所述逆变电路的输出端并与所述逆变电路形成闭环回路；所述逆变电路的输出端与所述DSP控制电路之间设有电压传感器，所述逆变电路与激发电极形成的回路上设有电流传感器；辅助电源，所述辅助电源连接所述市电输入端，为所述DSP控制电路供电；高压产生电路，所述高压产生电路的输出端连接所述激发电极。根据上述的电弧激发电路，优选地，所述市电输入端连接输入滤波电路，市电经所述输入滤波电路滤波后输入第一整流电路。根据上述的电弧激发电路，可选地，所述逆变电路的输出端与激发电极之间设有第二整流电路。根据上述的电弧激发电路，优选地，所述逆变电路的输出端与激发电极之间设有电阻，用于短路和过流保护。根据上述的电弧激发电路，优选地，所述高压产生电路输出幅值与激发相位可调的高压。根据上述的电弧激发电路，优选地，高压产生电路输出的高压脉冲经变压器副边输出、RC电路滤波后加载至激发电极，逆变电路输出的交流电压经共模扼流圈和差模电感组成的滤波电路滤波后加载至激发电极。根据上述的电弧激发电路，可选地，所述滤波电路为双π型滤波器。根据上述的电弧激发电路，可选地，所述第一整流电路为功率因素校正电路。根据上述的电弧激发电路，优选地，所述逆变电路包括H桥和LC滤波电路。本专利技术还提供一种采用闭环控制激发电流的电弧激发方法，所述电弧激发方法包括：(A1)高压产生电路输出高压加载于激发电极两端，样品被激发使得电路导通；所述高压的幅值与激发相位可调；(A2)逆变电路输出交流电压加载于激发电极两端，样品被持续激发；所述交流电压由市电输入，并经整流、逆变后获得，所述交流电压的频率与幅值可调；(A3)DSP控制电路接收逆变电路输出的电压值和电流值，并控制所述逆变电路实时调整其输出电压幅值，维持激发过程中电流稳定。根据上述的电弧激发方法，优选地，所述交流电压由市电输入，并经滤波、整流、逆变后获得。根据上述的电弧激发方法，优选地，所述电弧激发方法进一步包括：(B1)仪器自检，若自检通过则进入下一步骤；若提示报警，则检查电路、排除故障；(B2)DSP控制电路接收逆变电路输出的电压值并进行判断：若电压值在预设范围内，则进入(A1)步骤；若电压值超出预设范围，则进入(B1)步骤。根据上述的电弧激发方法，可选地，(A2)步骤中，逆变电路输出的交流电压经整流后加载于激发电极两端。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：1、本专利技术采用DSP控制电路与逆变电路实时闭环控制的方式对激发电流进行控制，免去了大功率电阻箱的使用，减小了光谱仪的体积，便于安装运输；同时大大降低了大功率电阻上电能的损耗，节约使用成本。2、本专利技术的高压产生电路输出幅值与激发相位可调的高压，可根据不同样品输出不同幅值的高压，同时可以在交流电压的一个正弦波周期内随意调节高压输出点，提高光谱仪的样品适用范围以及样品的激发效率、激发效果。3、本专利技术的逆变电路输出端与激发电极的电流回路上设有小功率电阻，在高压激发样品导通瞬间或电路电流过大时进行过流保护，保证操作人员的安全。4、本专利技术的逆变电路输出端与激发电极之间设有第二整流电路，可将逆变电路输出的交流电压转变为直流电压，也即转换成直流激发模式，因此，本专利技术的电弧激发方式可选择，适用范围广，模块扩展性强。5、本专利技术交流电压的产生电路采用的拓扑为双π型滤波器、功率因数校正电路与H桥，其中，双π型滤波器拓扑可以很好的滤除电网杂波并且减弱产生的高压脉冲对电网的影响，功率因数校正电路能够达到更高的功率因数。附图说明参照附图，本专利技术的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本专利技术的技术方案，而并非意在对本专利技术的保护范围构成限制。图中：图1是本专利技术实施例1的电弧激发电路的电路结构简图；图2是本专利技术实施例1的交流电压和高压脉冲激发示意图。实施方式图1-2以下说明描述了本专利技术的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本专利技术。为了教导本专利技术技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本专利技术的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本专利技术的多个变型。由此，本专利技术并不局限于下述可实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。实施例1图1示意性地给出了本实施例的电弧激发电路的电路结构简图，图2示意性地给出了本实施例交流电压的正弦波与高压激发相位点的关系示意图；如图1、2所示，所述电弧激发电路包括：第一整流电路，所述第一整流电路连接市电输入端和逆变电路的输入端；逆变电路，所述逆变电路的输出端连接激发电极，所述逆变电路输出幅值、频率可调的交流电压；DSP控制电路，所述DSP控制电路连接所述逆变电路的输出端并与所述逆变电路形成闭环回路；所述逆变电路的输出端与所述DSP控制电路之间设有电压传感器，所述逆变电路与激发电极形成的回路上设有电流传感器；辅助电源，所述辅助电源连接所述市电输入端，为所述DSP控制电路供电；高压产生电路，所述高压产生电路的输出端连接所述激发电极。所述第一整流电路、逆变电路、DSP控制电路和高压产生电路的具体电路结构均为现有技术，在此不再赘述。市电输入会因为不同地域、电量使用情况等因素发生变化，且市电中会包含一些杂波，故：进一步地，所述市电输入端连接输入滤波电路，市电经所述输入滤波电路滤除杂波后输入第一整流电路。在高压激发样品导通瞬间或其他瞬时压力过高等情形下，会使得电路电流过大，可能危害到操作人员的安全，故：进一步地，所述逆变电路的输出端与激发电极之间设有电阻，用于短路和过流保护，保障安全。同时，本专利技术的交流电压幅值可调，一般控制在几伏到十几伏，不同于现有技术中直接采用市电电压，因此在保证激发电流的情况下，所述电阻的发热功率远小于现有技术中的大功率电阻箱，电能损耗大大降低。对于不同的样品，其所需的激发电流会发生变化，为了提高光谱仪的样品适用范围以及样品的激发效率、激发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于直读光谱仪的电弧激发电路，其特征在于：所述电弧激发电路包括：第一整流电路，所述第一整流电路连接市电输入端和逆变电路的输入端；逆变电路，所述逆变电路的输出端连接激发电极，所述逆变电路输出幅值、频率可调的交流电压；DSP控制电路，所述DSP控制电路连接所述逆变电路的输出端并与所述逆变电路形成闭环回路；所述逆变电路的输出端与所述DSP控制电路之间设有电压传感器，所述逆变电路与激发电极形成的回路上设有电流传感器；辅助电源，所述辅助电源连接所述市电输入端，为所述DSP控制电路供电；高压产生电路，所述高压产生电路的输出端连接所述激发电极。

【技术特征摘要】
1.一种应用于直读光谱仪的电弧激发电路，其特征在于：所述电弧激发电路包括：第一整流电路，所述第一整流电路连接市电输入端和逆变电路的输入端；逆变电路，所述逆变电路的输出端连接激发电极，所述逆变电路输出幅值、频率可调的交流电压；DSP控制电路，所述DSP控制电路连接所述逆变电路的输出端并与所述逆变电路形成闭环回路；所述逆变电路的输出端与所述DSP控制电路之间设有电压传感器，所述逆变电路与激发电极形成的回路上设有电流传感器；辅助电源，所述辅助电源连接所述市电输入端，为所述DSP控制电路供电；高压产生电路，所述高压产生电路的输出端连接所述激发电极。2.根据权利要求1所述的电弧激发电路，其特征在于：所述市电输入端连接输入滤波电路，市电经所述输入滤波电路滤波后输入第一整流电路。3.根据权利要求2所述的电弧激发电路，其特征在于：所述逆变电路的输出端与激发电极之间设有第二整流电路。4.根据权利要求3所述的电弧激发电路，其特征在于：所述逆变电路的输出端与激发电极之间设有电阻，用于短路和过流保护。5.根据权利要求1所述的电弧激发电路，其特征在于：所述高压产生电路输出幅值与激发相位可调的高压。6.根据权利要求1-5任一所述的电弧激发电路，其特征在于：高压产生电路输出的高压脉冲经变压器副...

【专利技术属性】
技术研发人员：王再生，张建，喻正宁，洪波，徐桔红，郑利俊，洪沅，
申请(专利权)人：杭州谱育科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33