水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置制造方法
【專利摘要】一種水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置，包括直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源、水泡發(fā)生電路和水泡發(fā)生金屬絲，水泡發(fā)生電路的輸出端與水泡發(fā)生金屬絲連接，直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源與水泡發(fā)生電路連接并為其提供水泡發(fā)生所需的低壓直流電；直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源包括變壓器、預(yù)穩(wěn)控制電路、整流濾波電路、調(diào)整電路、輔助電源電路、驅(qū)動(dòng)電路、采樣電路、基準(zhǔn)電源電路、比較放大電路和與門電路；水泡發(fā)生電路包括電容充放電電路和與其連接的轉(zhuǎn)換控制開關(guān)。該裝置應(yīng)用低電壓水環(huán)境下金屬絲短路放電對(duì)水產(chǎn)生快速電離、氣化產(chǎn)生氣泡，能很好的模擬實(shí)際爆炸時(shí)的工況，為研究水下爆炸氣泡的特性和對(duì)艦船的擾動(dòng)和毀壞提供幫助；裝置操作簡(jiǎn)便、安全可靠、可重復(fù)性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)效果好，成本低。
【專利說明】水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種水下擾動(dòng)試驗(yàn)裝置，尤其涉及一種水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置。【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于水下爆炸或者水下擾動(dòng)產(chǎn)生的氣泡，及其對(duì)船體等與水相關(guān)的領(lǐng)域的研究有著重要的意義。例如，對(duì)于船舶螺旋槳推進(jìn)葉片在中高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的水下氣泡的動(dòng)態(tài)特性及其對(duì)葉片的沖擊和破壞作用，這一直是船舶研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)，對(duì)于改進(jìn)葉片的設(shè)計(jì)制造具有不可估量的價(jià)值。由于傳統(tǒng)的水下爆炸實(shí)驗(yàn)的破壞性和高耗費(fèi)性，并且對(duì)于炸藥的嚴(yán)格管制，對(duì)于一般的研究者等來說，頻繁地進(jìn)行全尺寸、真實(shí)性炸藥的試驗(yàn)是不現(xiàn)實(shí)的。國內(nèi)外現(xiàn)在很多的研究者都是采用在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采取低損傷、可重復(fù)性、安全的實(shí)驗(yàn)方法來研究水環(huán)境下的爆炸和產(chǎn)生的氣泡的特性。
[0003]目如有關(guān)研究水箱爆炸和氣泡試驗(yàn)的相關(guān)報(bào)導(dǎo)有:
1.水中高壓放電氣泡的實(shí)驗(yàn)研究(《物理學(xué)報(bào)》),文獻(xiàn)中通過金屬絲的水中高壓放電所產(chǎn)生的氣泡脈動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，采用沖擊大電流的方法；電容器采用多組電容連接得到電容器組，系統(tǒng)采用沖擊大電流裝置，存在的弊端是:
(1)安全保護(hù)措施不夠，實(shí)驗(yàn)操作麻煩，產(chǎn)生的高壓電對(duì)操作者具有極大的安全隱患，并且無法對(duì)實(shí)驗(yàn)后的電容放電；
(2)電容器采用多組電容連接得到電容器組，會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定和眾多偶發(fā)事件，實(shí)驗(yàn)不穩(wěn)定，易造成操作時(shí)存在安全隱患(開關(guān)擊穿放電)，對(duì)設(shè)備操作者心理帶來極大壓力。
[0004]2.水中電火花氣泡生成的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法(哈爾濱工程大學(xué))，文獻(xiàn)中采用了一種以電火花打火方式產(chǎn)生氣泡裝置，存在的弊端是:
(1)該裝置的電源部分在實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓與穩(wěn)流的自動(dòng)轉(zhuǎn)換和精度控制上欠缺，從而對(duì)電路系統(tǒng)和充電的電容保護(hù)和壽命的延續(xù)上做的不好，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)電壓的讀取和測(cè)量的精度影響較大；
(2)該裝置的水中放電材料為搭接的細(xì)小銅絲，連接麻煩，搭接不可靠，存在實(shí)驗(yàn)不穩(wěn)定性，并且在如有水的流動(dòng)方面等干擾大的場(chǎng)合很難實(shí)現(xiàn)；
(3)該裝置須在對(duì)水進(jìn)行去氣處理后才能產(chǎn)生比較理想和比較大的氣泡，實(shí)驗(yàn)條件苛亥IJ、繁雜、不穩(wěn)定，無法用來在實(shí)際洋流存在條件下模擬船的模型等的水下爆炸氣泡的實(shí)驗(yàn)研究；該裝置的電容采用多個(gè)電容的并聯(lián)連接方式，系統(tǒng)的可靠和穩(wěn)定性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，應(yīng)用低電壓水下環(huán)境下金屬絲短路放電對(duì)附近水產(chǎn)生的快速氣化等作用而產(chǎn)生較大的氣泡的原理，提供一種水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置，以克服已有技術(shù)所存在的上述不足，模擬實(shí)際爆炸時(shí)候的工況，為研究水下爆炸氣泡的特性和對(duì)艦船等的毀壞特性提供幫助。
[0006]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置，所述裝置包括直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源、水泡發(fā)生電路和水泡發(fā)生金屬絲，所述水泡發(fā)生電路的輸出端與水泡發(fā)生金屬絲連接，所述直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源與水泡發(fā)生電路連接并為其提供水泡發(fā)生所需的低壓直流電；
所述直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源包括變壓器、預(yù)穩(wěn)控制電路、整流濾波電路、調(diào)整電路、輔助電源電路、驅(qū)動(dòng)電路、采樣電路、基準(zhǔn)電源電路、比較放大電路和與門電路；
所述變壓器、預(yù)穩(wěn)控制電路、整流濾波電路、調(diào)整電路依次連接，變壓器的初級(jí)端與220V交流電源連接，調(diào)整電路的輸出端與水泡發(fā)生電路連接并為其提供水泡發(fā)生所需的低壓直流電；
所述輔助電源電路的輸入端與變壓器的輸出端連接，輔助電源電路的輸出端分別與驅(qū)動(dòng)電路和基準(zhǔn)電源電路連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端分別與預(yù)穩(wěn)控制電路和采樣電路連接，所述采樣電路連接于調(diào)整電路的輸出端，采樣電路的輸出端與比較放大電路連接，所述基準(zhǔn)電源電路的輸出端與比較放大電路連接，比較放大電路的輸出端與與門電路連接，與門電路的輸出端與調(diào)整電路連接；
所述變壓器用于對(duì)輸入的交流電進(jìn)行降壓處理，然后輸送給預(yù)穩(wěn)控制電路；
所述預(yù)穩(wěn)控制電路用于將經(jīng)降壓處理的交流電進(jìn)行預(yù)穩(wěn)定，以實(shí)現(xiàn)電壓電流的穩(wěn)定輸
出；
所述整流濾波電路用于將經(jīng)預(yù)穩(wěn)的的交流電進(jìn)行整流和濾波，得到穩(wěn)定的直流電輸送給調(diào)整電路；
所述調(diào)整電路用于將經(jīng)整流濾波的直流電，調(diào)整為所需要的輸出電壓及電流，
所述輔助電源電路用于為驅(qū)動(dòng)電路和基準(zhǔn)電源電路提供相應(yīng)的工作電源；
所述驅(qū)動(dòng)電路用于為預(yù)穩(wěn)控制電路和采樣電路提供相對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定的輸出功率；
所述采樣電路用于從調(diào)整電路輸出的電壓電流信號(hào)中采樣，并將采集的信號(hào)輸送給比較放大電路；
所述基準(zhǔn)電源電路用于將設(shè)定的基準(zhǔn)電壓電流信號(hào)輸送給比較放大電路；
所述比較放大電路用于將采樣電路采集的電壓電流信號(hào)與基準(zhǔn)電壓電流信號(hào)進(jìn)行比較監(jiān)控，并將得到的變化值輸送給與門電路；
所述與門電路用于將經(jīng)比較放大電路比較得出的變化結(jié)果反饋給調(diào)整電路，作為調(diào)整電壓電流的依據(jù)，以實(shí)現(xiàn)電源的穩(wěn)壓穩(wěn)流輸出，提供給水泡發(fā)生電路；
所述水泡發(fā)生電路包括電容充放電電路和與其連接的充放電轉(zhuǎn)換開關(guān):
所述電容充放電電路包括可調(diào)電阻、保護(hù)電阻和充放電電容，所述充放電轉(zhuǎn)換開關(guān)包括三向換位開關(guān)、第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一電磁閥和第二電磁閥；
所述可調(diào)電阻并聯(lián)連接在直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源輸出的正極端Q和負(fù)極端P之間，可調(diào)電阻的調(diào)節(jié)端與保護(hù)電阻連接，保護(hù)電阻的另一端接充放電電容的負(fù)極端并同時(shí)接水泡發(fā)生金屬絲的負(fù)極，所述直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源輸出的正極端Q通過依次串聯(lián)的第一電磁閥、第二電磁閥與水泡發(fā)生金屬絲的正極連接，所述充放電電容的正極端與第一電磁閥和第二電磁閥的共接點(diǎn)E連接，所述第一電磁閥的磁路線圈通過第一開關(guān)和三向換位開關(guān)與220V交流電源連接，所述第二電磁閥的磁路線圈通過第二開關(guān)和三向換位開關(guān)與220V交流電源連接:
當(dāng)三向換位開關(guān)轉(zhuǎn)向充電位置、且第一開關(guān)接通時(shí)，第一電磁閥接通，由可調(diào)電阻、保護(hù)電阻和充放電電容構(gòu)成的電容充電電路與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源輸出的直流電接通，充放電電容充電；
當(dāng)三向換位開關(guān)轉(zhuǎn)向放電位置、且第二開關(guān)接通時(shí)，第二電磁閥接通，由充放電電容和水泡發(fā)生金屬絲構(gòu)成的電容放電電路接通，充放電電容放電。
[0007]其進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述220V交流電源的輸入端連接有漏電斷路器。
[0008]其更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述可調(diào)電阻之調(diào)節(jié)端與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源輸出的正極端Q之間并接有第一電壓表，所述充放電電容兩端并接有第二電壓表。
[0009]所述220V交流電源的輸入端并接有總路指示燈，所述第一電磁閥的磁路線圈與三向換位開關(guān)連接的回路上串接有第一指示燈，所述第二電磁閥的磁路線圈與三向換位開關(guān)連接的回路上串接有第二指示燈。
[0010]所述水泡發(fā)生金屬絲用鋁合金材料制成，其中段為扁形結(jié)構(gòu)。
[0011]所述采樣電路帶有用于顯示電壓電流值的LED數(shù)碼顯示管。
[0012]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明之水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置具有如下有益效果:
1.本發(fā)明之一種水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置，其AC220V電的輸入首先通過具有安全和過電壓保護(hù)作用的漏電斷路器LK，當(dāng)系統(tǒng)存在對(duì)人體不安全的漏電和過電壓時(shí)，LK自動(dòng)跳閘，切斷一切輸入電，確保人和設(shè)備的安全和穩(wěn)定。本裝置進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)是在常規(guī)最大210V電壓下進(jìn)行的，避免高壓電條件的不安全因素的影響，直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源輸入的直流電，其正極端Q經(jīng)過第一電磁閥SI和第二電磁閥S2后與水泡發(fā)生金屬線連接，當(dāng)?shù)谝浑姶砰ySI和第二電磁閥S2未閉合時(shí)，在電路輸出部分的連接系統(tǒng)，只是連接有安全的負(fù)極電，從而避免意外的觸電事故發(fā)生。
[0013]2.本發(fā)明之一種水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置，其直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源是一種電壓與電流連續(xù)可調(diào)，通過可調(diào)電阻RO的調(diào)節(jié)與電源構(gòu)成雙調(diào)節(jié)電路，實(shí)現(xiàn)輸入電壓的線性調(diào)節(jié)，使直流輸出電壓能從OV起連續(xù)可調(diào)，輸出的最大值為接近220V，以實(shí)現(xiàn)不同給定電壓電流范圍內(nèi)任意電壓和電流的穩(wěn)定可靠輸出；
3.由于本發(fā)明之一種水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置設(shè)置了預(yù)穩(wěn)控制電路，因而其直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓與穩(wěn)流自動(dòng)轉(zhuǎn)換，在穩(wěn)壓狀態(tài)下，當(dāng)輸出電流達(dá)到穩(wěn)流預(yù)置值時(shí)“CC比較放大”指示燈亮，電源自動(dòng)由穩(wěn)壓狀態(tài)切換到穩(wěn)流狀態(tài)，當(dāng)輸出電流小于穩(wěn)流預(yù)置值時(shí)，電源自動(dòng)由穩(wěn)流狀態(tài)切換到穩(wěn)壓狀態(tài)；在穩(wěn)流狀態(tài)下，當(dāng)輸出電壓達(dá)到穩(wěn)壓預(yù)置值時(shí)“CU比較放大”指示燈亮，電源自動(dòng)由穩(wěn)流狀態(tài)切換到穩(wěn)壓狀態(tài)，當(dāng)輸出電壓小于穩(wěn)壓預(yù)置值時(shí)，電源自動(dòng)由穩(wěn)壓狀態(tài)切換到穩(wěn)流狀態(tài)；
4.該直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源具有過壓和過流限流保護(hù)及短路保護(hù)，電源工作在穩(wěn)壓狀態(tài)時(shí)，穩(wěn)流部分即為保護(hù)電路，工作在穩(wěn)流狀態(tài)時(shí)，穩(wěn)壓部分又起到限壓作用，兩者相互保護(hù)，確保用電安全可靠、持續(xù)長時(shí)間工作:工作在穩(wěn)流狀態(tài)時(shí)，電壓環(huán)飽和，電壓環(huán)輸出大于電流給定，從而電壓環(huán)不起作用，只有電流環(huán)工作，穩(wěn)壓部分起到限壓作用；電源工作在穩(wěn)壓狀態(tài)時(shí)，電壓環(huán)退飽和，電流給定大于電壓環(huán)的輸出，電流給定運(yùn)算放大器飽和，電流給定不起作用，電壓環(huán)及電流環(huán)同時(shí)工作，此時(shí)的控制器為雙環(huán)結(jié)構(gòu)，這種控制方式使得輸出電壓、輸出電流均限制在給定范圍內(nèi)，具體的工作方式由給定電壓、給定電流及負(fù)載三者決定; 5.由于設(shè)置了基準(zhǔn)電源電路和比較放大電路，即可輸出穩(wěn)定的直流電，當(dāng)輸出電壓由于電源電壓或負(fù)載電流變化引起變動(dòng)時(shí)，則變動(dòng)的信號(hào)經(jīng)采樣電路與基準(zhǔn)電壓相比較，其所得誤差信號(hào)經(jīng)比較放大器放大后，經(jīng)過與門電路的選擇后輸出信號(hào)作為調(diào)整電路的輸入信號(hào)進(jìn)行對(duì)電源輸出電壓的調(diào)整到設(shè)定值，因確保輸出的電源穩(wěn)定，同時(shí)可通過采樣電路中的LED數(shù)碼顯示管實(shí)時(shí)顯示電壓電流值，指示精度高；
6.本裝置之充放電電路中采用保護(hù)電阻R，可防止電容的過快充電而損壞，電容C采用單電容的方式的大電容，避免多電容連接時(shí)候的不可靠和不穩(wěn)定性，第一指示燈LI和第二指示燈L2分別為電容充、放電狀態(tài)的顯示，提示其相應(yīng)狀態(tài)的進(jìn)行與否；第一電壓表Vl用于對(duì)充電輸入的電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)顯不，第二電壓表V2是對(duì)電容整個(gè)充電狀態(tài)的電壓實(shí)時(shí)變化的電壓的顯示，便于監(jiān)控，可見性強(qiáng)。
[0014]7.本裝置之水泡發(fā)生金屬線用鋁合金材料制成，其中段為扁形結(jié)構(gòu)，不僅比細(xì)小的銅線連接方便、可靠，避免斷開的搭接的方式，可以在任意的水的環(huán)境條件下實(shí)現(xiàn)理想的氣泡的產(chǎn)生，而不需要對(duì)水作如去氣等的特殊處理，使實(shí)驗(yàn)更加貼近實(shí)際工況，避免繁瑣的實(shí)驗(yàn)操作和準(zhǔn)備，而且電容放電越多，發(fā)生的氣泡越大越理想，從而實(shí)現(xiàn)在較深水域環(huán)境下氣泡的產(chǎn)生試驗(yàn)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該實(shí)驗(yàn)操作的成功率可達(dá)100%，相當(dāng)可靠和穩(wěn)定。
[0015]8.本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，安全，可重復(fù)性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)效果非常顯著，節(jié)約人力、物力成本。
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明之水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1:本發(fā)明之水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0018]圖中:
I一直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，101 一變壓器，102 一預(yù)穩(wěn)控制電路，103 一整流濾波電路，104 一調(diào)整電路，105 —輔助電源電路，106 —驅(qū)動(dòng)電路，107 —米樣電路，108 —基準(zhǔn)電源電路，109—比較放大電路，110—與門電路，201—水泡發(fā)生電路，202—水泡發(fā)生金屬絲，203—試驗(yàn)水箱；
C一充放電電容，R一保護(hù)電阻，RO一可調(diào)電阻,KO一二向換位開關(guān)，Kl一第一開關(guān),K2—第二開關(guān)，KL一漏電斷路器，SI一第一電磁閥，S2一第二電磁閥，Vl一第一電壓表，V2一第二電壓表，LI一第一指示燈，L2—第二指示燈，LO—總路指示燈。
【具體實(shí)施方式】
[0019]一種水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置，所述裝置包括直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源1、水泡發(fā)生電路201和水泡發(fā)生金屬絲202，所述水泡發(fā)生電路的輸出端與水泡發(fā)生金屬絲連接，所述直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源與水泡發(fā)生電路連接并為其提供水泡發(fā)生所需的低壓直流電；
所述直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源包括變壓器101、預(yù)穩(wěn)控制電路102、整流濾波電路103、調(diào)整電路104、輔助電源電路105、驅(qū)動(dòng)電路106、采樣電路107、基準(zhǔn)電源電路108、比較放大電路109和與門電路110 ；
所述變壓器、預(yù)穩(wěn)控制電路、整流濾波電路、調(diào)整電路依次連接，變壓器的初級(jí)端與220V交流電源連接，調(diào)整電路的輸出端與水泡發(fā)生電路連接并為其提供水泡發(fā)生所需的低壓直流電；
所述輔助電源電路105的輸入端與變壓器的輸出端連接，輔助電源電路的輸出端分別與驅(qū)動(dòng)電路106和基準(zhǔn)電源電路108連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端分別與預(yù)穩(wěn)控制電路102和采樣電路107連接，所述采樣電路連接于調(diào)整電路104的輸出端，采樣電路的輸出端與比較放大電路109連接，所述基準(zhǔn)電源電路108的輸出端與比較放大電路連接，比較放大電路的輸出端與與門電路HO連接，與門電路的輸出端與調(diào)整電路連接；
所述變壓器用于對(duì)輸入的交流電進(jìn)行降壓處理，然后輸送給預(yù)穩(wěn)控制電路；
所述預(yù)穩(wěn)控制電路用于將經(jīng)降壓處理的交流電進(jìn)行預(yù)穩(wěn)定，以實(shí)現(xiàn)電壓電流的穩(wěn)定輸
出；
所述整流濾波電路用于將經(jīng)預(yù)穩(wěn)的的交流電進(jìn)行整流和濾波，得到穩(wěn)定的直流電輸送給調(diào)整電路；
所述調(diào)整電路用于將經(jīng)整流濾波的直流電，調(diào)整為所需要的輸出電壓及電流，
所述輔助電源電路用于為驅(qū)動(dòng)電路和基準(zhǔn)電源電路提供相應(yīng)的工作電源；
所述驅(qū)動(dòng)電路用于為預(yù)穩(wěn)控制電路和采樣電路提供相對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定的輸出功率；
所述采樣電路用于從調(diào)整電路輸出的電壓電流信號(hào)中采樣，并將采集的電壓電流信號(hào)輸送給比較放大電路；
所述基準(zhǔn)電源電路用于將設(shè)定的基準(zhǔn)電壓電流信號(hào)輸送給比較放大電路；
所述比較放大電路用于將采樣電路采集輸送的電壓電流信號(hào)與基準(zhǔn)電壓電流信號(hào)進(jìn)行比較監(jiān)控，并將得到的變化值輸送給與門電路；
所述與門電路用于將經(jīng)比較放大電路比較得出的變化結(jié)果反饋給調(diào)整電路，作為調(diào)整電壓電流的依據(jù)，以實(shí)現(xiàn)電源的穩(wěn)壓穩(wěn)流輸出，提供給水泡發(fā)生電路；
所述水泡發(fā)生電路包括電容充放電電路和與其連接的充放電轉(zhuǎn)換開關(guān):
所述電容充放電電路包括可調(diào)電阻RO、保護(hù)電阻R和充放電電容C，所述充放電轉(zhuǎn)換開關(guān)包括三向換位開關(guān)K0、第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、第一電磁閥SI和第二電磁閥S2 ；所述可調(diào)電阻RO并聯(lián)連接在直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源輸出的正極端Q和負(fù)極端P之間，可調(diào)電阻的調(diào)節(jié)端與保護(hù)電阻R連接，保護(hù)電阻R的另一端接充放電電容C的負(fù)極端并同時(shí)接水泡發(fā)生金屬絲的負(fù)極，所述直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源輸出的正極端Q通過依次串聯(lián)的第一電磁閥S1、第二電磁閥S2與水泡發(fā)生金屬絲的正極連接，所述充放電電容C的正極端與第一電磁閥SI和第二電磁閥S2的共接點(diǎn)E連接，所述第一電磁閥SI的磁路線圈通過第一開關(guān)Kl和三向換位開關(guān)KO與220V交流電源連接，所述第二電磁閥SI的磁路線圈通過第二開關(guān)K2和三向換位開關(guān)KO與220V交流電源連接:當(dāng)三向換位開關(guān)KO轉(zhuǎn)向充電位置、且第一開關(guān)接通時(shí),第一電磁閥SI接通，由可調(diào)電阻RO、保護(hù)電阻R和充放電電容C構(gòu)成的電容充電電路與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源輸出的直流電接通，充放電電容C充電；
當(dāng)三向換位開關(guān)KO轉(zhuǎn)向放電位置、且第二開關(guān)K2接通時(shí)，第二電磁閥S2接通，由充放電電容C和水泡發(fā)生金屬絲構(gòu)成的電容放電電路接通，充放電電容C放電。
[0020]所述220V交流電源的輸入端連接有漏電斷路器KL。
[0021]所述可調(diào)電阻RO之調(diào)節(jié)端與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源輸出的正極端 Q之間并接有第一電壓表Vl，所述充放電電容C兩端并接有第二電壓表V2。
[0022]所述220V交流電源的輸入端并接有總路指示燈L0，所述第一電磁閥SI的磁路線圈與三向換位開關(guān)KO連接的回路上串接有第一指示燈LI，所述第二電磁閥S2的磁路線圈與三向換位開關(guān)KO連接的回路上串接有第二指示燈L2，即:S卩:第一電磁閥SI的磁路線圈的一端通過第一開關(guān)Kl連接220V交流電源的一極A2,第一電磁閥SI的磁路線圈的另一端通過第一指示燈LI連接三向換位開關(guān)KO的充電接點(diǎn)，第二電磁閥S2的磁路線圈的一端通過第二開關(guān)K2連接220V交流電源的一極A2，第二電磁閥S2的磁路線圈的另一端通過第二指示燈L2連接三向換位開關(guān)KO的放電接點(diǎn)，三向換位開關(guān)KO的公共端接220V交流電源的另一極B2。
[0023]所述水泡發(fā)生金屬絲用鋁合金材料制成，其中段為扁形結(jié)構(gòu)。
[0024]所述采樣電路帶有用于顯示電壓電流值的LED數(shù)碼顯示管。
[0025]工作原理:
本發(fā)明專利結(jié)構(gòu)原理圖如附圖1所示。
[0026]輸入AC220V電壓，電源經(jīng)漏電斷路器LK指示燈LO顯示發(fā)光，然后分為兩路，一路通過接點(diǎn)Al和BI輸入直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源的變壓器，一路通過接點(diǎn)A2和B2、經(jīng)三向換位開關(guān)K0，并分別經(jīng)過第一開關(guān)K1、與第一指示燈LI形成回路控制第一電磁閥SI，經(jīng)第二開關(guān)K2、與第二指示燈L2形成回路控制第二電磁閥S2。
[0027]三向換位開關(guān)KO的作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)電容充、放電的分開控制:
當(dāng)三向換位開關(guān)KO轉(zhuǎn)向充電位置、且第一開關(guān)接通時(shí)，第一電磁閥SI接通，由可調(diào)電阻R0、保護(hù)電阻R和充放電電容C構(gòu)成的電容充電電路與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源輸出的直流電接通，充放電電容C充電；
當(dāng)三向換位開關(guān)KO轉(zhuǎn)向放電位置、且第一開關(guān)斷開、第二開關(guān)K2接通時(shí)，第二電磁閥S2接通，由充放電電容C和水泡發(fā)生金屬絲構(gòu)成的電容放電電路接通，充放電電容C放電；當(dāng)三向換位開關(guān)KO處在中止位置時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)在不關(guān)閉電源的情況下結(jié)束電容的充放電。
[0028]實(shí)驗(yàn)步驟:
1.將漏電斷路器KL斷開，系統(tǒng)無電供應(yīng)進(jìn)入，并將三向換位開關(guān)KO開關(guān)置于中止位置，第一開關(guān)Kl和第二開關(guān)K2置于斷開位置，電源開關(guān)關(guān)閉，將電壓調(diào)節(jié)開關(guān)調(diào)至OV位置；
2.將可調(diào)電阻RO調(diào)至電阻最大輸出位置；
3.將水泡發(fā)生金屬絲浸入水箱中指定位置固定；
4.依次打開漏電斷路器開關(guān)，打開直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，將KO開關(guān)撥至充電位置，閉合第一開關(guān)Kl，電容充電電路接通，緩慢調(diào)節(jié)電源開關(guān)至實(shí)驗(yàn)設(shè)定值(或者將電源開關(guān)快速調(diào)至約210V，用可調(diào)電阻RO調(diào)節(jié)充電電容的實(shí)驗(yàn)值)；
5.觀察第二電壓表V2的指示值到接近于第一電壓表Vl的指示值時(shí)，斷開第一開關(guān)K1，并將三向換位開關(guān)KO撥至中止位置，等待電容的放電；
6.將第二開關(guān)K2閉合，將三向換位開關(guān)KO撥至放電位置，水泡發(fā)生金屬絲在水下指定處產(chǎn)生強(qiáng)光、聲響和氣泡，實(shí)驗(yàn)成功進(jìn)行；
7.將三向換位開關(guān)KO撥至中止位置，關(guān)閉第二開關(guān)K2，準(zhǔn)備下一次的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述裝置包括直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源(I)、水泡發(fā)生電路(201)和水泡發(fā)生金屬絲(202)，所述水泡發(fā)生電路的輸出端與水泡發(fā)生金屬絲連接，所述直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源與水泡發(fā)生電路連接并為其提供水泡發(fā)生所需的低壓直流電； 所述直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源包括變壓器(101)、預(yù)穩(wěn)控制電路(102)、整流濾波電路(103)、調(diào)整電路(104)、輔助電源電路(105)、驅(qū)動(dòng)電路(106)、采樣電路(107)、基準(zhǔn)電源電路(108)、比較放大電路(109)和與門電路(110)； 所述變壓器、預(yù)穩(wěn)控制電路、整流濾波電路、調(diào)整電路依次連接，變壓器的初級(jí)端與220V交流電源連接，調(diào)整電路的輸出端與水泡發(fā)生電路連接并為其提供水泡發(fā)生所需的低壓直流電； 所述輔助電源電路(105)的輸入端與變壓器的輸出端連接，輔助電源電路的輸出端分別與驅(qū)動(dòng)電路(106)和基準(zhǔn)電源電路(108)連接，所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端分別與預(yù)穩(wěn)控制電路(102)和采樣電路(107)連接，所述采樣電路連接于調(diào)整電路(104)的輸出端，采樣電路的輸出端與比較放大電路(109)連接，所述基準(zhǔn)電源電路(108)的輸出端與比較放大電路連接，比較放大電路的輸出端與與門電路(110)連接，與門電路的輸出端與調(diào)整電路連接; 所述變壓器用于對(duì)輸入的交流電進(jìn)行降壓處理，然后輸送給預(yù)穩(wěn)控制電路； 所述預(yù)穩(wěn)控制電路用于將經(jīng)降壓處理的交流電進(jìn)行預(yù)穩(wěn)定，以實(shí)現(xiàn)電壓電流的穩(wěn)定輸出； 所述整流濾波電路用于將經(jīng)預(yù)穩(wěn)的的交流電進(jìn)行整流和濾波，得到穩(wěn)定的直流電輸送給調(diào)整電路； 所述調(diào)整電路用于將經(jīng)整流濾波`的直流電，調(diào)整為所需要的輸出電壓及電流； 所述輔助電源電路用于為驅(qū)動(dòng)電路和基準(zhǔn)電源電路提供相應(yīng)的工作電源； 所述驅(qū)動(dòng)電路用于為預(yù)穩(wěn)控制電路和采樣電路提供相對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定的輸出功率； 所述采樣電路用從調(diào)整電路輸出電壓電流信號(hào)中采樣，并將采集的信號(hào)輸送給比較放大電路； 所述基準(zhǔn)電源電路用于將設(shè)定的基準(zhǔn)電壓電流信號(hào)輸送給比較放大電路； 所述比較放大電路用于將采樣電路采集的電壓電流信號(hào)與基準(zhǔn)電壓電流信號(hào)進(jìn)行比較監(jiān)控，并將得到的變化值輸送給與門電路； 所述與門電路用于將經(jīng)比較放大電路比較得出的變化結(jié)果反饋給調(diào)整電路，作為調(diào)整電壓電流的依據(jù)，以實(shí)現(xiàn)電源的穩(wěn)壓穩(wěn)流輸出，提供給水泡發(fā)生電路； 所述水泡發(fā)生電路包括電容充放電電路和與其連接的充放電轉(zhuǎn)換開關(guān): 所述電容充放電電路包括可調(diào)電阻(RO)、保護(hù)電阻(R)和充放電電容(C)，所述充放電轉(zhuǎn)換開關(guān)包括三向換位開關(guān)(K0)、第一開關(guān)(K1)、第二開關(guān)(K2)、第一電磁閥(SI)和第二電磁閥(S2)； 所述可調(diào)電阻(RO)并聯(lián)連接在直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源輸出的正極端Q和負(fù)極P之間，可調(diào)電阻的調(diào)節(jié)端與保護(hù)電阻(R)連接，保護(hù)電阻(R)的另一端接充放電電容(C)的負(fù)極端并同時(shí)接水泡發(fā)生金屬絲的負(fù)極，所述直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源輸出的正極端Q通過依次串聯(lián)的第一電磁閥(SI)、第二電磁閥(S2)與水泡發(fā)生金屬絲的正極連接，所述充放電電容(C)的正極端與第一電磁閥(SI)和第二電磁閥(S2)的共接點(diǎn)E連接，所述第一電磁閥(SI)的磁路線圈通過第一開關(guān)(Kl)和三向換位開關(guān)(KO)與220V交流電源連接，所述第二電磁閥(SI)的磁路線圈通過第二開關(guān)(K2)和三向換位開關(guān)(KO)與220V交流電源連接: 當(dāng)三向換位開關(guān)(KO)轉(zhuǎn)向充電位置、且第一開關(guān)接通時(shí)，第一電磁閥(SI)接通，由可調(diào)電阻(R0)、保護(hù)電阻(R)和充放電電容(C)構(gòu)成的電容充電電路與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源輸出的直流電接通，充放電電容充電； 當(dāng)三向換位開關(guān)(KO)轉(zhuǎn)向放電位置、且第二開關(guān)(K2)接通時(shí)，第二電磁閥(S2)接通，由充放電電容(C)和水泡發(fā)生金屬絲構(gòu)成的電容放電電路接通，充放電電容放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述220V交流電源的輸入端連接有漏電斷路器(KL )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述可調(diào)電阻(RO)之調(diào)節(jié)端與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源輸出的正極端Q之間并接有第一電壓表(VI)，所述充放電電容(C)兩端并接有第二電壓表(V2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述220V交流電源的輸入端并接有總路指示燈(L0)，所述第一電磁閥(SI)的磁路線圈與三向換位開關(guān)(KO)連接的回路上串接有第一指示燈(LI)，所述第二電磁閥(S2)的磁路線圈與三向換位開關(guān)(KO)連接的回路上串接有第二指示燈(L2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述水泡發(fā)生金屬絲用鋁合金材料制成，其中段為扁形結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水下低壓放電氣泡產(chǎn)生裝置，其特征在于:所述采樣電路帶有用于顯示電壓電流值的LED數(shù)碼顯示管。
【文檔編號(hào)】H02M7/40GK103528792SQ201310511344
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月27日
【發(fā)明者】李健, 黃紅生, 張?jiān)? 李彬, 潘力 申請(qǐng)人:廣西科技大學(xué)