一种非侵入式电磁脉冲测量装置、测量电路及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种非侵入式电磁脉冲测量装置、测量电路及测量方法，测量装置包括中心导体、外导体、耦合电极板以及电缆组件。外导体呈圆筒状。耦合电极板的其中一个侧面设置有薄膜介质，薄膜介质与外导体的内侧壁连接。匹配电阻设置于外导体的外部。电缆组件的一端穿设于外导体以及薄膜介质，并与耦合电极板电连接，电缆组件的另一端与匹配电阻的另一端电连接。中心导体悬置于外导体的内部，并与外导体同轴设置，中心导体用于分别连接负载以及电磁脉冲源。本申请采用非侵入式的检测方式，装置简单且成本较低，同时解决侵入式的电磁脉冲测量方式对测量信号造成的影响，实现对高压电磁脉冲的无损测量，从而保证测量的准确性。从而保证测量的准确性。从而保证测量的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种非侵入式电磁脉冲测量装置、测量电路及测量方法


[0001]本专利技术涉及电磁脉冲
，尤其涉及一种非侵入式电磁脉冲测量装置、测量电路及测量方法。

技术介绍

[0002]高压电磁脉冲具有电压幅值大、场强高和频谱宽等特点，对于电磁脉冲的测量，主要是对电磁脉冲的时间和空间分布特性进行测量。时间分布特性主要包括脉冲宽度、脉冲上升时间和脉冲下降时间，空间分布特性主要指脉冲的幅值。目前，高压电磁脉冲的主要测量手段是采用阻容分压的技术，阻容分压要求高压探头与脉冲的作用物体相接触，属于侵入式的电磁脉冲测量方式。
[0003]阻容分压测量技术在对高压超短脉冲测量时，阻容分压探头带宽有限，会对测量的脉冲信号造成影响，引起测量信号的畸变，影响后续对电磁脉冲特性的精确分析。因此，现有技术的电磁脉冲测量方式在对高压超短脉冲测量时无法保证测量准确性。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种非侵入式电磁脉冲测量装置、测量电路及测量方法，以解决现有技术的电磁脉冲测量方式在对高压超短脉冲测量时无法保证测量准确性的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种非侵入式电磁脉冲测量装置，包括：
[0007]外导体，所述外导体呈圆筒状，所述外导体的外侧壁接地；
[0008]耦合电极板，所述耦合电极板的其中一个侧面设置有薄膜介质，所述薄膜介质与所述外导体的内侧壁连接；
[0009]匹配电阻，所述匹配电阻设置于所述外导体的外部，所述匹配电阻的一端接地；
[0010]电缆组件，所述电缆组件的一端穿设于所述外导体以及薄膜介质，并与所述耦合电极板电连接，所述电缆组件的另一端与所述匹配电阻的另一端电连接；以及
[0011]中心导体，所述中心导体悬置于所述外导体的内部，并与所述外导体同轴设置，所述中心导体用于分别连接负载以及电磁脉冲源。
[0012]进一步的，所述中心导体和外导体的内侧壁之间设置有绝缘填料。
[0013]进一步的，所述电缆组件包括电缆接头和同轴电缆；
[0014]所述电缆接头安装于所述外导体的外侧壁上，所述电缆接头的内部设置有内电极，所述内电极的一端穿设于所述外导体以及所述薄膜介质，并与所述耦合电极板电连接，所述内电极的另一端经所述同轴电缆与所述匹配电阻的另一端连接。
[0015]进一步的，所述耦合电极板设置于所述外导体的中部，所述电缆组件正对所述耦合电极板设置。
[0016]进一步的，所述中心导体为铜柱或不锈钢柱。
[0017]进一步的，所述匹配电阻被配置为电阻值与所述电缆组件的阻抗保持一致。
[0018]一种测量电路，包括积分器、数据采集模块以及如上述任一项所述的非侵入式电磁脉冲测量装置；
[0019]所述非侵入式电磁脉冲测量装置通过电缆组件连接所述积分器的输入端，所述积分器的输出端连接所述数据采集模块。
[0020]进一步的，所述积分器为无源积分器或有源积分器。
[0021]一种测量方法，应用于上述所述的测量电路，所述方法包括步骤：
[0022]向中心导体输入电磁脉冲电流，并通过所述中心导体传递至负载；
[0023]通过非侵入式电磁脉冲测量装置获得响应所述电磁脉冲电流的测量数据；
[0024]将所述测量数据通过积分器进行积分运算后发送至数据采集模块。
[0025]进一步的，所述通过非侵入式电磁脉冲测量装置获得响应所述电磁脉冲电流的测量数据的步骤包括：
[0026]通过所述耦合电极板与所述中心导体耦合形成第一耦合电容；
[0027]通过所述耦合电极板与所述外导体的内侧壁耦合形成第二耦合电容；
[0028]通过所述第一耦合电容以及所述第二耦合电容的输出电压获得所述测量数据。
[0029]本专利技术的有益效果在于：本申请采用同轴心设置的中心导体和外导体，并在外导体内设置耦合电极板，耦合电极板与中心导体之间形成一个耦合电容，耦合电极板与外导体的内侧壁形成另一个耦合电容，耦合电容响应流经中心导体的电磁脉冲电流生成电压测量数据，并将测量数据经电缆组件输出至积分器进行积分后发送至数据采集模块。可见，本申请采用非侵入式测量方式，装置简单且成本较低，同时解决侵入式的电磁脉冲测量方式对测量信号造成的影响，实现对高压电磁脉冲的无损测量，从而保证测量的准确性。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例的非侵入式电磁脉冲测量装置的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例二的测量电路的原理示意图；
[0032]图3为本专利技术实施例二的测量电路的等效电路图；
[0033]图4为本专利技术实施例三的测量方法的第一流程框图；
[0034]图5为本专利技术实施例三的测量方法的第二流程框图。
[0035]标号说明：
[0036]10、非侵入式电磁脉冲测量装置；100、外导体；200、中心导体；300、耦合电极板；310、薄膜介质；400、电缆组件；410、电缆接头；411、内电极；420、同轴电缆；20、积分器；30、数据采集模块；40、电磁脉冲源；50、负载。
具体实施方式
[0037]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0038]实施例一
[0039]本实施例提供一种非侵入式电磁脉冲测量装置10，应用于对电磁脉冲进行测量。
[0040]请参照图1，所述非侵入式电磁脉冲测量装置10包括中心导体200、外导体100、耦
合电极板300以及电缆组件400。所述外导体100呈圆筒状，所述外导体100的外侧壁接地。所述耦合电极板300的其中一个侧面设置有薄膜介质310，所述薄膜介质310与所述外导体100的内侧壁连接。所述匹配电阻R
m
设置于所述外导体100的外部，所述匹配电阻R
m
的一端接地。所述电缆组件400的一端穿设于所述外导体100以及薄膜介质310，并与所述耦合电极板300电连接，所述电缆组件400的另一端与所述匹配电阻R
m
的另一端电连接。所述中心导体200悬置于所述外导体100的内部，并与所述外导体100同轴设置，所述中心导体200用于分别连接负载以及电磁脉冲源。
[0041]本实施例中的非侵入式电磁脉冲测量装置10的工作原理为：中心导体200穿设于外导体100的内部，电磁脉冲源电连接中心导体200的一端，中心导体200的另一端电连接负载。测量时，电磁脉冲源40馈电，提供电磁脉冲电流，设置于外导体100内侧壁的耦合电极板300与中心导体200之间形成第一耦合电容C1，同时，耦合电极板300与外导体100内侧壁形成第二耦合电容C2，第一耦合电容C1和第二耦合电容C2响应中心导体200的电磁脉冲电流产生电压测量数据，测量数据经电缆组件400输出至积分器进行积分，再发送至数据采集模块。数据采集模块通过对采集的数据进行分析本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非侵入式电磁脉冲测量装置，其特征在于，包括：外导体，所述外导体呈圆筒状，所述外导体的外侧壁接地；耦合电极板，所述耦合电极板的其中一个侧面设置有薄膜介质，所述薄膜介质与所述外导体的内侧壁连接；匹配电阻，所述匹配电阻设置于所述外导体的外部，所述匹配电阻的一端接地；电缆组件，所述电缆组件的一端穿设于所述外导体以及薄膜介质，并与所述耦合电极板电连接，所述电缆组件的另一端与所述匹配电阻的另一端电连接；以及中心导体，所述中心导体悬置于所述外导体的内部，并与所述外导体同轴设置，所述中心导体用于分别连接负载以及电磁脉冲源。2.根据权利要求1所述的非侵入式电磁脉冲测量装置，其特征在于，所述中心导体和外导体的内侧壁之间设置有绝缘填料。3.根据权利要求1所述的非侵入式电磁脉冲测量装置，其特征在于，所述电缆组件包括电缆接头和同轴电缆；所述电缆接头安装于所述外导体的外侧壁上，所述电缆接头的内部设置有内电极，所述内电极的一端穿设于所述外导体以及所述薄膜介质，并与所述耦合电极板电连接，所述内电极的另一端经所述同轴电缆与所述匹配电阻的另一端连接。4.根据权利要求1所述的非侵入式电磁脉冲测量装置，其特征在于，所述耦合电极板设置于所述外导体的中部，所述电缆组件正对所述耦合电极板设置。5.根据权利要求1所述的非侵入...

【专利技术属性】
技术研发人员：林木楠，齐欣，张文庆，朱建斌，李海波，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：