本文選題：電爆炸　切入點：等離子體　出處：《西安電子科技大學》2015年碩士論文

【摘要】：對電爆炸過程等離子體密度分布的測量有助于完善電爆炸法制備納米粉末工藝。本文提出了使用馬赫-曾德激光干涉儀測量電爆炸過程中形成等離子體密度分布的方法并詳細介紹了同步控制系統(tǒng)設(shè)計。為了拍攝到金屬絲電爆炸擴展過程圖像,控制系統(tǒng)必須快速響應(yīng)電爆炸信號以及在預(yù)設(shè)時間點控制激光器與CCD相機同步工作。首先,介紹了馬赫-曾德激光干涉儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理,采用電爆炸產(chǎn)生的強光為干涉儀工作觸發(fā)源并對系統(tǒng)各模塊之間的同步控制作了詳細分析。然后針對控制系統(tǒng)功能對各部分電路進行研究與設(shè)計,使用STC12××系列單片機作為核心控制芯片,提出兩種系統(tǒng)拍攝方案:自適應(yīng)時間基準方法和相機反相工作方法,并對各拍攝方案設(shè)計相應(yīng)的程序。通過PC機軟件串口數(shù)據(jù)通信傳輸設(shè)定延遲時間并采用軟件延時方式實現(xiàn)信號的精準延遲。最后,分析了控制電路延遲波形并以拍攝電爆炸一系列干涉圖像以及處理之后的等離子體密度分布立體圖為例分析了金屬絲電爆炸發(fā)展過程,給出爆炸膨脹速度平均值。通過對系統(tǒng)測試結(jié)果的分析,激光干涉儀系統(tǒng)對電爆炸響應(yīng)時間達到1us以內(nèi),可以拍攝電爆炸金屬蒸汽和等離子體整個演化過程的圖像,設(shè)置時間步長為0.5us,精度200ns。
[Abstract]:The measurement of plasma density distribution in the process of electric explosion is helpful to improve the process of preparing nanometer powder by electric explosion. In this paper, we present a method of measuring plasma density distribution in the process of electric explosion by using Mach Zende laser interferometer. The design of synchronous control system is introduced in detail. The control system must respond to the electric explosion signal quickly and control the laser to work synchronously with the CCD camera at the preset time point. Firstly, the system structure and working principle of the Mach Zende laser interferometer are introduced. The strong light generated by the electric explosion is used as the trigger source of the interferometer and the synchronization control between the various modules of the system is analyzed in detail. Then the circuit of each part is studied and designed according to the function of the control system. Using STC12 脳 脳 series single chip microcomputer as the core control chip, two system shooting schemes are put forward: adaptive time reference method and camera reverse working method. The corresponding program is designed for each shooting scheme. The delay time is set through PC software serial port data communication and the precise delay of signal is realized by software delay mode. Finally, The delay waveform of the control circuit is analyzed. Taking a series of interference images of the electric explosion and the stereogram of the plasma density distribution after processing as an example, the development process of the electric explosion of metal wire is analyzed. The average value of explosion expansion velocity is given. By analyzing the test results of the system, the response time of the laser interferometer system to the electric explosion is within 1us, and the image of the whole evolution process of the metal vapor and plasma can be taken. The time step is 0.5 us. the precision is 200ns.
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH744.3;TB383

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本文編號：1660456