专利名称：电火工品电磁脉冲危害的测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电火工品电磁脉冲危害的测试装置，具体涉及电火工品的感 应电流的测试。
背景技术：
研究电火工品的电磁脉冲危害并进行分析与测量，对电火工品的安全性与可靠性 具有重要的意义。以前，对于电磁辐射对电火工品的危害主要采用试验进行定性的判断，判 断结果误差大。随着科技的不断发展，各种电磁辐射源功率不断提高，使电火工品所处的电 磁环境异常恶劣。与此同时，人们对其安全性和可靠性的要求又逐渐提高，所以对电火工品 进行电磁实施电磁环境加固的前提就是对电火工品在电磁辐射下的脉冲危害进行测试。通常对电火工品的电磁脉冲危害进行测试是通过测量电火工品桥丝的温度，依据 温度与输入电流的关系来确定桥丝上的感应电流，进而对电磁辐射对电火工品的危害进行 判断。目前常用的测试方法有以下几种(1)用特殊的蜡或纸作为敏感材料。用蜡或纸 把桥丝包裹，依据蜡或纸颜色的变化来判断桥丝的温度。(2)利用大电阻的桥丝。用比原来 桥丝电阻大的桥丝将原桥丝替换，通过大电阻桥丝的熔化来判别温度。以上两种方法的缺 点是测量准确性差，结论的可靠性不高。(3)利用热电偶和热敏电阻测量桥丝温度。这种 方法在进行直流试验时，结果比较理想，但在辐射试验时，误差很大。原因是热电偶和热敏 电阻本身会感应出电流。同时这种方法的另一个缺点是系统的响应时间较慢。
实用新型内容本实用新型针对现有技术中存在的上述不足，旨在提供一种可以对电火工品电磁 脉冲危害进行测试的荧光光纤温度测量装置，该荧光光纤温度测量装置系统本身不会引入 干扰，且响应速度快，完全适用于电火工品电磁脉冲危害的测量。对于电火工品感应电流的测试有以下要求(1)不破坏被测系统本身的屏蔽性， 在测试时不能因测试仪的使用引入电磁干扰。(2)典型的桥丝式电火工品的热响应时间大 约在十几毫秒，因此要求测量系统跟踪上桥丝的温度变化，即响应时间要快。(3)为了传感 探头能贴着桥丝中部放置，保证测得温度是桥丝的最高温度，保证准确性，传感探头的尺寸 一定要足够小。(4)因为在受到电磁辐射时，探头金属外壳会改变桥丝周围的电磁场，从而 改变了桥丝感应电流的性质，导致测量结果不准确，因此探头的材料应是非金属。本实用新型所提供的电火工品电磁脉冲危害的测试装置包括荧光光纤温度传感 器、桥丝、引线、桥丝支座和电流调节器，其中桥丝呈圆弧状，且荧光光纤温度传感器的荧光 光纤探头位于该圆弧的外侧，桥丝两端通过两根引线与电流调节器输出端正负极连接，两 根引线相互平行且沿水平方向固定设置于桥丝支座上，桥丝与两根引线形成的组件是水平 方向轴对称的；荧光光纤温度传感器的荧光光纤探头贴近桥丝的中部，且光纤探头与桥丝 的水平方向对称轴同轴；可以将荧光材料涂覆在桥丝中部，实现非接触测量，进一步提高测量精度。上述述荧光光纤温度传感器由荧光光纤探头、光学分光系统、电子电路系统和显 示器(即温度数据显示部分)组成。上述桥丝支座的桥丝夹具部分采用聚四氟乙烯材料，在结构上桥丝支座的设计保 证桥丝与荧光光纤探头插入孔严格同轴，使得荧光光纤探头贴近桥丝中部放置，这样便容 易使测得温度是桥丝的最高温度，提高了测量精度。若采用接触式测量方式，则上述光纤探头在荧光材料涂于光纤端头以后，用黑色 遮光塑料对其进行遮光封装，使光纤探头尽量贴近或完全接触桥丝中部。或者上述光纤探头可以直接对准桥丝，桥丝中部涂有荧光材料，实现非接触测量。上述荧光光纤温度传感器采用LED触发光脉冲。上述电流调节器内设置有滑动变阻器，电流调节器的输出电流为直流。本实用新型结构简单、体积小、重量轻、测量精度高、响应速度快、抗电磁干扰能力 强。荧光光纤温度传感器采用光纤技术，抗电磁干扰，对电火工品电磁脉冲危害进行测试 时不会因测试仪的使用引入电磁干扰，而且完全可以在不破坏被测系统本身的屏蔽性的情 况下进行。同时采用荧光技术，信号处理方式采用荧光寿命型，从而使得整个系统响应速 度快，完全可以跟踪上桥丝的温度变化；由于荧光技术的采用，在测试时可以实现非接触测 量，这样可以避免接触式测量对桥丝造成的损害，测量精度高；特别是光纤探头尺寸足够 小，这样光纤探头可以贴着桥丝中部放置，保证了测得温度是桥丝的最高温度，保证了准确 性。桥丝夹具(甚或桥丝支座整体)采用聚四氟乙烯，为非金属材料，对桥丝的电流以及周 围的电磁场没有影响，保证了测量结果的准确性；在结构上支座的设计保证桥丝与探头插 入孔严格同轴，以便探头贴着桥丝中部放置，这样便容易使测得温度是桥丝的最高温度，提 高了测量精度。
图1为荧光光纤温度传感器结构示意图。图2为荧光光纤温度传感器进行接触测量时探头结构示意图。图3为荧光光纤温度传感器进行非接触测量时探头和桥丝的位置示意图。图4为本实用新型实测时各部分连接结构示意图。图5为本实用新型实测的桥丝的输入电流与温度变化平方根间的拟合曲线。附图标号说明1-荧光光纤温度传感器，11-光纤探头，111-纤芯，112-包层，113-涂覆层， 114-荧光材料，115-遮光保护层，12-传光光纤，13-光纤接口，14-温度值显示器(即显示 部分)，15-开关，16-光学系统，161、162、163-聚焦耦合透镜，164-分光镜，17-电子电路部 分，18-探测器，19-LED，2-桥丝，3-桥丝引线，4-桥丝支座，41-桥丝插入孔，42-光纤插入 孔，5-电流调节器，51-滑动变阻器，6-塞子，7-导线。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步说明。如图1所示，荧光光纤温度传感器由荧光光纤温度传感头(光纤探头)、光学部分、电子电路部分及显示部分组成。如图2所示，本测试装置可实现接触测量，测量时光纤探头在荧光材料涂于光纤 端头以后，用黑色遮光塑料对其进行遮光封装。采用这样的处理方式一方面可以避免外界 杂散光对整个测试系统的影响，使得整个系统稳定可靠；另一方面，可以避免测试时对荧光 材料造成破坏，使得探头机械性能稳定。如图3所示，本装置测试时也可实现非接触测量，测量时将荧光材料涂于桥丝中 部，探头对准荧光材料。采用非接触测量的方式，一方面可以避免探头对桥丝的破坏；另一 方面可以保证测得的温度是桥丝的最高温度，提高了测量的精度。实验过程参见图4。测试时由电流调节器通过引线给桥丝输入直流电，桥丝温度 将升高，并最终达到热平衡，即达到一个最高温度。荧光光纤探头探测到温度的变化经由光 纤传至温度传感器处理并由显示系统实时显示。通过滑动变阻器改变输入电流大小，可以 得到一对电流一温度变化值。重复上述过程便可以得到一组电流一温度变化值，把这组电 流——温度变化值拟合成一条电流——温度变化值平方根直线。对电火工品进行电磁脉冲 危害测试实验时，根据测得的温度变化值在该电火工品的电流——温度变化值平方根曲线 上找出对应的电流值。据此，可由本装置进行电火工品电磁脉冲危害的测试。实验中所用桥丝电阻为5.7 Ω，直径12 μ m，长10mm。。实验时，给火工品输入电流 值，调节电流调节器，通过改变与桥丝串连电阻的大小，以约5mA为步长递增，给桥丝输出 0 80mA的电流。实验证明，本实用新型尺寸小、测量精度高、响应速度快、抗电磁干扰能力强，很好 地解决了其它测量方法在电磁辐射场中引入误差、灵敏度和稳定性差等问题，是一种较好 的电火工品电磁脉冲危害的测试装置。
权利要求电火工品电磁脉冲危害的测试装置，其特征在于该测试装置包括荧光光纤温度传感器、桥丝、引线、桥丝支座和电流调节器，其中桥丝呈圆弧状，且荧光光纤温度传感器的荧光光纤探头位于该圆弧的外侧，桥丝两端通过两根引线与电流调节器输出端正负极连接，两根引线相互平行且沿水平方向固定设置于桥丝支座上；荧光光纤温度传感器的荧光光纤探头贴近桥丝的中部，且光纤探头与桥丝的水平方向对称轴同轴。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于所述荧光光纤温度传感器由荧光光 纤探头、光学分光系统、电子电路系统和显示器组成。
3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于所述荧光材料涂覆在光纤探头的光 纤端头处，并由黑色遮光塑料遮光封装。
4.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于所述荧光材料涂覆于桥丝中部，光纤 探头的光纤端头处未封闭，且光纤探头对准荧光材料。
5.根据权利要求3或4所述的测试装置，其特征在于所述桥丝支座的桥丝夹具部分 采用聚四氟乙烯材料，在结构上桥丝支座的设计保证桥丝与荧光光纤探头插入孔严格同 轴，使得荧光光纤探头贴近桥丝中部放置。
6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于所述荧光光纤温度传感器采用LED 触发光脉冲。
7.根据权利要求6所述的测试装置，其特征在于所述电流调节器内设置有滑动变阻 器，电流调节器的输出电流为直流。
专利摘要本实用新型提供了一种电火工品电磁脉冲危害的测试装置，尤其适用于桥丝式电火工品的感应电流的测试。该测试装置包括荧光光纤温度传感器、桥丝、引线、桥丝支座和电流调节器，其中桥丝呈圆弧状，桥丝两端通过两根引线与电流调节器输出端正负极连接，两根引线相互平行且固定设置于桥丝支座上；荧光光纤温度传感器的荧光光纤探头贴近桥丝的中部，且光纤探头与桥丝的对称轴同轴；可根据需要把荧光材料置于探头或者桥丝上，实现接触或非接触测量。本实用新型结构简单、体积小、重量轻、测量精度高、响应速度快、抗电磁干扰能力强。
文档编号G01K11/32GK201716380SQ20102022934
公开日2011年1月19日 申请日期2010年6月18日 优先权日2010年6月18日
发明者刘兰书, 张文松 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所