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原文传递基于双轴分离式霍普金森拉压杆多脉宽加载设备控制系统

专利名称：	基于双轴分离式霍普金森拉压杆多脉宽加载设备控制系统
摘要：	本发明涉及一种基于双轴分离式霍普金森拉压杆多脉宽加载设备控制系统，在电容充电主回路中，利用PID回路实现充电电压精确控制，充电误差1V以内，从而对应力波脉冲幅值的控制更加精确；在电容放电主回路中，使用晶闸管代替开关，可以更加精确地触发放电回路；在电容放电模块中，引入了数字脉冲延时发生器，实现了放电延时时间误差控制在1ns以内，保证了材料测试过程中加载的同步性；在电容量调节单元中，使用一个开关对应一种电容值的方式，避免了电容间的干扰和一条回路中开关过多带来的影响，降低了电路的复杂程度，增加了电容量调节的精确度和电容的寿命；电容充电主回路和电容泄流主回路中，开关均使用真空接触器，可承受高电压，大电流。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西北工业大学
发明人：	曹增强;郑国;李可;党成龙;常亚南
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-07T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-11T00:00:00+0800
申请号：	CN201910169952.9
公开号：	CN109870346A
代理机构：	西北工业大学专利中心
代理人：	刘新琼
分类号：	G01N3/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	710072 陕西省西安市友谊西路127号
主权项：	1.一种基于双轴分离式霍普金森拉压杆多脉宽加载设备控制系统，其特征在于包括HMI人机交互设备、可编程控制器、一号系统充电完成指示灯、二号系统充电完成指示灯、闪光蜂鸣器、充电触发按钮、放电触发按钮、急停开关、模拟量I/O模块、一号系统TCA785芯片、二号系统TCA785芯片、一号系统NE555芯片、二号系统NE555芯片、一号系统电容充电触发模块、二号系统电容充电触发模块、一号系统电容放电触发模块、二号系统电容放电触发模块、一号系统充电主回路、二号系统充电主回路、一号系统放电主回路、二号系统放电主回路、一号系统电容量调节触发模块、二号系统电容量调节触发模块和数字脉冲延时发生器；所述的可编程控制器与HMI人机交互设备、一号系统充电完成指示灯、二号系统充电完成指示灯、闪光蜂鸣器、充电触发按钮、放电触发按钮、急停开关、模拟量I/O模块、一号系统TCA785芯片、二号系统TCA785芯片、一号系统NE555芯片、二号系统NE555芯片、一号系统电容量调节触发模块、二号系统电容量调节触发模块连接；一号系统TCA785芯片的输出连接一号系统电容充电触发模块，一号系统电容充电触发模块的输出连接一号系统充电主回路，一号系统NE555芯片的输出连接一号系统电容放电触发模块，一号系统电容放电触发模块的输出连接一号系统放电主回路，一号系统充电主回路与一号系统放电主回路连接；二号系统TCA785芯片的输出连接二号系统电容充电触发模块，二号系统电容充电触发模块的输出连接二号系统充电主回路，二号系统NE555芯片的输出连接二号系统电容放电触发模块，二号系统电容放电触发模块的输出连接二号系统放电主回路，二号系统充电主回路与二号系统放电主回路连接；一号系统电容量调节触发模块的输出连接一号系统放电主回路，二号系统电容量调节触发模块的输出连接二号系统放电主回路；数字脉冲延时发生器与一号系统放电主回路、二号系统放电主回路连接用于调节放电时间；一号系统充电主回路和二号系统充电主回路连接模拟量I/O模块。 2.根据权利要求1所述的一种基于双轴分离式霍普金森拉压杆多脉宽加载设备控制系统，其特征在于所述的一号系统充电主回路和一号系统充电回路结构相同，均包括第一桥式全波整流二极管(9)、第二桥式全波整流二极管(10)、第一桥式全波整流二极管(11)、第一桥式全波整流二极管(12)、限流电阻(8)、滤波电感(7)与第一脉冲电容(4)、第一单向可控硅(1)、第二单向可控硅(2)、升压变压器(13)、电压传感器(6)、电流传感器(3)与电压表(5)；第一单向可控硅(1)与第二单向可控硅(2)并联后串联在升压变压器(13)的输入端；第一桥式全波整流二极管(9)与第二桥式全波整流二极管(10)串联后与第一桥式全波整流二极管(11)与第一桥式全波整流二极管(12)串联后的电路并联组成桥式全波整流电路，并与升压变压器(13)的输出端并联；限流电阻(8)、滤波电感(7)、第一脉冲电容(4)、电流传感器(3)与桥式全波整流电路串联；电压传感器(6)与电压表(5)分别并联在第一脉冲电容(4)上。 3.根据权利要求1所述的一种基于双轴分离式霍普金森拉压杆多脉宽加载设备控制系统，其特征在于所述的一号系统电容量调节触发模块和一号系统电容量调节触发模块结构相同，均包括第一电磁继电器(35)、第二电磁继电器(36)、第三电磁继电器(37)、第一真空接触器(38)、第二真空接触器(39)、第三真空接触器(40)；第一电磁继电器(35)、第二电磁继电器(36)与第三电磁继电器(37)的线圈并联后与可编程控控制器PLC串联，第一电磁继电器(35)、第二电磁继电器(36)与第三电磁继电器(37)的开关分别与第一真空接触器(38)、第二真空接触器(39)、第三真空接触器(40)的线圈串联。 4.根据权利要求1所述的一种基于双轴分离式霍普金森拉压杆多脉宽加载设备控制系统，其特征在于所述的一号系统放电主回路和二号系统放电主回路结构相同，均包括第一真空接触器(14)、第二真空接触器(16)、第三真空接触器(28)、第四真空接触器(29)、第五真空接触器(31)、泄流电阻(15)、第二脉冲电容(17)、第三脉冲电容(23)、第四脉冲电容(27)、第五脉冲电容(30)、第一晶闸管(18)、第二晶闸管(20)、第三晶闸管(22)、第四晶闸管(25)、第一初级线圈(19)、第二初级线圈(21)、第三初级线圈(24)、第四初级线圈(26)；第一真空接触器(14)、泄流电阻(15)与第二真空接触器(16)串联后与第二脉冲电容(17)、第一晶闸管(18)、第一初级线圈(19)并联的电路串联；第一真空接触器(14)、泄流电阻(15)与第五真空接触器(31)串联后与第二晶闸管(20)、第二初级线圈(21)、第五脉冲电容(30)并联的电路串联；第一真空接触器(14)、泄流电阻(15)与第五真空接触器(29)串联后与第二晶闸管(20)、第二初级线圈(21)、第五脉冲电容(30)并联的电路串联；第一真空接触器(14)、泄流电阻(15)与第五真空接触器(29)串联后与第二晶闸管(20)、第二初级线圈(21)、第五脉冲电容(30)并联的电路串联。 5.根据权利要求1所述的一种基于双轴分离式霍普金森拉压杆多脉宽加载设备控制系统，其特征在于所述的一号系统电容放电触发模块和二号系统电容放电触发模块的结构相同，均由电磁继电器(46)组成；电磁继电器(46)的线圈与可编程控制器PLC以及NE555芯片的FPC端串联；电磁继电器(46)的常开开关与NE555芯片的+24V端和脉冲延时发生器串联；电磁继电器(46)的常闭开关与NE555的FDR端与+15端串联。 6.根据权利要求1所述的一种基于双轴分离式霍普金森拉压杆多脉宽加载设备控制系统，其特征在于所述的一号系统电容充电触发模块和二号系统电容充电触发模块结构相同，包括第一限流电阻(48)、第二限流电阻(51)、第三限流电阻(52)、第四限流电阻(53)、第五限流电阻(57)、第六限流电阻(58)、第七限流电阻(63)、第一触发电容(49)、第二触发电容(59)、三极管(50)、充电触发器(60)、第一单向二极管(55)、第二单向二极管(56)、第三单向二极管(61)、第四单向二极管(62)与变压器(54)；第一限流电阻(48)与第七限流电阻分别串联在三极管(50)的基极；第一触发电容(49)与第二限流电阻(51)并联后串联在三极管(50)的输出端后与第三限流电阻(52)与第四单向二极管(62)串联后与第四限流电阻(53)与第三单向二极管(61)串联后并联的电路串联，之后并联在变压器(54)输入端；变压器(54)输出端与第一单向二极管(55)、第二单向二极管(56)串联后与第六限流电阻(58)与第二触发电容(59)并联后的电路串联后与第五限流电阻(57)串联。
所属类别：	发明专利