安泰ATA-67100高壓放大器在介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵器中的應(yīng)用

介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵器（dielectricbarrierdischargeplasmaactuator，DBDPA）的研究以來，得益于DBDPA具有結(jié)構(gòu)簡單、無移動部件、質(zhì)量輕、可布置于物體表面、響應(yīng)速度快、無寄生阻力、易于數(shù)值模擬等優(yōu)點，逐漸成為流動控制領(lǐng)域的研究熱點，涵蓋抑制流動分離、增升減阻、改善失速特性、延遲轉(zhuǎn)捩、降噪等方向。為提升DBDPA的工作性能，國內(nèi)外開展了大量的針對激勵器電極邊緣形狀、電壓波形、絕緣材料、放電特性的分析與激勵器結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究。這些研究基本針對大氣壓環(huán)境，為適應(yīng)飛行器在高空飛行中所面臨的低氣壓環(huán)境，有必要開展低氣壓下的DBDPA工作特性研究。目前此方面的研究相對較少，國外主要基于天平測量反推力開展研究。

安泰電子ATA-67100高壓放大器，可以提供20kVpp交流電壓，能產(chǎn)生直流、交流正弦、脈沖、方波、三角波、鋸齒波和隨機波形等。可以施加在電等離子體激勵器（dielectricbarrierdischargeplasmaactuator，DBDPA）的電極兩端施加強電場，構(gòu)建實驗環(huán)境，并且該高壓放大器可以輸出直流高壓，可以適配更多等離子體實驗應(yīng)用。

實驗名稱：介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵器放電特性研究

實驗原理：利用脈沖電弧對半封閉腔體內(nèi)部的空氣進行快速增溫增壓,最終誘導高速射流噴出，等離子體合成射流激勵器在一個周期內(nèi)的工作過程包含三個階段:放電能量沉積、射流和吸氣恢復(fù).與介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵器、脈沖電弧等離子體激勵器和傳統(tǒng)的壓電式/活塞式合成射流激勵器相比,等離子體合成射流激勵器是唯一一個將結(jié)構(gòu)簡單(若干電極+一個腔體)、射流速度高和工作頻帶寬結(jié)合在一起的新型激勵器。

測試設(shè)備：ATA-7030高壓放大器、信號發(fā)生器、上位機、相機等。

圖：實驗系統(tǒng)框圖

實驗過程：

函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生信號輸入到高壓放大器，高壓放大器對輸入信號進行放大，放大后的電壓分別輸出到等離子體激勵器兩電極產(chǎn)生強電場?？烧{(diào)劑高壓放大器編碼器旋鈕控制DBDPA兩極板間的電壓從而改變電場強度，再改變真空腔體的氣壓大小研究氣壓對介質(zhì)阻擋放電的放電模式、電子密度、電子溫度和誘導氣流速度等的影響。同時粒子成像測速（particleimagevelocimetry，PIV）系統(tǒng)采用丹麥DANTEC公司的二維PIV系統(tǒng)，主要有激光器、CCD相機、同步控制器以及專業(yè)圖像處理軟件Dynamicstudio構(gòu)成。

實驗結(jié)果：

DBDPA放電中，外在氣壓和外加電場強度均會影響到電子雪崩。DBDPA的明放電是伴隨著電子雪崩開始的，電流波形上會有明顯的脈沖產(chǎn)生。實驗中，在不同氣壓下，逐漸提升激勵器的驅(qū)動電壓，將放電電流波形開始出現(xiàn)脈沖時的驅(qū)動電壓視為DBDPA的起始放電電壓。激勵器的放電功率與驅(qū)動電壓成正比,激勵器放電產(chǎn)生的時均反推力與驅(qū)動電壓和頻率均成正比。隨著氣壓的降低，時均反推力呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，存在峰值氣壓，且驅(qū)動電壓越高，峰值氣壓也越高。激勵器放電產(chǎn)生的誘導氣流時均速度與驅(qū)動電壓和頻率均成正比，與氣壓成反比。

功放的作用：主要放大信號發(fā)生器的小信號，為實驗中提供20kVpp的電壓，用來在介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵器兩電極之間產(chǎn)生強電場。

高壓放大器推薦：ATA-7000系列

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審核編輯 黃宇