(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210978243.7 (22)申请日 2022.08.16 (71)申请人 四川轻化工大 学 地址 643000 四川省自贡 市汇东学 苑街180 号 (72)发明人 曹修全　郭文钰　张洁梅　邓志远　 赵明波　 (74)专利代理 机构 北京卓恒知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 11394 专利代理师 孔鹏 (51)Int.Cl. H05H 1/00(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种等离 子体束性能在线 诊断系统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种等离子体束性能在线诊 断系统及方法， 所述系统包括电压信号采集模 块、 电流信号采集模块、 冷却水流量与温度采集 模块、 气流量采集模块、 数据采集卡、 LabVIEW程 序和计算机， 各模块间通过信号线连接； 及， 所述 方法包括： 各原始信号采集模块将采集的表征等 离子体束性能的原始数据传递给数据采集卡， LabVIEW程序控制数据采 集卡按照设定采样频率 采集原始数据， 并利用LabVIEW程序中设定的逻 辑关系对原始数据进行处理， 从而获得等离子体 束的实时性能， 实现对等离子体束性能的在线诊 断。 本发明的有益效果为： 利用该诊断系统及方 法能够实现对等离子体束性能的在线诊断， 准确 获得等离子体束实时的性能， 为等离子体束性能 在线调控提供 数据支撑 。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115066078 A 2022.09.16 CN 115066078 A 1.一种等离子体束性能在线诊断系统， 其特征在于， 包括电压信号采集模块、 电流信号 采集模块、 冷却水流量与温度采集模块、 气流量采集模块、 数据采集卡、 LabVIEW程序和计算 机， 各模块间通过信号线与数据采集卡电连接， 各硬件通过电缆、 气体管道、 冷却水管道连 接； 所述的电压信号采集模块硬件包括等离子体发生器、 等离子体电源柜、 降压比为KU的串 联电阻式分压板、 等比光电隔离模块， 等离子体发生器正负电极分别与等离子体电源柜电 缆连接； 所述的电流信号采集模块硬件包括等离子体发生器、 等离子体电源柜、 霍尔传感器， 等 离子体发生器正极电缆 穿过霍尔传感器线圈， 且霍尔传感器安装在等离 子体电源柜中； 所述的冷却水流量与温度采集模块包括等离子体发生器、 风冷柜式冷却机组、 涡轮水 流量计及温度变送器A、 温度变送器B， 涡轮水流量计的入水口通过冷却水管道与风冷柜 式 冷却机组的出水 口连接， 温度变送器A的入水 口通过冷却水管道与涡轮水流量计的出水 口 连接， 等离子体发生器的入 水口通过冷却水管道与温度变送器A的出水口连接， 温度变送器 B的入水口通过冷却水管道与等离子体发生器的出水 口连接， 风冷柜式冷却机组的入水 口 通过冷却水 管道与温度变送器B的出 水口连接； 所述的气流量采集模块包括等离子体发生器、 气源装置、 减压阀、 气体流量控制器， 气 源装置与减压阀通过螺纹连接， 气体流量控制 器通过气体管道与减压阀连接， 等离子体发 生器通过气体管道与气体流 量控制器连接； 各模块将采集到的原始数据发送给数据采集卡， 所述的数据采集卡接收前述各模块采 集的原始数据， 并传递给计算机中的LabVIEW 程序。 2.根据权利要求1所述的一种等离子体束性能在线诊断系统， 其特征在于， 所述的 LabVIEW程序和计算机包括： 所述LabVIEW程序控制数据采集卡按照设定采样频率采集原始数据， 并利用L abVIEW程 序中设定的逻辑关系对原 始数据进行处 理， 从而获得等离 子体束的实时性能； 所述计算机存 储LabVIEW 程序和表征等离 子体束实时性能的原 始数据。 3.一种等离 子体束性能在线 诊断方法， 其特 征在于， 包括： S101： 电压信号采集模块采集等离子体束的弧压原始数据、 电流信号采集模块采集等 离子体束的电流原始数据、 冷却水流量与温度采集模块采集等离子体束的冷却水流量与进 出口温度原始数据、 气流量采集模块采集等离子体束的气流量原始数据， 各模块将采集到 的原始数据发送给 数据采集 卡； S102： 数据采集卡接收前述各模块采集的原始数据， 并传递给计算机中的LabVIEW程 序； S103： LabVIEW程序以设定采样频率， 获得等离子体束的弧压、 电流、 冷却水流量、 冷却 水进出口温度、 气流 量的原始数据； S104： LabVIEW程序按照设定的逻辑关系处理原始数据， 获得等离子体束的功率的实时 特性与进出口温差； S105： LabVIEW程序按照设定的逻辑关系处理原始数据， 获得等离子体束的热效率的实 时特性； S106： LabVIEW程序按照设定的逻辑关系处理原始数据， 获得等离子体束的热焓值的实权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115066078 A 2时特性； S107： LabVIEW程序将所获得的等离子体束的实时特性以图形和数值的方式显示在窗 口中， 并自动保存到计算机的指定文件夹 。 4.根据权利要求3所述的一种等离子体束性 能在线诊断方法， 其特征在于， 所述功率的 实时特性与进出口温差按照以下 方法获取： 基于弧压U和电流 I计算得到功率P， 计算公式为： P=U*I/10 00 基于冷却水进口温度TIN和冷却水 出口温度TOUT计算得到进出口温差 ， 计算公式为： 。 5.根据权利要求3所述的一种等离子体束性 能在线诊断方法， 其特征在于， 所述热效率 的实时特性按照以下 方法获取： 基于功率P、 水流 量Q和进出口温差 计算得到热效率 ， 计算公式为： 。 6.根据权利要求3所述的一种等离子体束性 能在线诊断方法， 其特征在于， 所述热焓值 的实时特性按照以下 方法获取： 基于功率P、 热效率 和气流量G计算得到热焓值 ， 计算公式为： 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115066078 A 3