安泰ATA-67100高压放大器在介质阻挡放电等离子体激励器中的应用

介质阻挡放电等离子体激励器（dielectricbarrierdischargeplasmaactuator，DBDPA）的研究以来，得益于DBDPA具有结构简单、无移动部件、质量轻、可布置于物体表面、响应速度快、无寄生阻力、易于数值模拟等优点，逐渐成为流动控制领域的研究热点，涵盖抑制流动分离、增升减阻、改善失速特性、延迟转捩、降噪等方向。为提升DBDPA的工作性能，国内外开展了大量的针对激励器电极边缘形状、电压波形、绝缘材料、放电特性的分析与激励器结构优化研究。这些研究基本针对大气压环境，为适应飞行器在高空飞行中所面临的低气压环境，有必要开展低气压下的DBDPA工作特性研究。目前此方面的研究相对较少，国外主要基于天平测量反推力开展研究。

安泰电子ATA-67100高压放大器，可以提供20kVpp交流电压，能产生直流、交流正弦、脉冲、方波、三角波、锯齿波和随机波形等。可以施加在电等离子体激励器（dielectricbarrierdischargeplasmaactuator，DBDPA）的电极两端施加强电场，构建实验环境，并且该高压放大器可以输出直流高压，可以适配更多等离子体实验应用。

实验名称：介质阻挡放电等离子体激励器放电特性研究

实验原理：利用脉冲电弧对半封闭腔体内部的空气进行快速增温增压,最终诱导高速射流喷出，等离子体合成射流激励器在一个周期内的工作过程包含三个阶段:放电能量沉积、射流和吸气恢复.与介质阻挡放电等离子体激励器、脉冲电弧等离子体激励器和传统的压电式/活塞式合成射流激励器相比,等离子体合成射流激励器是唯一一个将结构简单(若干电极+一个腔体)、射流速度高和工作频带宽结合在一起的新型激励器。

测试设备：ATA-7030高压放大器、信号发生器、上位机、相机等。

图：实验系统框图

实验过程：

函数发生器产生信号输入到高压放大器，高压放大器对输入信号进行放大，放大后的电压分别输出到等离子体激励器两电极产生强电场。可调剂高压放大器编码器旋钮控制DBDPA两极板间的电压从而改变电场强度，再改变真空腔体的气压大小研究气压对介质阻挡放电的放电模式、电子密度、电子温度和诱导气流速度等的影响。同时粒子成像测速（particleimagevelocimetry，PIV）系统采用丹麦DANTEC公司的二维PIV系统，主要有激光器、CCD相机、同步控制器以及专业图像处理软件Dynamicstudio构成。

实验结果：

DBDPA放电中，外在气压和外加电场强度均会影响到电子雪崩。DBDPA的明放电是伴随着电子雪崩开始的，电流波形上会有明显的脉冲产生。实验中，在不同气压下，逐渐提升激励器的驱动电压，将放电电流波形开始出现脉冲时的驱动电压视为DBDPA的起始放电电压。激励器的放电功率与驱动电压成正比,激励器放电产生的时均反推力与驱动电压和频率均成正比。随着气压的降低，时均反推力呈现出先增后减的趋势，存在峰值气压，且驱动电压越高，峰值气压也越高。激励器放电产生的诱导气流时均速度与驱动电压和频率均成正比，与气压成反比。

功放的作用：主要放大信号发生器的小信号，为实验中提供20kVpp的电压，用来在介质阻挡放电等离子体激励器两电极之间产生强电场。

高压放大器推荐：ATA-7000系列

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审核编辑 黄宇