專利名稱：一種可變高壓電場實驗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子技術領域，具體涉及一種高壓電場實驗裝置。
背景技術：
高壓電場實驗裝置通常是應用在需要獲得可變高壓電場的實驗中。倍壓整流電路是電子行業(yè)比較常用的一種將交流電轉化為直流電，及利用交流電制作穩(wěn)恒電場的電路。然而通常在實際應用中我們需要的高壓穩(wěn)恒電場的強度會很大，而能夠使用的輸入電壓又有限，在這種情況下，很多人采取使用多級倍壓整流電路組合。這種方法無疑能夠達到目標，但是由于極板之間電壓過高會出現放電現象，安全問題很難得到解決。另外現有普通裝置電場的可調性能差，精度很難達到實驗要求。
發(fā)明內容·針對以上問題，本實用新型提出一種可變高壓電場實驗裝置，其采用將調壓變壓器和升壓裝置綜合起來使用的方式，得到可變高壓電場。本實用新型的技術方案如下一種可變高壓電場實驗裝置，所述裝置包括調壓變壓器、一級升壓裝置、二級升壓裝置、三級升壓裝置和上、下極板，所述裝置通過調壓變壓器輸入交流電，所述調壓變壓器通過導線與一級升壓裝置相連，在一級升壓裝置的輸出端連接一單刀雙擲開關，開關的一路與二級升壓裝置相連接，另一路與上、下極板相連，在二級升壓裝置的輸出端同樣接一單刀雙擲開關，開關的一路與三級升壓裝置相連接，另一路與上、下極板相連，三級升壓裝置的輸出端直接與上、下極板相連接。所述可變高壓電場實驗裝置還包括極板距離調節(jié)裝置，所述極板距離調節(jié)裝置由帶有底座的固定絕緣立柱和升降標尺組成，所述帶有底座的固定絕緣立柱置于下極板上，立柱內有升降標尺，升降標尺的定端固定上極板，升降標尺通過鎖緊機構與固定絕緣立柱連接，升降標尺上帶標有等間距的刻度線。采用本裝置可以十分方便地獲得可變高壓電場，安全實用。

圖I是整個裝置的電路框圖；圖2是極板的示意圖；圖3是調節(jié)極板高度的極板距離調節(jié)裝置的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細說明本裝置整個裝置電路框圖如圖I所示，通過調壓變壓器I輸入交流電，調壓變壓器通過導線與一級升壓裝置2相連，在一級升壓裝置的輸出端連接一單刀雙擲開關，開關的一路與二級升壓裝置3相連接，另一路與極板5相連。二級升壓裝置的輸出端同樣接一單刀雙擲開關，開關的一路與三級升壓裝置4相連接，另一路與極板5相連。三級升壓裝置的輸出端直接與極板5相連接。一、二、三級升壓裝置可以用T Y— 3或者是G Y( 6 4)等。電路的工作原理如下首先從調壓變壓器I輸出電壓為Vin，通過一級升壓裝置2，當升壓所得到的電壓R達到目標極板的電壓,則可將開關K1擲向下端，直接輸出IrOSilt5若是未達到，則繼續(xù)通過二級升壓裝置3升高電壓，當升壓所得到的電壓%達到目標極板的電壓，則可將開關K2擲向下端，直接輸出F^。若是還不能滿足極板所需電壓，則繼續(xù)通過三級升壓裝置4將電壓升尚后，將電壓輸出ο根據電路圖Vin代表輸入電壓，Vout代表輸出電壓其
中對輸出電壓起到調壓作用的有Vin、級數η、和Vout極板之間的距離d。為了得到更高的 電場，增大η和d是主要采取的手段。本裝置采用的極板可以采用一個極板平整，另一個極板有凸起的形式，如圖2所示，極板5是一個分布有凸起的金屬板.，凸起的作用是增大高壓電場的面積。本裝置的上、下極板的距離是可調節(jié)的，其采用圖3所示的極板距離調節(jié)裝置，裝置所用材料均絕緣，由帶有底座9的固定絕緣立柱8 (有3個)和升降標尺7組成。固定絕緣立柱8置于下極板5上，立柱內有升降標尺7，升降標尺的頂端固定上極板5，升降標尺通過鎖緊機構10與固定絕緣立柱8連接，可通過鎖緊旋鈕固定和升降，升降標尺7上帶標有等間距的刻度線11。極板的固定需要三個相同的裝置，且調節(jié)高度時需等幅度調節(jié)。采用極板距離調節(jié)裝置調節(jié)極板間的距離，從而可以調高壓電場的大小。本裝置的電壓調節(jié)方法有三種第一種通過電壓變壓器，直接調壓得到所需極板電壓；第二種通過調壓變壓器得到的電壓不夠高，則需要通過升壓裝置來進行不同程度的升壓，進而達到極板間所需電壓值。具體升壓方法是調壓變壓器輸出的電壓輸入一級升壓裝置，使電壓升高，達到目標電壓時直接輸出，未達到則輸入二級升壓裝置，使電壓繼續(xù)升高，若達到目標電壓時直接輸出，未達到則輸出三級升壓裝置，使電壓繼續(xù)升高后輸出；第三種通過改變兩極板間的距離，來改變極板電壓。 具體使用中，可以將一級/ 二級/三級升壓裝置整套裝在一個透明的裝置中，里邊裝有絕緣的變壓器油，其好處是1)可以看到元件板的工作狀態(tài)2)可以對接線點和開關點進行密封。通常在不使用的時候調壓變壓器、一級升壓裝置、二級升壓裝置、三級升壓裝置、極板是放在箱子中的，使用時將極板從箱子中取出，其他的模塊只需要通過外接的開關進行連接即可。使用前將極板調節(jié)裝置從箱子側門取出，按照圖I的連接電路，通過三個環(huán)節(jié)調節(jié)極板之間電壓，進而調節(jié)極板之間的電場強度。(I)輸入交流電壓控制在20V到220V之間，通過調節(jié)調壓變壓器，將電壓升到一定范圍的高壓。(2)若實驗需要更高電壓，可繼續(xù)通過一級、二級、三級升壓變壓器，調節(jié)輸出電壓，使極板間的電壓達到一定范圍。(3)可通過調節(jié)升降標尺，減小極板之間的距離，使得極板間的高壓值再一次升高，達到一定范圍的高壓。然后關閉總開關，將實驗需要處理的材料放在下極板上。打開總開關，對材料進行處理，時間到了之后，關閉總開關，取出材料。將所有開關恢復到原位，將極板擦拭干凈后放回箱子。·
權利要求1.一種可變高壓電場實驗裝置，其特征在于所述裝置包括調壓變壓器、一級升壓裝置、二級升壓裝置、三級升壓裝置和上、下極板，所述裝置通過調壓變壓器輸入交流電，所述調壓變壓器通過導線與一級升壓裝置相連，在一級升壓裝置的輸出端連接一單刀雙擲開關，開關的一路與二級升壓裝置相連接，另一路與上、下極板相連，在二級升壓裝置的輸出端同樣接一單刀雙擲開關，開關的一路與三級升壓裝置相連接，另一路與上、下極板相連，三級升壓裝置的輸出端直接與上、下極板相連接。
2.根據權利要求I所述的可變高壓電場實驗裝置，其特征在于還包括極板距離調節(jié)裝置，所述極板距離調節(jié)裝置由帶有底座的固定絕緣立柱和升降標尺組成，所述帶有底座的固定絕緣立柱置于下極板上，立柱內有升降標尺，升降標尺的定端固定上極板，升降標尺通過鎖緊機構與固定絕緣立柱連接，升降標尺上帶標有等間距的刻度線。
專利摘要本實用新型請求保護一種可變高壓電場實驗裝置，包括調壓變壓器、一級升壓裝置、二級升壓裝置、三級升壓裝置和上、下極板，所述裝置通過調壓變壓器輸入交流電，所述調壓變壓器通過導線與一級升壓裝置相連，在一級升壓裝置的輸出端連接一單刀雙擲開關，開關的一路與二級升壓裝置相連接，另一路與上、下極板相連，在二級升壓裝置的輸出端同樣接一單刀雙擲開關，開關的一路與三級升壓裝置相連接，另一路與上、下極板相連，三級升壓裝置的輸出端直接與上、下極板相連接。采用本裝置可以十分方便地獲得可變高壓電場，安全實用。
文檔編號G09B23/18GK202677687SQ20122034234
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權日2012年7月16日
發(fā)明者馬星科, 史江南, 陳宣江 申請人:西南大學