静电探针驱动装置和等离子体诊断系统的制作方法

本申请属于电力电子，具体涉及一种静电探针驱动装置和等离子体诊断系统。

背景技术：

1、静电探针(亦称为朗缪尔探针)是最早被用来测定等离子体特性的一种诊断工具，其工作原理如下：向真空室的等离子体中插入静电探针，然后施加一定的电压，测定通过的电流与所加电压的关系，可以得到静电探针的电压-电流(v-i)特性曲线。进一步，通过静电探针的v-i特性曲线，可以得出一些重要的等离子体参数，如等离子体电子温度、等离子体电子密度和等离子体电位等。在相关技术中，通常采用快速扫描的方法来测量静电探针的特性曲线，将锯齿波发生器输出的线性扫描电压加到探针两端，作为探针的扫描电压。相关技术中，对等离子体的诊断往往采用单探针，然而面对体积较大装置的等离子体的诊断往往不够高效和全面。

2、如何实现全面且快速地进行等离子体诊断成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种静电探针驱动装置和等离子体诊断系统，以解决如何实现全面且快速地进行等离子体诊断的技术问题。

2、本申请所采用的技术方案为：

3、根据第一方面，本申请实施例提供了一种静电探针驱动装置，包括：上位机，多个驱动信号发生器和多个驱动信号调节电路；所述上位机通过通信转换电路与多个所述驱动信号发生器交互，所述上位机产生驱动指令，多个所述驱动信号发生器通过所述通信转换电路接收所述驱动指令并各自输出对应的驱动信号；多个驱动信号调节电路，一一对应的与所述驱动信号发生器连接，用于调节各自对应的所述驱动信号以产生对应静电探针所需的波形。

4、在一种实施例中，每个所述驱动信号发生器包括驱动信号输出端和调节信号输出端，其中，所述驱动信号输出端用于输出对应的所述驱动信号，所述调节信号输出端用于输出调节信号，其中所述调节信号用于调节对应的所述驱动信号；

5、每个所述驱动信号发生器对应的所述驱动信号调节电路分别与所述驱动信号输出端和所述调节信号输出端连接，以通过对所述驱动信号和所述调节信号进行融合，以使所述调节信号对所述驱动信号进行调节。

6、在一种实施例中，每个所述驱动信号发生器包括mcu，所述mcu包括至少两个信号输出端，两个输出端中的一个作为所述驱动信号输出端，另一个输出端作为所述调节信号输出端。

7、在一种实施例中，每个所述驱动信号调节电路包括运算放大电路，所述运算放大电路的反相端与对应的所述调节信号输出端连接，所述运算放大电路的同相端与对应的所述驱动信号输出端连接。

8、在一种实施例中，静电探针驱动装置还包括与多个所述驱动信号发生器一一对应的多个数模转换器，多个所述数模转换器各自设置在对应的所述驱动信号发生器的输出端，用于将所述驱动信号发生器输出的数字信号转换为模拟信号。

9、在一种实施例中，每个所述驱动信号调节电路还包括：可调电位器，用于对所述驱动信号的幅值和频率进行调节。

10、在一种实施例中，静电探针驱动装置还包括与多个所述驱动信号调节电路一一对应的多个信号采集电路，各自用于采集对应的所述可调电位器上的电压信号，并将所述电压信号传输至对应的所述驱动信号发生器。

11、在一种实施例中，所述通信转换电路包括自动流控电路，用于将所述驱动信号发生器的串口通信转换成串行总线通信。

12、在一种实施例中，静电探针驱动装置还包括显示操作端，与所述上位机通信，所述显示操作端用于通过设置操作对多个所述驱动信号发生器进行统一设置，并显示静电探针驱动装置的运行状态。

13、根据第二方面，本申请实施例提供了一种等离子体诊断系统，包括：多个静电探针，分别与第一方面任意一项所述的静电探针驱动装置中的多个驱动信号调节电路输出端一一对应连接。

14、本申请实施例具有至少如下有益效果：

15、上位机通过通信转换电路与多个所述驱动信号发生器交互，所述上位机产生驱动指令，多个所述驱动信号发生器通过所述通信转换电路接收所述驱动指令并输出驱动信号。利用通信转换电路将上位机和多个驱动信号发生器之间的串口通信转换为串行通信总线通信，利用主机控制从机的特性，将多个驱动信号发生器接入串行通信总线，以实现主机控制多个从机的效果，从而实现上位机同时控制多个驱动信号发生器，使得系统更加的灵活，利用不同的驱动信号发生器可以组成静电探针的扫描网络，能更加清晰的对等离子体进行信息采集。

技术特征：

1.一种静电探针驱动装置，其特征在于，包括：上位机，多个驱动信号发生器和多个驱动信号调节电路，其中，

2.如权利要求1所述的静电探针驱动装置，其特征在于，每个所述驱动信号发生器包括驱动信号输出端和调节信号输出端，其中，所述驱动信号输出端用于输出对应的所述驱动信号，所述调节信号输出端用于输出调节信号，其中所述调节信号用于调节对应的所述驱动信号；

3.如权利要求2所述的静电探针驱动装置，其特征在于，每个所述驱动信号发生器包括mcu，所述mcu包括至少两个信号输出端，两个输出端中的一个作为所述驱动信号输出端，另一个输出端作为所述调节信号输出端。

4.如权利要求2或3所述的静电探针驱动装置，其特征在于，每个所述驱动信号调节电路包括运算放大电路，所述运算放大电路的反相端与对应的所述调节信号输出端连接，所述运算放大电路的同相端与对应的所述驱动信号输出端连接。

5.如权利要求1所述的静电探针驱动装置，其特征在于，还包括与多个所述驱动信号发生器一一对应的多个数模转换器，多个所述数模转换器各自设置在对应的所述驱动信号发生器的输出端，用于将所述驱动信号发生器输出的数字信号转换为模拟信号。

6.如权利要求1所述的静电探针驱动装置，其特征在于，每个所述驱动信号调节电路还包括：可调电位器，用于对所述驱动信号的幅值和频率进行调节。

7.如权利要求6所述的静电探针驱动装置，其特征在于，还包括与多个所述驱动信号调节电路一一对应的多个信号采集电路，各自用于采集对应的所述可调电位器上的电压信号，并将所述电压信号传输至对应的所述驱动信号发生器。

8.如权利要求1所述的静电探针驱动装置，其特征在于，所述通信转换电路包括自动流控电路，用于将所述驱动信号发生器的串口通信转换成串行总线通信。

9.如权利要求1所述的静电探针驱动装置，其特征在于，还包括显示操作端，与所述上位机通信，所述显示操作端用于通过设置操作对多个所述驱动信号发生器进行统一设置，并显示静电探针驱动装置的运行状态。

10.一种等离子体诊断系统，其特征在于，包括：

技术总结
本申请公开了一种静电探针驱动装置和等离子体诊断系统，其中，静电探针驱动装置包括：上位机通过通信转换电路与多个驱动信号发生器交互，上位机产生驱动指令，多个驱动信号发生器通过通信转换电路接收驱动指令并各自输出对应的驱动信号；多个驱动信号调节电路，一一对应的与驱动信号发生器连接，用于调节各自对应的驱动信号以产生对应静电探针所需的波形。利用通信转换电路将上位机和多个驱动信号发生器之间的串口通信转换为串行通信总线通信，将多个驱动信号发生器接入串行通信总线，从而实现上位机同时控制多个驱动信号发生器，使系统更加的灵活，利用不同的驱动信号发生器组成静电探针的扫描网络，能更加清晰的对等离子体进行信息采集。

技术研发人员：游东,陈锐,谭熠
受保护的技术使用者：陕西星环聚能科技有限公司
技术研发日：20240109
技术公布日：2024/4/29