射频电磁能爆炸试验装置和方法与流程

1.本技术属于无线通信技术领域，尤其涉及一种射频电磁能爆炸试验装置和方法。


背景技术：

2.射频电磁能设备在爆炸性环境中的安全性能测试是保障设备安全运行的重要一环。目前，iec（international electrotechnical commission，国际电工委员会）标准火花台是对30mhz以下频段的设备所需馈入的射频电磁能量进行测试，并将测试结论推广适用至9khz-60ghz频段的设备。
3.然而，对于高频段设备，例如5g设备，在特定频段下，不同的间隙间距所需的射频电磁能量可能不同，因此上述标准将低频段的试验结论直接适用至高频段的做法，存在不准确的问题。


技术实现要素：

4.本技术的实施例提供了一种射频电磁能爆炸试验装置和方法，进而至少在一定程度上通过建立间隙最小击穿电压与所述间隙间距之间的映射关系，从而获知在特定频段下，不同间隙间距对应的间隙最小击穿电压，即获知不同间隙间距所需的射频电磁能量，从而为等离子放电在高频和爆炸性气体条件下的理论分析提供数据支持。
5.本技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本技术的实践而习得。
6.根据本技术实施例的第一方面，提供了一种射频电磁能爆炸试验装置，包括：密闭气体腔；设于所述密闭气体腔内的天线组件，所述天线组件包括天线本体，所述天线本体的两端分别电连接有导电盘和金属盘，所述导电盘和所述金属盘相对设置；设于所述密闭气体腔内的间隙调节组件，所述间隙调节组件包括线性驱动机构，所述线性驱动机构连接有金属杆，所述金属杆的一端穿设于所述金属盘，所述金属杆的端部与所述导电盘之间的距离为电气间隙；在进行射频电磁能爆炸试验时，所述密闭气体腔内充有爆炸性气体，所述天线组件用于获取射频电磁能量，所述线性驱动机构用于驱使所述金属杆靠近或远离所述导电盘以改变所述电气间隙的间距，以便获取每一间隙间距对应的间隙最小击穿电压，并建立所述间隙最小击穿电压与所述间隙间距之间的映射关系。
7.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述导电盘电连接有馈电极，所述馈电极用于电连接射频源以馈入射频电磁能量。
8.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述天线本体采用环天线，所述馈电极包括同轴电缆，所述同轴电缆的阻抗与所述天线本体的阻抗相匹配。
9.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述导电盘为镉盘，所述金属杆为钨丝杆。
10.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述线性驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有运动转换机构，所述运动转换机构连接有所述金属杆，所述运动转换机构用于将所述驱动电机输出的旋转驱动力转换为驱使所述金属杆进行平移运动的线性驱动力。
11.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述运动转换机构为曲柄滑块机构。
12.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述气体密闭腔上开设有泄压口，所述泄压口上堵塞有密封件。
13.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，所述线性驱动机构还用于驱使所述金属杆与所述导电盘周期性连接，以便在所述天线组件获取的射频电磁能量的功率逐步增大过程中，当所述爆炸性气体发生爆炸时，将爆炸时的射频电磁能量功率确定为功率安全阈值。
14.根据本技术实施例的第二方面，提供了一种射频电磁能爆炸试验方法，应用于如第一方面任一项所述的装置，所述方法包括：向密闭气体腔内充入爆炸性气体；通过天线组件获取射频电磁能量；控制线性驱动机构驱使金属杆靠近或远离导电盘以改变电气间隙的间距；获取每一间隙间距对应的间隙最小击穿电压，并建立所述间隙最小击穿电压与所述间隙间距之间的映射关系。
15.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，还包括：控制所述线性驱动机构驱使所述金属杆与所述导电盘周期性连接；逐步增大所述天线组件获取的射频电磁能量的功率；当所述爆炸性气体发生爆炸时，将爆炸时的射频电磁能量功率确定为功率安全阈值。
16.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
17.根据本技术一个或多个实施例提供的射频电磁能爆炸试验装置，通过设置线性驱动机构，驱使金属杆靠近或远离导电盘，以改变金属杆端部与导电盘之间的间隙间距，通过获取每一间隙间距对应的间隙最小击穿电压，能够建立间隙最小击穿电压与间隙间距之间的映射关系，从而获知在特定频段下，不同间隙间距对应的间隙最小击穿电压，即获知不同间隙间距所需的射频电磁能量，从而为等离子放电在高频和爆炸性气体条件下的理论分析提供数据支持。
附图说明
18.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1示出了本技术实施例中的射频电磁能爆炸试验装置的结构示意图；图2示出了本技术实施例中的射频电磁能爆炸试验装置的外部结构示意图；
图3示出了本技术实施例中的射频电磁能爆炸试验装置的主视图；图4示出了本技术实施例中的射频电磁能爆炸试验装置的俯视图；图5示出了本技术实施例中气体密闭腔内的组件结构示意图；图6示出了本技术实施例中的环天线的结构示意图；图7示出了本技术实施例中的环天线与钨丝杆的连接结构示意图；图8示出了本技术实施例中的射频电磁能爆炸试验方法的流程图。
19.其中，1-密闭气体腔；2-天线本体；3-导电盘；4-金属盘；5-线性驱动机构；51-驱动电机；52-运动转换机构；6-金属杆；7-馈电极；8-泄压口；9-进气阀；10-出气阀；11-天线固定架；12-密封盖。
具体实施方式
20.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
21.此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本技术的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本技术的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本技术的各方面。
22.附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
23.电磁波既是信息的载体，也是能量的载体。在一定条件下，射频电磁能可以在常态空气中引起碰撞电离和电晕放电。射频放电在爆炸性环境中使用的射频设备，例如5g基站和wifi设备等，空间中的电磁能量存在引燃爆炸性气体的风险，虽然电场强度需要达到百万伏米级别才能击穿空气，正常情况下很难实现，但是电磁场能量可以利用较小的电压在极小的间隙内产生极大的电场强度，从而以较小的能量值击穿空气放电。因此，如果能够获知不同的间隙间距与间隙最小击穿电压之间的映射关系，对于等离子放电在高频和爆炸性气体条件下的理论分析具有重要意义。
24.参见图1至图7，图1示出了本技术实施例中的射频电磁能爆炸试验装置的结构示意图；图2示出了本技术实施例中的射频电磁能爆炸试验装置的外部结构示意图；图3示出了本技术实施例中的射频电磁能爆炸试验装置的主视图；图4示出了本技术实施例中的射频电磁能爆炸试验装置的俯视图；图5示出了本技术实施例中气体密闭腔内的组件结构示意图；图6示出了本技术实施例中的环天线的结构示意图；图7示出了本技术实施例中的环天线与钨丝杆的连接结构示意图。
25.如图1至图5所示，基于上述，根据本技术实施例的第一方面，提供了一种射频电磁能爆炸试验装置，包括：密闭气体腔1；
设于所述密闭气体腔1内的天线组件，所述天线组件包括天线本体2，所述天线本体2的两端分别电连接有导电盘3和金属盘4，所述导电盘3和所述金属盘4相对设置以形成电气间隙；设于所述密闭气体腔1内的间隙调节组件，所述间隙调节组件包括线性驱动机构5，所述线性驱动机构5连接有金属杆6，所述金属杆6的一端穿设于所述金属盘4，所述金属杆6的端部与所述导电盘3之间的距离为电气间隙；在进行射频电磁能爆炸试验时，所述密闭气体腔1内充有爆炸性气体，所述天线组件用于获取射频电磁能量，所述线性驱动机构5用于驱使所述金属杆6靠近或远离所述导电盘3以改变所述电气间隙的间距，以便获取每一间隙间距对应的间隙最小击穿电压，并建立所述间隙最小击穿电压与所述间隙间距之间的映射关系。
26.本技术实施例的射频电磁能爆炸试验装置的原理为：通过控制线性驱动机构5驱使所述金属杆6靠近或远离所述导电盘3，由于所述金属杆6穿设于所述金属盘4上，在所述金属杆6靠近或远离所述导电盘3的过程中，所述导电盘3和所述金属杆6之间的电气间隙发生变化，从而实现电气间隙可调。例如：设置固定的步长，线性驱动机构5按照预设步长驱使所述金属杆6从所述金属盘4处逐步靠近所述导电盘3，从而逐步减小与所述导电盘3之间的间隙间距，即所述金属杆6与所述导电盘3之间的初始电气间隙可以是所述导电盘3和所述金属盘4之间的距离，所述金属杆6与所述导电盘3之间的末端电气间隙可以是零，此时所述金属杆6平移至与所述导电盘3接触。在每一步长对应的间隙间距下，逐步增大间隙间的电压，直至间隙被击穿，得到间隙击穿对应的最小击穿电压，依此类推，直至建立每一间隙间距与其间隙最小击穿电压之间的映射关系，其中，间隙最小击穿电压能够通过向天线组件馈入的射频电磁能量计算得到。
27.基于上述公开的内容，本技术实施例的有益效果为：通过设置线性驱动机构5，驱使金属杆6靠近或远离导电盘3，以改变金属杆6端部与导电盘3之间的间隙间距，通过获取每一间隙间距对应的间隙最小击穿电压，能够建立间隙最小击穿电压与间隙间距之间的映射关系，从而获知在特定频段下，不同间隙间距对应的间隙最小击穿电压，即获知不同间隙间距所需的射频电磁能量，从而为等离子放电在高频和爆炸性气体条件下的理论分析提供数据支持。
28.在本技术实施例的一些实施方式中，所述密闭气体腔1可以是一体式结构，也可以是分体式结构，例如设置容纳天线组件和线性驱动机构5的容纳腔，并在容纳腔上方设置可拆卸的密封盖12，所述密闭气体腔1的具体结构可以根据试验需求进行设置，此处不做限定。
29.在本技术实施例的一些实施方式中，所述天线组件获得射频电磁能量的方式可以有多种。其中一种方式为：所述导电盘3电连接有馈电极7，所述馈电极7用于电连接射频源以馈入射频电磁能量。优选的，所述馈电极7包括sma（sub-miniature-a，超微a型）同轴电缆，sma同轴电缆的内芯与所述金属盘4连接，所述sma同轴电缆的屏蔽层与所述导电盘3连接，将sma同轴电缆接入外部的射频源，并通过射频源向所述天线组件馈入射频电磁能量。另一种方式为：设置电磁场环境，将所述射频电磁能爆炸试验装置放置在电磁场环境下，通过所述天线组件的耦合作用获得射频电磁能量。当前可以理解的是，所述天线组件获取射频电磁能量的方式不限于上述举例，其他可以获取射频电磁能量的方式也在本技术实施例
的保护范围之内，此处不做限定。
30.在本技术实施例的一些实施方式中，当通过外部射频源向所述天线组件馈入射频电磁能量时，优选的，设置射频源保护电路，以保护射频源。其中，所述射频源保护电路采用现有常规的保护电路，此处不再赘述。
31.如图6和图7所示，在本技术实施例的一些实施方式中，当所述馈电极7包括同轴电缆时，所述天线本体2采用环天线，且同轴电缆的阻抗与所述天线本体2的阻抗相匹配，例如所述同轴电缆的阻抗与所述天线本体2的阻抗相等，从而在通过同轴电缆向所述环天线馈入射频电磁能量时，能够避免因阻抗不匹配导致的能量反射，进而使得同轴电缆馈入的射频电磁能量基本都能被环天线所接收，提高了能量馈入效率。优选的，所述同轴电缆的阻抗与所述天线本体2的阻抗设为50欧姆。
32.在本技术实施例的一些实施方式中，所述环天线可通过调整尺寸参数来实现与同轴电缆的阻抗匹配，尺寸参数的调整方式为现有常规方式，此处不再赘述。可以理解的是，所述环天线还可以通过调整尺寸参数来控制谐振点对应的频段，例如可通过调整尺寸参数将谐振点设置在任意频段，以满足各频段的试验需求。
33.当然，可以理解的是，所述环天线可以是单环形式的天线，也可以是同心双环的天线，还可以是其他形式的天线；还可以理解的是，本技术实施例中的天线本体2也不限于上述的环天线，还可以是其他形式的天线，此处不做限定。
34.在本技术实施例的一些实施方式中，所述天线组件下方还设有天线固定架11，用于提高所述天线组件的结构稳定性，避免在试验过程中发生天线组件倾翻等事故。
35.在本技术实施例的一些实施方式中，所述导电盘3和所述金属盘4在安装时相对设置，且二者的盘面之间的距离为固定距离，固定距离的大小由试验需求决定，此处不做限定。
36.在本技术实施例的一些实施方式中，所述导电盘3可采用任意导电性能良好的介质材料，例如镉盘，铝盘等，此处不做限定。
37.在本技术实施例的一些实施方式中，所述导电盘3为镉盘，所述金属杆6为钨丝杆，在试验过程中发现，采用钨丝和镉盘作为打火电极，具有良好的打火效率。
38.在本身亲实施例的一些实施方式中，当所述金属杆6的一端穿设于所述导电盘3并进入所述电气间隙时，所述金属杆6位于所述电气间隙中的一侧套设有限位件，以确保所述金属杆6在运动过程中始终保持与金属盘4之间的电连接。
39.在一些实施方式中，所述金属盘4采用铜盘。
40.在本技术实施例的一些实施方式中，所述线性驱动机构5包括驱动电机51，所述驱动电机51可以是步进电机，所述驱动电机51的输出端连接有运动转换机构52，所述运动转换机构52连接有所述金属杆6，所述运动转换机构52用于将所述驱动电机51输出的旋转驱动力转换为驱使所述金属杆6进行平移运动的线性驱动力。
41.具体的，所述驱动电机51输出的驱动力是供旋转运动的力，然而，基于上述设置，如果要调节金属杆6与导电盘3之间的间隙间距，例如调节钨丝杆与镉盘之间的间隙间距，则需要控制所述钨丝杆进行平移运动，例如控制所述钨丝杆按照预设步长逐渐平移运动靠近所述镉盘，以改变现钨丝杆与镉盘之间的间隙间距，因此，需要将驱动电机51输出的旋转驱动力转换为可驱使所述金属杆6进行平移运动的线性驱动力。
42.应当理解的是，本技术实施例的金属杆6和金属盘4均为导电材料，当金属杆6穿设于所述金属盘4上时，二者实现电气连接。而所述运动转换机构52的作用是将旋转运动转换为平移运动，不涉及电气方面的作用，因此所述运动旋转机构52采用非金属材料，即运动旋转机构52与所述金属盘4之间不存在电气连接。
43.在本技术实施例的一些实施方式中，所述运动转换机构52为曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构是指用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的平面连杆机构，如图5所示，曲柄滑块机构中与机架构成移动副的构件为滑块，通过转动副联接曲柄和滑块的构件为连杆，其结构和原理为现有技术，此处不再赘述。
44.应当理解的是，当所述运动转换机构52为曲柄滑块机构时，所述曲柄滑块机构应当设置有运动极限位置，其中，所述曲柄滑块机构与所述金属杆6连接的一侧的运动极限位置应当保证金属杆6和金属盘4之间稳定电连接，所述曲柄滑块机构与所述驱动电机51的一侧的运动极限位置应保证曲柄滑块机构与所述密闭气体腔1体的内壁不发生干涉，以确保运动的平滑性。
45.在本技术实施例的一些实施方式中，所述运动转换机构52还可以是双齿轮结构，或者是齿轮和齿条的结构，此处不再赘述。
46.在本技术实施例的一些实施方式中，所述气体密闭腔上开设有泄压口8，所述泄压口8上堵塞有密封件，优选的，所述密封件采用橡胶塞，以确保所述气体密闭腔在试验过程中的密闭性。在试验完成后，即爆炸性气体发生爆炸后，通过所述泄压口8将爆炸产生的压力排出，以避免对腔体内的其他组件造成损害。
47.在本技术实施例的一些实施方式中，所述气体密闭腔上开设有进气口和出气口，所述进气口上设有进气阀9，所述出气口上设有出气阀10，优选的，所述进气阀9和所述出气阀10采用电磁阀，从而可以对所述气体密闭腔的进气过程和排气过程进行自动控制。
48.射频电磁能设备在爆炸性环境中的安全性能测试是保障设备安全运行的重要一环。英国标准bs 6656:2002《assessment of inadvertent ignition of flammable atmospheres by radio-frequency radiation-guide》中分别给出了i类、iia、iib以及iic爆炸性环境中的射频电磁能功率和能量安全阈值，例如甲烷气体，要求200us的平均阈功率不得超过6w。试验方案是构建50欧姆纯阻性电路来模拟特性阻抗为50欧姆的射频电路，并将iec标准火花台串联到射频电路中，并根据火花试验台的点火结果来评估射频电磁能的功率安全阈值。gb/t 3836.1《炸性环境 第1部分：设备 通用要求》中，沿用了上述结果和试验方法，并对30mhz以下的频段进行了测试，且将试验结论直接推广到了99khz-60ghz频段。
49.然而，对于高频通信设备，例如5g射频，其常用频段最高可达到3.5ghz，5g射频相对于低频电磁波火花放电时，鞘层电场高速塌缩与膨胀，空间瞬态特性复杂，电子加热模式不同于经典的随机加热，随着频率的升高电子难以响应电场，且爆炸性气体和空气的混合气体放电相比于惰性气体放电也更为复杂，因此，直接将30mhz以下频段的测试结论应用于5g设备的方式，存在安全功率阈值设定存在误差的问题。
50.为了解决上述问题，在一些实施方式中，本技术实施例在上述的射频电磁能爆炸试验装置基础上，将所述线性驱动机构5还用于驱使所述金属杆6与所述导电盘3周期性连接，以便在所述天线组件获取的射频电磁能量的功率逐步增大过程中，当所述爆炸性气体发生爆炸时，将爆炸时的射频电磁能量功率确定为功率安全阈值。
51.其中，所述金属杆6与所述导电盘3周期性连接是指：所述金属杆6和所述导电盘3按照预设周期建立电连接。例如可以是：驱动电机51旋转一次，所述金属杆6与所述导电盘3之间由距离最大到距离最小再到距离最大，其中，距离最大是指金属杆6位于初始位置，例如位于金属盘4处，距离最小是指与导电盘3接触即建立电连接。
52.在对射频电磁能量的功率安全阈值进行测定时，所述射频电磁能爆炸试验装置的试验原理为：通过控制线性驱动机构5驱使所述金属杆6与所述导电盘3周期性连接，例如驱动电机51通过驱动曲柄滑块机构来驱使钨丝杆进行周期性平移运动，从而使得钨丝杆与导电盘3周期性连接，在驱动电机51转动过程中，通过逐步增大所述天线组件获取的射频电磁能量的功率，当所述爆炸性气体发生爆炸时，将爆炸时的射频电磁能量功率确定为功率安全阈值，完成功率安全阈值测试。
53.在一些实施方式中，在对射频电磁能量的功率安全阈值进行测定时，所述射频电磁能爆炸试验装置还连接有功率测量电路，所述功率测量电路用于测量馈入所述天线组件的射频电磁能量的功率，包括所述功率安全阈值。
54.基于上述公开的内容，本技术实施例通过线性驱动机构5还用于驱使所述金属杆6与所述导电盘3周期性连接，以便在所述天线组件获取的射频电磁能量的功率逐步增大过程中，当所述爆炸性气体发生爆炸时，将爆炸时的射频电磁能量功率确定为功率安全阈值，从而可以准确评估不同频段的射频设备在爆炸性场所的功率安全阈值，例如可以评估不同频段的5g设备在爆炸性场所的功率安全阈值，能够解决以往标准限制安全阈值过大而对5g通信技术发展的制约问题，为大功率5g设备在爆炸性场所的应用提供有力的数据支撑。
55.参见图8，示出了本技术实施例中的射频电磁能爆炸试验方法的流程图。
56.如图8所示，根据本技术实施例的第二方面，提供了一种射频电磁能爆炸试验方法，应用于如第一方面任一项所述的装置，所述方法包括但不限于由步骤s101至步骤s104实现：步骤s101.向密闭气体腔内充入爆炸性气体；步骤s102.通过所述天线组件获取射频电磁能量；步骤s103.控制线性驱动机构驱使所述金属杆靠近或远离所述导电盘以改变所述电气间隙的间距；步骤s104.获取每一间隙间距对应的间隙最小击穿电压，并建立所述间隙最小击穿电压与所述间隙间距之间的映射关系。
57.在步骤s101中，所述爆炸性气体包括但不限于氢气、乙烯、甲烷等。在向密闭气体腔内充入爆炸性气体时，可以通过控制进气口的控制阀向腔体内通如气体，然后将控制阀关闭，实现气体密闭腔的密闭，营造出爆炸试验的测试环境。
58.在步骤s104中，所述间隙最小击穿电压与所述间隙间距之间的映射关系可以是函数关系，即将间隙间距作为自变量，将间隙最小击穿电压作为因变量，建立二者之间的函数关系。
59.需要说明的是，所述间隙最小击穿电压可以通过馈入所述天线组件的电磁能量的功率计算得到。例如：当环天线的阻抗设置为50欧姆时，所述间隙最小击穿电压的计算公式可以如下：；
其中，p为馈入试验装置的射频电磁能量的功率，50为天线阻抗，u是间隙电压。
60.在试验过程中，通过驱动电机控制钨丝杆的尖端与镉盘之间的距离，以改变镉盘和铜盘之间的电气间隙，通过改变所述天线组件获取的射频电磁能量的功率，例如改变射频源的功率，从而能够改变镉盘和钨丝杆之间的电压，通过观察或检测电火花的产生或者气体爆炸的情况，例如采用传感器检测气体爆炸的情况，从而获知在特定频段下，不同间隙间距对应的间隙最小击穿电压，即获知不同间隙间距所需的射频电磁能量，从而为等离子放电在高频和爆炸性气体条件下的理论分析提供数据支持。
61.在本技术的一些实施例中，基于前述方案，还包括：步骤s105.控制所述线性驱动机构驱使所述金属杆与所述导电盘周期性连接；步骤s106.逐步增大所述天线组件获取的射频电磁能量的功率；步骤s107.当所述爆炸性气体发生爆炸时，将爆炸时的射频电磁能量功率确定为功率安全阈值。
62.在步骤s105至步骤s107中，通过控制线性驱动机构驱使所述金属杆与所述导电盘周期性连接，例如驱动电机通过驱动曲柄滑块机构来驱使钨丝杆进行周期性平移运动，从而使得钨丝杆与导电盘周期性连接，在驱动电机转动过程中（例如连续转动3200转），通过逐步增大所述天线组件获取的射频电磁能量的功率，当所述爆炸性气体发生爆炸时，将爆炸时的射频电磁能量功率确定为功率安全阈值，完成特定输入条件下（例如特定频率、调制波形下）的功率安全阈值测试。
63.基于上述公开的内容，本技术实施例提供的射频电磁能爆炸试验方法通过获得特定频率下，射频电磁能量的最小放电击穿电压和间隙间距之间的映射关系，以验证射频能量放电时物理过程及物理参数之间的协同效应，从而为等离子放电在高频和爆炸性气体条件下的理论分析提供数据支持；通过控制线性驱动机构驱使所述金属杆与所述导电盘周期性连接，完成特定输入条件下的功率安全阈值测试，能够解决以往标准限制安全阈值过大而对5g通信技术发展的制约问题，为大功率5g设备在爆炸性场所的应用提供有力的数据支撑。
64.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种射频电磁能爆炸试验装置，其特征在于，包括：密闭气体腔；设于所述密闭气体腔内的天线组件，所述天线组件包括天线本体，所述天线本体的两端分别电连接有导电盘和金属盘，所述导电盘和所述金属盘相对设置；设于所述密闭气体腔内的间隙调节组件，所述间隙调节组件包括线性驱动机构，所述线性驱动机构连接有金属杆，所述金属杆的一端穿设于所述金属盘，所述金属杆的端部与所述导电盘之间的距离为电气间隙；在进行射频电磁能爆炸试验时，所述密闭气体腔内充有爆炸性气体，所述天线组件用于获取射频电磁能量，所述线性驱动机构用于驱使所述金属杆靠近或远离所述导电盘以改变所述电气间隙的间距，以便获取每一间隙间距对应的间隙最小击穿电压，并建立所述间隙最小击穿电压与所述间隙间距之间的映射关系。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导电盘电连接有馈电极，所述馈电极用于电连接射频源以馈入射频电磁能量。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述天线本体采用环天线，所述馈电极包括同轴电缆，所述同轴电缆的阻抗与所述天线本体的阻抗相匹配。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导电盘为镉盘，所述金属杆为钨丝杆。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述线性驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有运动转换机构，所述运动转换机构连接有所述金属杆，所述运动转换机构用于将所述驱动电机输出的旋转驱动力转换为驱使所述金属杆进行平移运动的线性驱动力。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述运动转换机构为曲柄滑块机构。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述气体密闭腔上开设有泄压口，所述泄压口上堵塞有密封件。8.根据权利要求1-7任一项所述的装置，其特征在于，所述线性驱动机构还用于驱使所述金属杆与所述导电盘周期性连接，以便在所述天线组件获取的射频电磁能量的功率逐步增大过程中，当所述爆炸性气体发生爆炸时，将爆炸时的射频电磁能量功率确定为功率安全阈值。9.一种射频电磁能爆炸试验方法，其特征在于，应用于如权利要求1-8任一项所述的装置，所述方法包括：向密闭气体腔内充入爆炸性气体；通过天线组件获取射频电磁能量；控制线性驱动机构驱使金属杆靠近或远离导电盘以改变电气间隙的间距；获取每一间隙间距对应的间隙最小击穿电压，并建立所述间隙最小击穿电压与所述间隙间距之间的映射关系。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：控制所述线性驱动机构驱使所述金属杆与所述导电盘周期性连接；逐步增大所述天线组件获取的射频电磁能量的功率；当所述爆炸性气体发生爆炸时，将爆炸时的射频电磁能量功率确定为功率安全阈值。

技术总结
本申请公开了一种射频电磁能爆炸试验装置和方法，装置包括：密闭气体腔；天线组件，包括天线本体，天线本体的两端分别电连接有导电盘和金属盘；间隙调节组件，包括线性驱动机构，线性驱动机构连接有金属杆，金属杆的一端穿设于金属盘，金属杆的端部与导电盘之间的距离为电气间隙；试验时，密闭气体腔内充有爆炸性气体，天线组件获取射频电磁能量，线性驱动机构驱使金属杆靠近或远离导电盘以改变间距，以便获取每一间隙间距对应的间隙最小击穿电压，建立间隙最小击穿电压与间隙间距之间的映射关系。本申请能够获取特定频段下不同间隙间距对应的间隙最小击穿电压，从而为等离子放电在高频条件和爆炸性环境下的理论分析提供数据支持。持。持。


技术研发人员：张勇 郭子文 孟积渐 王磊 林俊 徐建文 李子涵
受保护的技术使用者：安标国家矿用产品安全标志中心有限公司
技术研发日：2023.08.08
技术公布日：2023/9/7