实验名称：爬行器电池能力实验分析报告

实验序号：2004-001

实验名称：爬行器电池能力实验分析报告

（1）目的和要求：研究电池型供电爬行器工作过程中，当电池电量不足时，电池的电流电压变化规律

（2）内容与原理：检测电池电压、电流的变化，记录波形变化曲线。

（3）主要仪器：TEKSCOPE数字示波器、数字式万用表、直流钳型电流表、ZP4爬行器等

（4）实验过程：

11月10日下午，榆林郊区。

首先将示波器调整到电压记录状态，调整到400V8分钟周期，将探头分别接到电池箱输出端，将爬行器主动轮腾空，启动前进状态，测量电压为149.9V，电流为1.01A。如下图：

启动爬行器曝光程序，发现电压有略有下降，见图一中段，当爬行时可见电压恢复升高，因连接线短，导致曝光时电压和电流不能看到，从记忆示波器上也无法精确的测量电压下降的具体数字。决定改用测量整机电流的办法，取一段约一米长取样导线，串于电池输出线上，利用示波器测量导线两端电压，示波器调整到400mV8分钟周期，从而间接测量电流，得到如下波形记录：

与理论分析完全吻合，从图上可以看出电机启动瞬间的电流突变，曝光时的电流缓慢上升过程，曝光停止时的电流急剧降低，和电机启动前的灯丝休息3秒的时间，都清晰可见。但是，因当时时间原因，当天的实验结束。

11日上午，榆林郊区。

继续实验，经过分析，发现因取样线过长，导致曝光期间未能完全观察到电流的变化，决定减短取样线，约去掉1/3，曝光时间120秒，测量结果如图：

可见与昨日图象类似，但发现曝光启动过程中，有电流不稳定（震荡）阶段，因电池能力尚可，未见异常。继续实验，将曝光时间调整到240秒，曝光后测得图象为：

可见震荡消失，在曝光后期电流在持续上升，爬行期间的电流值也略升，再次曝光，发现在曝光月30秒左右，检测不到射线剂量，发现爬行器已经停机休息状态，此时测量空载电压为11.84V，示波器显示为可见曝光中断，分析原因为，电池电压下降，而射线机为了维持恒定的毫安电流，自动调整脉冲宽度，导致电池电压越低消耗电流越大，形成恶性循环，电池电压迅速降低，导致DC-DC供电电压下降到108伏以下，DC-DC停止工作，（PLC供电电压低于其最低工作电压20.4V），PLC复位，停止控制曝光。

（5）结果与讨论：

在电池即将放电完毕前，电池电压在下降，而此过程中，电池供电电流却在上升，尽管射线管电流未变（推论），但随着电池电压的下降，射线高压在降低，射线硬度在下降，导致曝光能力不足，需要更多的曝光时间，但曝光时间的调节不是无限制的，否则对电池十分不利。而使用具有下限的DC-DC和PLC客观上实现了对射线机和电池的保护。

经过此实验，更正了过去不正确的分析，为今后设计新的爬行器程序和改进硬件提供了有利的证据。分析认为，选择大容量电池是很有益处的，使电池以相对较低的放电速率放电，对延长电池寿命和提供稳定的射线能量有益处。

[主要实验人员：曹立江、张宏亮]