高钝感电起爆器的结构设计及性能研究

针对双桥电起爆器钝感要求,使用桥带升温数学模型和三维建模编程的方法,进行了相关结构设计及性能试验验证。研究表明:采用防静电板和接线板的结构设计,防静电性能稳定,能够承受16 A直流电流的冲击而不失效;当桥带厚度为0.02 mm、桥带宽度为0.32 mm时,能够满足桥路熔断时间不大于60 ms的要求;锆/高氯酸钾和D8型硼/硝酸钾点火药配合使用,能够满足安全电流1A、1 W、5 min的要求,且发火可靠。

微起爆器静电响应特性

为明确基于MEMS工艺的微起爆器静电响应特性,按照GJB 5309.14-2004火工品试验方法第14部分:静电放电试验的要求,对不同静电放电条件下的微起爆器感应电流、阻值变化、桥区损伤、发火感度进行了测试与表征。结果显示:对于50%静电发火电压为21.91 kV的微起爆器,静电电压小于17.5k V时,微起爆器电阻值基本保持不变,桥区显微镜照片显示无损伤;20.0,22.5 kV静电放电后,微起爆器换能元桥区出现了分层或断裂,27.5,30.0 kV静电放电后,微起爆器换能元桥区表面出现了条纹鼓起或明显烧蚀;静电加载后微起爆器桥区损伤不同,50%发火电压的变化也不同;桥区未出现损伤,发火感度未出现显著变化。本研究为揭示微起爆器静电环境失效机理以及加固设计提供了基础数据支撑。

Cu箔晶体微观形貌对爆炸箔起爆器的性能影响试验研究

为研究Cu箔微观形貌及内部晶体组织结构对爆炸箔起爆器(Exploding Foil Initiator,EFI)性能的影响规律,采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术和Lift-Off刻蚀法,在150,450 W和800 W溅射功率条件下制备了3种不同晶体形貌的Cu箔,并开展相应爆炸箔(Exploding Foil,EF)电爆炸性能,飞片速度以及EFI发火性能的试验研究。试验结果表明:3种溅射功率对应样品的平均晶粒尺寸分别为19.6~36.7nm,41.5~62.9 nm和58.6~80.2 nm,表面平均粗糙度分别为6.7,16.9 nm和46.2 nm,附着力分别为42.436,55.569 mN和71.135 mN。溅射功率为800 W时制备的Cu箔晶粒尺寸最大且分布最均匀,晶粒沉积致密平整,晶界较少,表面粗糙度最大,附着力最强,Cu(1 1 1)晶面的衍射峰最高,相应EF的电阻值和电感值最小,电爆炸能量利用率和飞片速度最高,集成的EFI 50%发火感度比溅射功率为450 W和150 W获得的样品分别高19.1%和22.6%。

爆炸箔起爆器热烤试验与数值模拟研究

采用试验和数值模拟相结合的方法,开展了爆炸箔起爆器(ExplodingFoilInitiator,EFI)在慢烤、快烤条件下的热安全性研究。设计并组建了一种适用于EFI等小型火工品的烤燃装置,开展了EFI烤燃试验;同时,利用ANSYS/FLUENT对EFI烤燃响应状况进行了数值仿真计算。试验结果显示:EFI在10K/h慢烤条件下响应时间约为25.8 h,响应温度约为555K;在快烤条件下响应时间约为135min,响应温度约为565K。在两种条件下EFI响应等级均为爆燃。将数值模拟结果与烤燃试验结果进行对比分析,数值模拟与试验响应时间相差小于10%,响应温度相差小于2%。研究表明本文设计组建的烤燃装置适用于EFI的烤燃试验,数值模拟模型较为准确。

几种全通径起爆器初探

介绍了国内射孔器的发展过程、全通径射孔技术的优点及工作原理,从结构原理上分析了撞击全通径起爆器、压力全通径起爆器的性能。实践证明,破碎式全通径起爆器已满足全通径射孔工艺要求。

串联电爆网络电容式起爆器的等效平均电流

电雷管起爆与桥丝电阻吸取的热量有关,即取决于发火冲量。发火冲量与通过电流的大小和通电的时间长短有关。而电容式起爆器给电爆网络提供的电流大小是随着放电时间增长而减小的,在规定的电雷管点火时间内,取合适的电流值是计算电雷管发火冲量,确定是否能引爆电雷管的重要参数。针对电爆串联网络,给出了电容式起爆器等效平均电流的分析计算方法。

电容式起爆器起爆能力分析

电容式起爆器是普遍使用的一种起爆器材,起爆能力是起爆器的重要指标。在分析了起爆器电路、电雷管的最大发火冲量以及爆破网络后,推导出了电容式起爆器起爆能力的计算公式。

连锁起爆器

连锁起爆器彭担任，张仁贵，何书建，李仁彬中国矿业大学（江苏，２２１００８）１引言在煤炭、冶金、建材和国防系统，进行井下爆破作业时，因疏忽可能引起放炮崩人、冒顶和爆燃火灾事故，甚至造成人员伤亡。据我国煤炭行业统计，井下放炮引起的瓦斯、煤尘爆炸事故就占该...

QB-2型组合式程控起爆器的研究

QB－2型组合式程控起爆器是一种由电池供电、微机控制并根据预设时间值精确延时的多组多路程控点火系统。文中重点介绍了系统的组成、性能指标、设计原理、初步应用情况及前景展望。

导爆管起爆器瞬态电火花温度的光谱法测定

应用双谱线原子发射光谱测温法的原理 ,建立了一套石英光导纤维传输的瞬态实时双谱线测温系统 ,它的时间分辨率最高可达 0 1μs ,所采用的两条谱线的波长分别为CuⅠ 510 5和CuⅠ 52 1 8nm。利用该套装置 ,研究了在不同电压下导爆管起爆器的放电火花温度随时间的变化 ,以及不同放电条件下的电火花持续时间。试验表明 :对给定的起爆器火花的温度 ,是在 2 10 0～ 4 2 0 0K范围内变化 。

用双灵敏度VISAR测试爆炸箔起爆器的飞片速度

用双灵敏度VISAR测试爆炸箔起爆器的飞片速度历史。通过对飞片表面镀膜处理,消除了爆炸箔爆炸自发光产生的干扰,增加了飞片的反射率。在爆炸箔宽360μm,厚8.4μm,加速膛直径为1.2 mm,飞片厚0.12 mm,放电回路充电电压为4.5 kV,放电周期为750 ns的条件下,飞片最大速度为4.1 km/s,飞片加速时间约为150 ns,飞片达到最大速度的飞行距离约为0.3 mm。

爆炸箔起爆器小尺寸飞片速度测试

设计了一套爆炸箔起爆装置,通过精确控制桥箔-飞片-加速腔三者的定位,在飞片表面镀一定厚度的铝膜(铝膜的质量与飞片的质量相比可忽略),合理选择VISAR探头的工作距离和与干涉腔延迟时间相关的条纹常数,屏蔽测试系统以及加设滤光片等,利用VISAR测试技术有效解决了小尺寸飞片速度的测试问题。给出了两种尺寸0.7mm×0.025mm和0.5mm×0.025mm飞片的速度测试结果。结果表明,采取新的措施后,获得了信噪比好、能正确反映爆炸箔起爆器驱动飞片物理过程的信号和飞片速度历史。

爆炸箔起爆器桥箔夹角优化设计

为了确定桥箔夹角对爆炸箔起爆器能量利用率的影响,设计并用离子刻蚀法制备了30°、45°、60°、75°和90°共5种不同夹角的桥箔,研究了其电爆炸性能。结果表明:在同一充电电压下,夹角为45°桥箔的爆发电流和峰值电流最大;爆发电流密度与飞片速度关系的分析及爆发功率和爆发时间与峰值电流时间差的比较显示,45°夹角的桥箔有能量利用率较高和发火能量较低的良好性能。

某隔板起爆器冲击起爆过程的数值模拟与实验研究

为了提高火工品的可靠性设计水平,将数值模拟技术引入隔板起爆器的设计中。利用LS-DYNA软件对某隔板起爆器隔板传爆过程进行模拟,计算得出可靠传爆不会穿透隔板的隔板厚度介于2.0 mm与5.0 mm之间。验证试验结果表明当隔板厚度为1.5~2.4 mm时,隔板能够完成正常功能,计算结果与实验结果基本吻合。

聚能装药用多点环形起爆器的设计

设计了一种聚能装药用多点环形起爆器,并运用动力学分析软件LS-DYNA和AUTO-DYN对其作用过程进行仿真,优化了多点环形起爆器的起爆点数和关键几何尺寸参数。应用高速摄影技术测量了经多点环形起爆器环形起爆后B炸药装药中形成的爆轰波阵面形状,结果表明在圆柱形B炸药装药中形成了理想的喇叭形爆轰波。

延时隔板起爆器设计

介绍了延时隔板起爆器设计原理，讨论了影响延时精度的因素。

基于MEMS工艺的微起爆器性能研究

针对MEMS火工品低能化、集成化技术要求,设计了一种基于MEMS工艺的微起爆器,通过仿真计算获得了基体材料、换能元材料、火工药剂与微起爆器起爆性能的影响规律,确定了微起爆器的结构参数;通过MEMS工艺完成微起爆器一体化集成制作,对结构参数以及起爆性能进行了测试,结果表明结构尺寸与设计尺寸误差小于6%;微起爆器发火电压小于3V,装药直径1mm、装药量2.0mg时,可以可靠起爆CL-20炸药,实现了低能化、集成化的要求,为MEMS火工品提供技术支撑。

装药参数对爆炸箔起爆器性能的影响

为研究HNS-Ⅳ装药参数对爆炸箔起爆器(EFI)性能的影响,测试了不同装药参数的EFI在不同放电电压下的作用时间。结果表明,装药密度为理论最大密度(TMD)的90%时,EFI起爆感度最高,作用时间最短,当装药密度为60%TMD和98%TMD时,EFI的起爆感度很低;装药密度为90%TMD时,装药直径在一定范围内对EFI起爆感度及作用时间基本没有影响。

高空核电磁脉冲对爆炸箔起爆器安全性的影响

目的评估爆炸箔起爆器(EFI)在高空核电磁脉冲下的安全性。方法通过吉赫兹横电磁波室(GTEM)强电磁脉冲模拟系统,开展辐射方式下EFI电极塞在模拟高空核电磁脉冲(HEMP)下的感应电流试验测试。HEMP主要是通过电磁辐射方式在EFI脚线上耦合能量,在爆炸箔上产生感应电流,用光纤场强计监测模拟HEMP的电场强度,并在EFI爆炸箔电极塞脚线上套装电流环,通过示波器监测爆炸箔上的感应电流波形。结果在爆炸箔电极塞两根脚线上分别连接相同长度的导线,按导线长度不同分为5、10、20、30、40、50 cm共6组,使导线成180°状态,EFI的脚线可等效为偶极天线,感应电流随脚线长度增加而增大,两者呈线性关系。结论EFI在HEMP下的感应电流远小于发火电流,对核电磁脉冲环境具有较高的耐受能力,具有较高的安全性。

聚能装药的多点环形起爆器性能测试及其应用

对聚能装药用多点环形起爆器的同步性能和环形起爆的聚能装药侵彻钢筋混凝土的侵彻威力进行了研究。应用高速摄影技术和光纤探针技术测量了多点环形起爆器各点输出的同步性,结果表明环形起爆器各点输出同步性好,时间差最大不超过0.1μs;聚能装药对钢筋混凝土的侵彻威力实验结果表明,采用多点环形起爆器的聚能装药对钢筋混凝土的侵彻威力比点起爆的有较大提高。