电火工品换能元性能优化的策略与展望

伴随着高安全性、高可靠性、低能发火和高能输出等应用需求,电火工品换能元的发展经历了技术交叉、融合创新的过程。本文从电火工品换能元的发展历程、技术发展热点和发展展望3个方面对其进行了梳理总结,从内部需求牵引下的换能机制和外部技术驱动下学科交叉2个方面对电火工品换能元的发展历程进行了综合阐述。最后,从本质机理探究、安全性和可靠性兼顾、功能拓展3个方面,陈述了对电火工品换能元未来发展思路的一些见解。

电火工品换能元电磁损伤机理及防护技术研究进展

随着战场空间的电磁环境日趋复杂,火工品面临更高的电磁适应能力要求。本文综述了电火工品换能元在电磁损伤机理和防护技术研究方面的研究进展,介绍了电火工品在不同电磁环境下的损伤机制,探讨了静电、雷电脉冲、核电磁脉冲等干扰对火工品性能的影响,并分析分立式电磁防护技术,包括铁氧体材料、电容器和负温度系数热敏电阻等元件在电磁防护中的应用,展示了其在不同电磁环境下的防护效果。同时,讨论了集成式电磁防护技术的发展,特别是MEMS工艺在换能元小型化和多功能集成化中的应用,并针对电火工品换能元电磁防护技术未来发展陈述了一些见解。

基于图像识别的防爆电气设备引入装置缺陷识别方法

防爆电气设备经常出现引入装置缺陷问题,严重时导致爆炸事故发生,因此要及时发现引入装置缺陷问题以进行整改。现综合考虑了防爆电气设备引入装置的安装过程中的关键因素,阐述了常见引入装置缺陷问题,探讨了基于图像识别的防爆电气设备引入装置缺陷识别方法,通过构建模型并训练优化,对引入装置的缺陷进行自动化检测和识别。强调了基于图像识别的缺陷识别方法在提高效率和准确性方面的优势,以及对防爆电气系统安全性的重要作用,为防爆电气设备引入装置的选型、安装和缺陷识别提供了有益指导和建议。

大容量防爆特殊型电源装置的设计研究

随着煤矿采煤设备的性能提升,煤炭产量日益增大,作为运输设备的煤矿用电机车装载量也需相应地提升,以保证煤矿井下的运输任务的需要。而运载物料能力更强的煤矿防爆蓄电池电机车则需要更强劲的动力系统。针对此需求设计了一种大容量防爆特殊型电源装置,来满足煤矿防爆蓄电池电机车使用需要。介绍了该装置的完整设计过程,并通过试验验证设计的可靠性,以及适应煤矿井下的各种要求和规定,保证煤矿防爆蓄电池电机车的强大运载能力和稳定安全运行,且延长了使用寿命,同时为防爆特殊型电源装置设计和改进提供了一定的理论指导。

电性能测试中继联锁控制系统

火工品电性能测试是产品制造过程中必不可少的环节,产品在电性能测试中存在燃烧、爆炸的安全风险,药量大的电爆管类产品爆炸冲击波、迸射物易对操作者造成伤害。为提升某类火工品电性能测试过程安全性及测试效率,对测试流程进行优化,将测试线路、设备、场所进行改造,设计电性能测试中继联锁控制系统,将信号控制与门机联锁融为一体,在安全电流测试中集成高精度电流调节、自动延时控制、控制信号反馈等功能,通过介质耐压、绝缘电阻、安全电流等多种测试,有效地解决成品电性能测试中的人员安全问题,是火工品成品电性能测试的理想操控装置。

轨道炮发射过程中电火工品的可靠性评估

电磁轨道炮发射时会在膛内激发强脉冲磁场,从而与引信内部的电火工品产生能量耦合,影响轨道炮弹药的作用可靠性。针对轨道炮电火工品所处位置的磁场环境表征,应用有限元法对轨道炮发射全过程进行了仿真模拟,明确了弹丸引信区域磁场的时空分布特性,突出了发射组件出膛瞬间这一特殊事件所引起的极端磁场变化。然后开展了电火工品与强脉冲磁场环境的耦合效应研究,研究了电火工品壳体、桥区薄膜等实际几何特征对强脉冲磁场的衰减特性,分析了不同脚线布置方式下弹丸电火工品换能元的电热响应特征,并以该型电火工品的最小点火能量与桥区熔点为标准对其作用可靠性进行了评估。研究结果表明轨道炮发射典型参数下电火工品具有较高安全性。分析结果可为电磁轨道炮弹药引信的设计与可靠性评估提供参考。

桥丝式电火工品感应电流及电磁安全性分析

基于电磁场基本理论对桥丝式电引爆火工品等效天线的形成及其能量转化过程进行理论分析,利用CST软件对强电磁脉冲作用下火工品中感应电流的形成进行仿真建模,并利用验证后的模型分析了入射波信号、火工品引线布置形式及桥丝电阻等因素对感应电流的影响。研究结果表明,入射波强度、频率、入射方向以及火工品等效天线的感应接收面积是感应电流的主要决定因素;桥丝电阻和感应电流共同决定了耦合到火工品中的感应能量,从电磁安全性角度出发,电火工品承受连续电磁脉冲作用时间不得超过178μs。文中研究可为武器装备火工品安全防护提供参考。

Discussion on Failure Sensitive Parameters of an EED Life Performance in Storage

An issue to distinguish sensitive parameters of storage life prior to the failure of a bridgewire electro-(explosive) device (EED) is studied. The degradations of bridgewire resistance, 50% firing current, ignition delay time, bridgewire molten time and powder color with the storage time were measured under a simulating accelerated life test of high-temperature and high-humidity. The most sensitive parameter suitable to evaluate the EED storage life is discussed. It is concluded that the standard deviation of resistance change is the most sensitive degradation variable, and the next is bridgewire molten time, 50% firing current and ignition delay time. The mean of resistance is an insensitive degradation parameter.

基于FDS的电点火器件制造车间火灾危险性研究

电点火器件生产存在产品危险度高、场所火灾风险大以及安全隐患认识片面等问题。以某民爆产品生产企业典型电点火器件制造车间为研究对象,利用FDS软件通过对其火灾危险性进行数值模拟分析,研究有风和无风两种条件下点火器件制造车间内发生火灾事故后火焰及烟气的蔓延规律以及温度、能见度、烟气层高度等参数的变化特征,并重点分析制造车间内火焰及烟气形成的高温对其他电点火器件的影响,据此确定火灾发生后的危险地点和相对安全的人员逃生路线。结果表明:相比于无风条件,有风条件下制造车间内火灾人员逃生时间缩短25~50 s;风存在与否对人员选择逃生路线有关键的影响,由于有风条件下火灾燃烧速度加快,烟气产生和扩散速度也增加,人员逃离速度要求更高,因此有、无风时人员应选择不同的逃生路线。

海上石油开采防爆电气设备问题及解决策略

海上石油开采与陆上石油开采有很大不同,面临更加恶劣的自然条件和气象条件。为提升海上石油开采的安全性,其作业过程中使用的电气设备都需经过特殊的防爆处理。针对防爆电气设备使用过程中经常出现的6类问题,该文逐一加以阐述分析并给出对应的解决方案。对于防爆电气设备选型问题、标识问题、导引装置问题、隔爆问题、辅助件问题、接地问题,都进行深入细致地分析并提出解决策略。对于海上石油开采防爆电气设备的安全使用具有一定的实践价值。

海洋平台本安防爆设备参数选择及配接要求

对海洋平台外供电本质安全型防爆电气产品的基本配置、系统组成、及本安系统中的本质安全装置、关联装置、连接电缆参数选择及配接要求进行了详细论述,有助于正确选型、安装、使用和维护本质安全型防爆电气设备,保证现场生产运营安全。

5G通信电磁环境对电火工品影响仿真分析

5G通信技术在装设备储存场所和装设备上的广泛应用,将使电火工品暴露在复杂的5G通信电磁环境中。当桥丝式电火工品处于5G通信电磁环境中时,其引线可等效为接收天线,从电磁场中接收电磁能量,桥丝上会产生感应电流。为分析5G通信电磁环境对桥丝式电火工品的影响,选取一典型5G微基站为辐射源,对处于该辐射场中电火工品的感应电流进行了仿真,并分析了电火工品的物理结构特性与感应电流之间的关系。

矿用防爆电气设备母线电源指示装置的设计

针对近年来煤矿自动化,智能化的发展,矿用防爆电气设备不断增多而矿井工作环境恶劣,现存的防爆电气设备安全隐患不断增大的现状,基于防爆电气设备安全运行隐患现状及防爆电气设备的主要特点,重点针对当前矿用防爆电气设备存在不能明确指示带电量易出现电击伤人的不足,设计出一种可直观显示防爆电气设备腔体内实际带电量的母线电源指示装置,且该装置可联系门盖进行自动闭锁,更好的保障了防爆电气设备的安全,防止了电击伤人事故的出现,有效提升了防爆电气设备的安全运行水平,促进了防爆电气设备的安全运行。

半导体桥火工品的防静电和防射频技术

对电火工品及半导体桥火工品防静电、防射频的常用方法进行了分析和概述,防静电方法主要是采用绝缘环或者泄放通道,防射频方法主要是采用屏蔽和低通滤波器。指出了现有常用技术存在的问题和今后的发展方向,认为现有方法无法完全泄放杂散静电、很难做到无缝隙屏蔽,或会增加火工品体积和质量。利用微电子保护电路,是半导体桥火工品静电和射频防护技术未来的发展方向。

桥丝式电火工品静电发火过程的数值模拟

根据灼热桥丝式电火工品的电热起爆机理,考虑桥丝的轴向和径向散热以及药剂自身的分解放热,建立了灼热桥丝式电火工品静电发火的数理模型。用有限差分法对该模型方程进行求解,得出了桥丝式电火工品的三维温度场分布,并对结果进行了分析。

电热火工品感应电流与连续电磁波频率的关系

电热火工品电磁波环境下的响应效应与规律性是开展电磁安全性研究及环境适应性设计的基础。为了得到影响电热火工品电磁响应的重要参数与规律,用实验室建立的连续电磁波环境模拟系统与感应电流测试装置,研究了电热火工品电磁波环境下感应电流与频率间的关系。结果表明,电热火工品感应电流与电磁波频率间存在谐振关系。以火工品垂直脚线状态为例,其脚线长度为0.72 m时,对应感应电流谐振频率约为200 MHz。在此基础上开展的理论计算与仿真研究,证实了火工品脚线的天线特性是影响其电磁响应的关键因素。电热火工品在其脚线长度对应的谐振频率点处感应电流值最大。

射频对桥丝式电火工品性能的影响

本文研究了射频试验对桥丝式电火工品性能的影响。试验表明,经射频能量作用后,桥丝式电火工品发火功率降低、作用时间变长,甚至可能造成射频瞎火。文章还对施加射频能量的大小、时间及对电火工品性能的影响进行了测试。

火箭弹连续波电磁环境中响应特性仿真分析研究

为了分析火箭弹电磁环境中的响应特性,利用ANSYS HFSS电磁仿真软件,建立了火箭弹发动机及其配用电火工品电磁仿真模型,并在连续波电磁环境中,开展了火箭弹发动机及其配用电火工品电磁环境效应仿真研究。通过探测火工品上的感应电流大小,得到了10×103~18×109Hz频率范围内火工品的频响曲线,以及100MHz时弹内电场分布特点,获得了火箭弹在不同入射方向、不同电场强度电磁场中的耦合规律,为分析火箭弹连续波电磁场中安全性提供支撑。

桥丝式电火工品安全电流的预测

通过瞬态脉冲无损检测试验得到桥丝式电火工品的电阻和集总热散失系数等电热响应参数,利用这些电热响应参数分别采用Rosenthal的集总热参数模型和BP神经网络模型方法预测电火工品的安全电流。结果表明:两种方法预测的安全电流较高的电火工品,在相同的恒流脉冲下发火的概率较小。电火工品瞬态脉冲无损检测技术与BP神经网络模型方法相结合,可以用来预测电火工品的安全电流。

一种低冲击分离螺栓的设计

介绍了一种低冲击分离螺栓的设计,重点介绍了螺栓承载能力的设计以及电起爆器的设计,并对低冲击分离螺栓进行了性能试验。试验结果表明,分离装置的设计方案正确、工作可靠、性能稳定,满足技术要求,为同类产品的设计提供了一定参考。