桥丝发火影响因素分析

4.1.2.1 药剂导热系数的影响

以3#样品为计算基准，利用式（4-7）～式（4-14）计算恒流和电容放电激励下不同药剂导热系数下桥丝和药剂的温度分布，如图4.6和图4.7所示，其中恒流激励下时间步长取dt = 7 × 10-8 s，空间步长取dr = 2 × 10-6 m，计算时间τ = 56 ms，通电电流I = 0.2 A；电容放电激励下时间步长取dt = 2 × 10-8 s，空间步长取dr = 1 × 10-6 m，计算时间τ = 1 ms，放电电压U = 4 V，放电电容C = 47 μF。

图4.6　恒流激励下不同药剂导热系数下桥丝温度分布

图4.7　电容放电激励下不同药剂导热系数时桥丝的温度分布

由图4.6和图4.7可以看出，随着导热系数的增大，桥丝升温速率逐渐减小，桥丝的最高温度也会降低。这是由于一定的输入能量下，当药剂的导热系数大时，桥丝向药剂的散热多，用于使桥丝自身升温的热量就少，所以桥丝的最高温度就低。所以为了保证较高的安全电流应该选择导热系数较大的药剂作为发火药剂，但是一般情况下又要求电火工品容易发火，发火能量要低，综合考虑来看发火药剂的导热系数应该有一个最优值。

4.1.2.2 桥丝直径的影响

图4.8和图4.9所示为桥长L = 600 μm，桥径不同时，桥丝中心的温度分布曲线。计算所用的电流I = 0.2 A，电压U = 4 V，放电电容C = 47 μF，桥丝的电阻率为ρb = 109 × 10-8 Ω·m，发火药剂为斯蒂芬酸铅（LTNR），具体参数如表4.1所示。

从图4.8和图4.9可以看出，当桥丝的长度和激励方式一定时，不同桥径的桥丝温度分布曲线形状是一致的；输入能量一致时，桥丝升温速率和最高温度随着桥丝直径的增加而降低。在电火工品的设计中要求较低的发火电压和较高的安全电流，所以综合来看桥丝直径也应该有一个最优值，这为桥丝式电火工品的设计提供了理论依据。(www.xing528.com)

图4.8　恒流激励下不同直径桥丝中心温度分布

图4.9　电容放电激励下不同直径桥丝中心温度分布

4.1.2.3 桥丝长度的影响

图4.10所示为桥丝直径d = 16 μm，桥丝长度不同时桥丝中心的温度分布曲线。计算所用的电压U = 4 V，放电电容C = 47 μF，桥丝的电阻率为ρb = 109 × 10-8 Ω·m，发火药剂为斯蒂芬酸铅（LTNR），具体参数如表4.1所示。

图4.10　电容放电激励下不同长度桥丝温度分布曲线

由图4.10可以看出，电容放电激励下，当输入能量和桥丝直径一定时，桥丝长度越长，桥丝能达到的最高温度越低，升温速率也越慢。但是在恒流激励下，输入能量一定时，桥丝长度对桥丝稳态时的温度基本没有影响。所以设计桥丝式电火工品时，在基体尺寸和静电等条件允许的情况下，桥丝长度应该要尽量短。