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金属桥电火花发生器设计优化

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:金属桥带电火工品发火器件主要包括发火药剂、金属桥带、陶瓷或玻璃电极塞、装药室和脚线等。但是均匀的带状桥发火区和散热区能量密度相同,对散热和发火都不利,所以在设计中应该尽量增大散热面积,同时减小发火区的发火面积。

金属桥电火花发生器设计优化

金属桥带电火工品发火器件主要包括发火药剂、金属桥带、陶瓷或玻璃电极塞、装药室和脚线等。下面对它们的设计分别进行介绍。

1. 桥带材料设计

桥带材料的性质决定着桥带的电阻和热容,一般选择电流发热特征系数较小的材料作桥带,从而提高发火能量的利用率,降低桥带升温,进而降低产品的感度。根据经验,桥带材料一般选择电阻率较高、电阻温度系数小、特征值较小、力学性能和轧制加工性能好、熔点高、比热容大、与药剂有良好相容性的桥带,不仅有利于长储,而且可耐各种环境试验。因此通常选用Ni80/Cr20(6J20)作桥带材料。

2. 桥带结构设计

桥带电火工品是一种钝感电火工品,它的主要技术指标是发火电流。而从上述分析知,桥带材料一般与桥丝材料一样,所以为了保证较高的发火电流就要增大桥带的散热面积。但是均匀的带状桥发火区和散热区能量密度相同,对散热和发火都不利,所以在设计中应该尽量增大散热面积,同时减小发火区的发火面积。目前使用较多的是S形或S形的变型,如图4.17所示。在保证桥带1 Ω电阻的前提下,对于同一种塞径的火工品,S形桥带的散热面积明显要比哑铃状的散热面积大,所需的发火能量也要高,安全性也更好。

3. 电极塞材料设计

电极塞材料应选用导热性能好、绝缘强度高、机械强度大的材料,这样有利于桥区通过电极塞的径向散热。目前电极塞选用的材料主要有塑料、玻璃和陶瓷三种,其中塑料的导热性能比较差,而陶瓷的成本又比较高,现在使用较多的是玻璃烧结的电极塞。它的热导率大、绝缘强度高、加工方便、成本低,同时还可以烧结成各种形状。(www.xing528.com)

4. 发火药剂设计

由于桥带电火工品是一种钝感电火工品,而要实现钝感除了要增大桥带的散热面积外,还要选择钝感的药剂作为发火药,如KClO4/Zr等烟火药。药剂的粒度不能大于桥区最窄处的宽度,也就是说桥区最窄处要至少能容纳一个药剂颗粒。

5. 安全电流设计

按照前两种电火工品的设计思路,桥带发火件安全电流重点还是临界发火电流的设计,其计算可以利用式(4-6)~式(4-8)来进行,标准偏差的计算方法与桥丝电火工品发火件标准偏差的计算方法一样。

图4.17 典型桥带结构示意图

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