橋絲式電火工品特性參數(shù)與感度測(cè)試

電火工品：

是以電能為初始激發(fā)能量而引發(fā)火工品內(nèi)部藥劑燃燒或爆炸，廣泛應(yīng)用于傳火或傳播序列以及火工裝置中。根據(jù)電能引燃藥劑的方式不同，有橋絲式、火花式、間隙使等多種火工品，但最為常用的是橋絲式電火工品。特點(diǎn)：發(fā)火能量小、瞬發(fā)性好、性能容易控制，在民爆器材和通用彈藥、尖端武器中大量使用。

橋絲式電雷管的發(fā)火過(guò)程分三個(gè)階段：

①電能經(jīng)橋絲發(fā)熱，加熱橋絲周?chē)巹┲涟l(fā)火點(diǎn)②藥劑經(jīng)一定延滯期后發(fā)火③火焰引爆雷管。

實(shí)質(zhì)問(wèn)題：電轉(zhuǎn)化為熱、橋絲熱能對(duì)藥劑的傳遞和藥劑的熱爆炸（燃燒）橋絲加熱方程

輸入電能E1，橋絲本身升溫E2，徑向向藥劑熱傳導(dǎo)E3’，軸向向兩端腳線熱傳導(dǎo)E3’’。E1=E2+E3’+E3’’0.24I2Rt=ρcV(T-T0)+k(T-T0)t

ρ—橋絲密度c—橋絲比熱容

ρ’—橋絲電阻率

由于上述關(guān)系式中變量多，不能準(zhǔn)確測(cè)量故作出如下假設(shè)：T＞＞T0R、k、c、ρ不隨溫度而變化在較大的電流下不考慮熱損失，k=0橋絲溫度T和發(fā)火沖能K：如果發(fā)火電流不大，熱損失不能忽略，

即最小發(fā)火電流最大安全電流可按此計(jì)算，因t→∞，

∴Imax=由這些公式可看出橋絲溫度、沖能、最小發(fā)火電流和最大安全電流等的影響因素。由于橋絲溫度正比于將定義為材料的特征值，橋絲比電阻大、比熱小密度小則橋絲溫度高。下表列出一些材料的特征值，可以看出：Ni-Cr最好Cu最不好。藥劑的加熱與燃燒：

橋絲加熱，溫度上升這是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，軸向通過(guò)腳線熱損失導(dǎo)致橋絲兩端溫度低中間高，徑向加熱周?chē)乃巹?，藥劑受熱后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出熱量。只有橋絲傳給藥劑的熱量大于某一最小值（對(duì)應(yīng)最小發(fā)火電流）且此時(shí)藥劑溫度不低于某一限度（藥劑自行加速分解溫度），電引火頭靠自身的化學(xué)反應(yīng)放熱，且通過(guò)熱積累而加速直至發(fā)火。

化學(xué)反應(yīng)放熱量與反應(yīng)物構(gòu)成、加熱速度、混合均一性、粒度等影響因素之多，程度不一。2ClO3+3C=2KCl+3CO2+Q18KClO3+3Pb(SCN)2=(8KCl+3Pb)+6SO2+6CO2+3N2+Q2

Q1、Q2為放熱量，反映出不同藥劑發(fā)火性能各異的特點(diǎn)。

電學(xué)特性參數(shù)及測(cè)試

電阻R、最小發(fā)火電流、最大安全電流、發(fā)火沖能、橋絲熔化沖能、傳導(dǎo)時(shí)間、百ms和6ms發(fā)火電流。電阻R—電火工品重要參數(shù)，直接影響產(chǎn)品的性能。有直接測(cè)量和間接測(cè)量?jī)煞N方法。爆炸橋絲火工品—微電阻橋絲式—小電阻薄膜或?qū)щ娝幍取箅娮铚y(cè)試儀器：LC回路為基礎(chǔ)的Q表—諧振法電橋直接測(cè)量—?dú)W姆定律為基礎(chǔ)的萬(wàn)用表、歐姆表等

一般最大電流＜20mA，或＜最大不發(fā)火電流的10%考慮溫度的影響時(shí)可按R20=RT(1+α⊿t)修正。注意：普通工業(yè)雷管電阻包括腳線電阻和橋絲電阻，即總電阻。腳線材質(zhì)和規(guī)格對(duì)電阻影響較大最小發(fā)火電流和最大安全電流任一發(fā)火工品總存在一個(gè)臨界發(fā)火電流I0在無(wú)限期時(shí)間內(nèi)小于該電流熱量散失多，得不到積累，不發(fā)火，大于則發(fā)火。超過(guò)愈多發(fā)火速度愈快。一般規(guī)定5min內(nèi)。但批量火工品的I0是某個(gè)區(qū)間

測(cè)量方法：

有兩種：等效電阻法和中間電阻法。

預(yù)設(shè)電路電流后，接入待測(cè)樣品后觀察發(fā)火情況，按升降法進(jìn)行，通常步長(zhǎng)設(shè)定為25mA，時(shí)間1min。等效電阻測(cè)試法電路原理圖：中間電阻法測(cè)試原理圖：思考題：針對(duì)上述裝置原理，簡(jiǎn)要敘述各自的測(cè)試方法。I100

100ms內(nèi)使點(diǎn)火頭發(fā)火的電流，此值的意義在于在實(shí)際使用的網(wǎng)絡(luò)中，能保證每個(gè)雷管確實(shí)可靠發(fā)火的電流。以?xún)杀对撾娏鱽?lái)衡量網(wǎng)絡(luò)中使用的電流，大則為大電流，小則為小電流。I66ms內(nèi)發(fā)火的電流，保證瞬發(fā)和延期電雷管在有可燃?xì)馕ｋU(xiǎn)礦井使用的準(zhǔn)爆電流。爆破礦體移動(dòng)及可燃?xì)怏w的釋放時(shí)間大約為4~10ms。不同藥劑引火頭的I100和I6電流從表中可看出，木炭系點(diǎn)火藥的發(fā)火電流biDDNP的電流高。發(fā)火沖能

使電引火元件發(fā)火的電流沖能最小值為該引火藥頭的發(fā)火沖能Kf。Kf=I2·tftf—通電時(shí)間s

發(fā)火沖能取決于橋絲、藥劑等。

橋絲性質(zhì)和直徑?jīng)Q定橋絲的溫度；藥劑的性質(zhì)決定對(duì)溫度的敏感性；橋絲和藥劑接觸的緊密程度決定熱量傳遞情況。在電流較小的情況下，增加電流可降低發(fā)火沖能，這是因?yàn)闇p少了熱損失。當(dāng)電流增大至2倍百ms電流時(shí)，發(fā)火沖能成為常數(shù)。

發(fā)火沖能的倒數(shù)稱(chēng)為電引火頭的感度。A2·s

以2倍百ms電流通入，改變通入時(shí)間，找出連續(xù)能使25發(fā)都發(fā)火的時(shí)間能連續(xù)使25發(fā)不發(fā)火的最大時(shí)間，以此計(jì)算的沖能為不發(fā)火最大沖能橋絲熔斷沖能

電流使橋絲發(fā)熱，但能使橋絲迅速熔斷的沖能為橋絲熔斷沖能。I小，熱損失大，熔斷沖能較大，大電流下，沖能趨于一個(gè)定值，顯然，熔斷沖能大于發(fā)火沖能。測(cè)定該沖能一般不帶藥劑。橋絲式電火工品電壓感度實(shí)驗(yàn)

利用電容放電能量引燃或起爆電火工品是常用的起爆方式。

特點(diǎn)：脈沖輸入能量給橋絲，功率大，發(fā)火能量和作用時(shí)間相對(duì)小。

原理：電容充電能量：W=1/2CU2

放電時(shí)幾乎將所有能量施加到橋絲上，通過(guò)橋絲變成熱能而點(diǎn)燃或起爆。通過(guò)調(diào)節(jié)C和R來(lái)控制充、放電時(shí)間τ=RC

依據(jù)火工品在一定電壓下的作用時(shí)間，選擇電容量，太大放電時(shí)間長(zhǎng)，電容殘留能量多，電容小，作用時(shí)間太短會(huì)導(dǎo)致作用不可靠。

測(cè)試內(nèi)容：在一定電容條件下測(cè)定安全和可靠作用電壓。測(cè)試原理圖如下：R1為充電限流電阻，遠(yuǎn)大于火工品電阻，充電時(shí)間長(zhǎng)，放電時(shí)間短。電路中關(guān)鍵是轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，要求接觸電阻要小。要求：熟悉原理圖中使用的元器件，正確制定測(cè)試步驟和測(cè)試要點(diǎn)。

電雷管的靜電感度測(cè)定

靜電危害與靜電引發(fā)事故預(yù)防一直是國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)課題。

靜電是引發(fā)偶然爆炸事故的主要因素。

美國(guó)1962年開(kāi)始對(duì)軍用火工品進(jìn)行靜電感度測(cè)試，規(guī)定測(cè)試條件：電容500±5%pF25±0.5KV串聯(lián)電阻5±5%KΩ

我國(guó)1974年開(kāi)始研究靜電測(cè)試方法，1979年開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用儀器。解決產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝、不同藥劑對(duì)靜電感度的影響。靜電感度測(cè)試的主要影響因素電源的輸出極性

有研究表明，電雷管的腳線結(jié)負(fù)極，發(fā)火概率較大?！嘁?guī)定：腳—?dú)y(cè)試靜電感度時(shí)，腳線結(jié)負(fù)極。②串聯(lián)電阻

串聯(lián)電阻在放電回路中要消耗大部分電容能量，通常模擬人體電阻5000±250Ω進(jìn)行試驗(yàn)。③充電電容

電容增大，發(fā)火電壓或50%發(fā)火沖能降低④電壓泄漏

測(cè)試放電回路中存在并聯(lián)泄漏支路時(shí)，使得能量在火工品以外的地方消耗，影響測(cè)試結(jié)果泄漏回路：電容開(kāi)關(guān)箱輸出表明電阻、輸出高壓線表面電阻、輸出端對(duì)地電阻的電暈放電。造成泄漏的主要影響因素：

環(huán)境溫度、濕度、粉塵以及操作者的汗液等。

鑒于人體靜電是主要的危險(xiǎn)源，為此各國(guó)都以人體靜電和工裝設(shè)備為模擬對(duì)象：人體靜電放電參數(shù)：電容500±5%pF25±0.5KV串聯(lián)電阻5±5%KΩ工裝設(shè)備靜電放電參數(shù)