一种可连续调节式触发微焦耳点火装置的制作方法

1.本发明属于点火技术领域，具体涉及一种可连续调节式触发微焦耳点火装置。


背景技术：

2.在雷电附着或传导至燃油系统时，燃油系统结构可能会在内部存在油气混合区域中产生火花，形成引燃源，从而引爆结构内部的燃油蒸气，造成危险。在飞机雷电直接效应试验中，燃油蒸气点火试验是验证燃油系统内部引燃源的一种试验方法，燃爆法为燃油蒸气点火试验中的一种引燃源检测方法。为了验证燃油系统结构内部是否有引燃源，试验前在密封腔体内充入可燃混合气体或燃油蒸气，试验后若内部无引燃源，需要用点火装置产生微焦耳的能量，人为点燃充入的可燃混合气体或燃油蒸气，验证充入的可燃混合气体或燃油蒸气符合试验要求。
3.根据试验标准规定，模拟燃油蒸气构成可为氢气、乙炔、甲烷与其他气体的混合物，形成的可燃混合气体最小能量大约在微焦耳级别就可以引燃。为了确认试验过程中点燃混合气体需要的能量，需要点火装置能够获得点燃时需要产生的精确能量值。


技术实现要素：

4.本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的可连续调节式触发微焦耳点火装置。
5.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种可连续调节式触发微焦耳点火方法，该方法包括，将电源件的电源端分别与第一电阻件、第二电阻件电连接后，再与平行板电容器的两端电连接，所述平行板电容器的两端还分别连接有柱状电极件，将两组柱状电极件的端头对向设置，且固定该两组柱状电极件，得到并记录两组柱状电极件端部的距离；所述电源件为输出电压可调的电源组件，调节电源件的输出电压，得到并记录柱状电极件击穿气隙时的击穿电压；基于目标点火能量以及上述记录的两组柱状电极件端部的距离、击穿电压，得到符合要求的平行板间间隙；基于平行板间隙，调整平行板电容器的电极极板间的距离，再进行微焦耳点火试验。
6.作为本发明的进一步优化方案，两组所述柱状电极件的端部之间的距离在1.5mm至2.0mm之间。
7.一种可连续调节式触发微焦耳点火装置，包括支架件与输出电压可调式电源件，所述支架件连接有两组柱状电极件，两组所述柱状电极件的端头相向设置，且两组所述柱状电极件之间的距离可调，所述支架件还连接有平行板电容器，且所述平行板电容器之间的距离可调，所述电源件的电源端分别连接有第一电阻件、第二电阻件，所述平行板电容器的两端分别与第一电阻件、第二电阻件连接，所述平行板电容器的两端还分别与两组所述柱状电极件连接。
8.作为本发明的进一步优化方案，所述柱状电极件与平行板电容器之间设置有隔离板件，所述隔离板件的两侧面均设置有距离标识，该两侧面为靠近柱状电极件的侧面以及
靠近平行板电容器的侧面，该两侧面分别设为第一板面、第二板面。
9.作为本发明的进一步优化方案，所述第一板面、第二板面均为透明状，所述隔离板件的内部设置有上下往复移动的采集镜头，所述采集镜头采集两组柱状电极件的端头图像以及平行板电容器的电容板图像。
10.作为本发明的进一步优化方案，所述采集镜头的中心设置有识别标记。
11.作为本发明的进一步优化方案，所述隔离板件的内部设置有线性动作的驱动组件与数据采集组件，所述数据采集组件包括外壳件，所述外壳件与隔离板件固定连接，所述外壳件的外表面开设有两组相对设置的采集窗口，两组所述采集窗口与第一板面、第二板面对应设置，所述采集镜头位于外壳件的内部，由驱动组件驱动上下移动，实时采集两组柱状电极件的端头图像以及平行板电容器的电容板图像。
12.作为本发明的进一步优化方案，所述驱动组件包括电机组件，所述电机组件的驱动端固定连接有螺杆件，所述螺杆件的外表面转动连接有触发板件，所述螺杆件的外表面还螺纹连接有移动块件，所述触发板件的数量为两组，分别设置于移动块件的上下移动极限位置处，当所述移动块件与触发板件接触时，所述电机组件反向转动，所述移动块件的外表面固定连接有连接杆件，所述外壳件的外表面开设有通槽，所述连接杆件贯穿所述通槽，且该端连接有滑板件，所述连接杆件位于所述通槽内上下滑动。
13.作为本发明的进一步优化方案，所述滑板件位于外壳件的内部上下滑动，所述滑板件的内壁固定连接有卡块件，所述滑板件的内壁还滑动连接有转杆件，所述转杆件的外表面设置有螺旋条槽，所述卡块件插入于螺旋条槽内，所述转杆件的上端固定连接有转板件，所述转板件的外表面固定连接有两组相对设置的凸块，其中一组所述凸块的表面开设有内槽件，所述采集镜头设置于内槽件内，所述外壳件的内部设置有限制滑壁，所述限制滑壁位于所述采集窗口内，所述外壳件的内部还开设有第一转槽与第二转槽，所述第一转槽与第二转槽分别位于所述限制滑壁的上下方位置处。
14.作为本发明的进一步优化方案，在两组所述柱状电极件中，位于下方的所述柱状电极件的位置固定，位于上方的所述柱状电极件连接有伸缩结构，所述伸缩结构驱动该柱状电极件靠近或远离另一柱状电极件，在所述平行板电容器中，位于下方的平行板位置固定，位于上方的平行板连接有伸缩结构，所述伸缩结构驱动该平行板靠近或远离另一平行板。
15.本发明的有益效果在于：本发明通过多间隙可调（放电间隙可调，储能电容可调），实现了点火能量连续可调，非开关离散量，有利于获得可燃蒸气实际引燃的精确能量值，避免了因开关量过大而造成的试验结果偏差的可能；通过在电路中安装限流电阻，实现了放电周期为秒量级，实现系统在充电到击穿电平后才发生放电；通过安装接地电阻保证了平行板电容器的储能完全传送到击穿气隙上。本发明实现了点火装置点火能量可控可调，稳定能量在微焦耳级别并以秒量级周期连续触发，同时减少电容值，以增大调节电压的幅值，这样试验可调范围就比较广泛，也有利于气隙的击穿，可调电压幅值大，在一定能量误差内可调范围广。本发明通过该点火方法以及点火装置能保证人工引爆模拟燃油蒸气提供的能量完全符合试验标准要求，另可获得点燃时产生火花的精确能量，保证试验的准确性。
附图说明
16.图1是本发明的整体结构示意图；图2是本发明的柱状电极件、平行板电容器以及电阻件的电路结构示意图；图3是本发明整体使用时的电路结构示意图；图4是本发明另一种形式的整体结构示意图；图5是本发明驱动组件的结构示意图；图6是本发明的数据采集组件的结构示意图；图7是本发明图6内转杆件动作后的结构示意图；图8是本发明转板件的端面结构示意图；图9是本发明采集镜头采集的图像样片示意图。
17.图中：1、支架件；2、柱状电极件；3、平行板电容器；4、第一电阻件；5、第二电阻件；6、电源件；7、隔离板件；71、第一板面；72、第二板面；73、驱动组件；731、电机组件；732、触发板件；733、螺杆件；734、移动块件；735、连接杆件；74、数据采集组件；741、外壳件；742、采集窗口；743、第一转槽；744、第二转槽；745、限制滑壁；8、滑板件；81、转杆件；82、螺旋条槽；83、卡块件；84、转板件；85、采集镜头。
具体实施方式
18.下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
19.实施例1如图1、图2与图3所示，一种可连续调节式触发微焦耳点火方法，该方法包括，将电源件6的电源端分别与第一电阻件4、第二电阻件5电连接后，再与平行板电容器3的两端电连接，所述平行板电容器3的两端还分别连接有柱状电极件2，将两组柱状电极件2的端头对向设置，且固定该两组柱状电极件2，得到并记录两组柱状电极件2端部的距离；所述电源件6为输出电压可调的电源组件，调节电源件6的输出电压，得到并记录柱状电极件2击穿气隙时的击穿电压；基于目标点火能量以及上述记录的两组柱状电极件2端部的距离、击穿电压，得到符合要求的平行板间间隙；基于平行板间隙，调整平行板电容器3的电极极板间的距离，再进行微焦耳点火试验。
20.两组所述柱状电极件2的端部之间的距离在1.5mm至2.0mm之间，并记录此间距为d1。
21.具体的，参照图2与图3的电路示意图，（图1为结构示意图，其中接地部分并未画出），第一电阻件4一般选用150gω，高阻值防止多次放电，使放电周期为秒量级，实现系统在充电到击穿电平后才发生放电；第二电阻件5阻值为50mω，安装于击穿气隙与地之间，保证了平行板电容器的储能完全传送到击穿气隙上。
22.在实际的使用中，一般的，通过电源件6向柱状电极件2内通电，升高电压至柱状电极件2间气隙恰好被击穿，测量柱状电极件2间气隙被击穿的电压，重复步骤3至10次，记录每次击穿电压，并求平均值记为u，目标点火能量为微焦耳，根据电容放电能量公式q=1/2c
·
u2计算出所需电容量，记为c，根据平行板电容器电容量计算公式c=ζ*s/δ，每块金属板
面积为s，其中ζ固定介电常数为定值，δ为平行板间间隙，图1中平行板电容器3上下极板分别为半径为r的圆形金属板，记每块金属板面积为s，可计算得出符合要求的平行板间间隙，记为d2;基于d2调整平行板电容器3的电极极板间距离，通过调整后的装置，可确信柱状电极件2间点火能量为目标微焦耳
±
10%的定值。
23.该方法通过多间隙可调（放电间隙可调，储能电容可调），实现了点火能量连续可调，非开关离散量，有利于获得可燃蒸气实际引燃的精确能量值，避免了因开关量过大而造成的试验结果偏差的可能；通过在电路中安装限流电阻，实现了放电周期为秒量级，实现系统在充电到击穿电平后才发生放电；通过安装接地电阻保证了平行板电容器的储能完全传送到击穿气隙上。本发明实现了点火装置点火能量可控可调，稳定能量在微焦耳级别并以秒量级周期连续触发，同时减少电容值，以增大调节电压的幅值，这样试验可调范围就比较广泛，也有利于气隙的击穿，可调电压幅值大，在一定能量误差内可调范围广。本发明通过该点火方法以及点火装置能保证人工引爆模拟燃油蒸气提供的能量完全符合试验标准要求，另可获得点燃时产生火花的精确能量，保证试验的准确性。
24.实施例2在实施例1的基础上，如图1、图2与图3所示，本实施例提供了一种可连续调节式触发微焦耳点火装置，包括支架件1与输出电压可调式电源件6，所述支架件1连接有两组柱状电极件2，两组所述柱状电极件2的端头相向设置，且两组所述柱状电极件2之间的距离可调，所述支架件1还连接有平行板电容器3，且所述平行板电容器3之间的距离可调，所述电源件6的电源端分别连接有第一电阻件4、第二电阻件5，所述平行板电容器3的两端分别与第一电阻件4、第二电阻件5连接，所述平行板电容器3的两端还分别与两组所述柱状电极件2连接。
25.在本实施例中，支架件1实际为绝缘支架，该绝缘支架由环氧板粘接构成，分为上表面，下表面，中间左半区域，中间右半区域，在该绝缘支架上表面安装第一电阻件4，在绝缘支架下表面安装第二电阻件5；在绝缘支架中间右半区域放置个平行板电容器3；平行板电容器3由一对圆形金属板构成，通过螺钉固定在绝缘支架上；在绝缘支架中间左半区域安置一对柱状电极件2；柱状电极件2通过攻丝固定在绝缘支架上，并由螺母固定，通过螺纹可调节柱状电极间的距离。
26.绝缘支架、两组电阻件、平行板电容器3以及柱状电极件2共同构成了点火装置本体，通过导线将点火装置本体与所述充电电源件6连接，通过控制电源件6实现点火装置充能放电。
27.实施例3在实施例2的基础上，如图4至图9所示，本实施例提供了一种可连续调节式触发微焦耳点火装置，包括支架件1与输出电压可调式电源件6，所述支架件1连接有两组柱状电极件2，两组所述柱状电极件2的端头相向设置，且两组所述柱状电极件2之间的距离可调，所述支架件1还连接有平行板电容器3，且所述平行板电容器3之间的距离可调，所述电源件6的电源端分别连接有第一电阻件4、第二电阻件5，所述平行板电容器3的两端分别与第一电阻件4、第二电阻件5连接，所述平行板电容器3的两端还分别与两组所述柱状电极件2连接，所述柱状电极件2与平行板电容器3之间设置有隔离板件7，所述隔离板件7的两侧面均设置有距离标识，该两侧面为靠近柱状电极件2的侧面以及靠近平行板电容器3的侧面，该两侧
面分别设为第一板面71、第二板面72。
28.进一步的，所述第一板面71、第二板面72均为透明状，所述隔离板件7的内部设置有上下往复移动的采集镜头85，所述采集镜头85采集两组柱状电极件2的端头图像以及平行板电容器3的电容板图像。
29.在上述的方案中，柱状电极件2、平行板电容器3之间的距离可调的方式可以采用现有的任一方式，不影响实际的电路通电即可，通过透明的板面，以及在透明板面内的采集镜头85，来对柱状电极件2、平行板电容器3进行图像采集，基于距离标识来判断实际的两电极件之间的距离以及平行板之间的距离，该方式可以单独使用，也可以与其他电控件相互校准使用。
30.为了提高识别精度，基于三点一线的原理，在所述采集镜头85的中心设置有识别标记，该识别标记可以为一个点状标记，也可以为横线式被标记。
31.进一步的，所述隔离板件7的内部设置有线性动作的驱动组件73与数据采集组件74，所述数据采集组件74包括外壳件741，所述外壳件741与隔离板件7固定连接，所述外壳件741的外表面开设有两组相对设置的采集窗口742，两组所述采集窗口742与第一板面71、第二板面72对应设置，所述采集镜头85位于外壳件741的内部，由驱动组件73驱动上下移动，实时采集两组柱状电极件2的端头图像以及平行板电容器3的电容板图像。
32.其中，所述驱动组件73包括电机组件731，所述电机组件731的驱动端固定连接有螺杆件733，所述螺杆件733的外表面转动连接有触发板件732，所述螺杆件733的外表面还螺纹连接有移动块件734，所述触发板件732的数量为两组，分别设置于移动块件734的上下移动极限位置处，当所述移动块件734与触发板件732接触时，所述电机组件731反向转动，所述移动块件734的外表面固定连接有连接杆件735，所述外壳件741的外表面开设有通槽，所述连接杆件735贯穿所述通槽，且该端连接有滑板件8，所述连接杆件735位于所述通槽内上下滑动。该电机组件731选用可以正反转动的电机件即可，如伺服电机，触发板件732的表面设置有压力式按钮，当移动块件734与该按钮接触后，控制该电机反向转动，从而驱动移动块件734上下往复移动。
33.进一步的，所述滑板件8位于外壳件741的内部上下滑动，所述滑板件8的内壁固定连接有卡块件83，所述滑板件8的内壁还滑动连接有转杆件81，所述转杆件81的外表面设置有螺旋条槽82，所述卡块件83插入于螺旋条槽82内，所述转杆件81的上端固定连接有转板件84，所述转板件84的外表面固定连接有两组相对设置的凸块，其中一组所述凸块的表面开设有内槽件，所述采集镜头85设置于内槽件内，所述外壳件741的内部设置有限制滑壁745，所述限制滑壁745位于所述采集窗口742内，所述外壳件741的内部还开设有第一转槽743与第二转槽744，所述第一转槽743与第二转槽744分别位于所述限制滑壁745的上下方位置处。在本实施例中，仅采用一组采集镜头85，即摄像头组件，来采集相应的图像。
34.为了提高采集效率，缩短采集镜头85的移动距离，采用如下形式：在两组所述柱状电极件2中，位于下方的所述柱状电极件2的位置固定，位于上方的所述柱状电极件2连接有伸缩结构，所述伸缩结构驱动该柱状电极件2靠近或远离另一柱状电极件，在所述平行板电容器3中，位于下方的平行板位置固定，位于上方的平行板连接有伸缩结构，所述伸缩结构驱动该平行板靠近或远离另一平行板。在本实施例中，采用伸缩结构，调节设置在上方的柱状电极件2以及平行板。
35.需要说明的是，该可连续调节式触发微焦耳点火装置，在使用时，通过电机组件731，驱动螺杆件733转动，从而带动移动块件734上移，移动块件734通过连接杆件735驱动滑板件8上移，滑板件8通过插入于螺旋条槽82内的卡块件83，带动转杆件81、转板件84以及采集镜头85上移，采集镜头85通过采集窗口742采集图像，当转板件84进入至第二转槽744内后，滑板件8继续上移，通过卡块件83与螺旋条槽82配合，转板件84转动，使采集镜头85转动至另一侧面的采集窗口742处，此时，移动块件734与触发板件732接触，电机组件731反转，带动移动块件734下移，在此过程中，采集镜头85通过另一侧面的采集窗口742采集图像，直至转板件84进入至第一转槽743内，移动块件734继续下移，转杆件81与转板件84转动，使采集镜头85复位，整个装置便于多次试验调节使用，解决了柱状电极件2、平行板电容器3调节后人工测量的问题，便于实验人员远程采集距离数据，提高试验安全性。
36.在实际的使用中，该装置可以配合控制机以及显示屏共同使用，显示屏用于试验人员观察使用，控制机用于控制装置内的各电气件，该控制机可以选用单片机，也可以选用其他控制机配合使用。
37.本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
41.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
42.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员
来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。