一種20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置制造方法
【專利摘要】一種20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置，20脈沖可控定時器、20脈沖極性控制和20脈沖升壓器均連接到20脈沖硅堆觸發(fā)器；20脈沖硅堆觸發(fā)器連接到20脈沖火花塞，鋰電池連接到20脈沖升壓器；20脈沖極性控制：分別控制20路火花塞的點火極性；鋰電池通過振蕩電路根據(jù)放電頻率，將直流電再振蕩成交流電；20脈沖升壓器將振蕩后的交流電升壓，達到能夠電離空氣的高電壓；20脈沖硅堆觸發(fā)器，將20脈沖分別觸發(fā)導通的可控導通硅堆，輸出的觸發(fā)后電流經(jīng)過升壓器達到能夠電離空氣的高電壓傳導到火花塞。本實用新型實現(xiàn)多路點火，多達20路，其中多時序控制是難點和重點；每路放電裝置都可以獨立控制放電時序，也可以獨立進行測試。
【專利說明】一種20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高壓點火【技術領域】，尤其是涉及一種20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置。

【背景技術】
[0002]高壓點火裝置又叫脈沖點火器，簡稱脈沖器，是利用脈沖原理連續(xù)性產(chǎn)生瞬間電火花的電子產(chǎn)品。早期的脈沖器多以干電池作電源，但近年來的大部分產(chǎn)品已改用交流電作為電源。隨著工業(yè)技術的提高，脈沖器的生產(chǎn)成本已經(jīng)全面降低，目前已普遍應用到了中高端產(chǎn)品上，極大地方便了顧客的使用，提高了產(chǎn)品自動化水平。相比于早期的壓電式點火裝置，高壓脈沖點火穩(wěn)定性高，操作簡單。高壓脈沖點火器可用于氣體燃料、液體燃料燃燒器或火炬的直接點火，不再需要其它輔助點火手段，廣泛應用于各種熱水器工業(yè)爐窯氣體燃料或液體燃料燃燒器的明焰點火，通過自行設置點火時間，實現(xiàn)燃燒系統(tǒng)的穩(wěn)定點火，方便快捷，省時省力，可靠性高。雷電觀測統(tǒng)計回擊次數(shù)典型值為3-4個，最多可達26個。在大多數(shù)地區(qū)，多閃擊放電是雷電放電的主要形式。閃擊之間的間隔從數(shù)十μ s到數(shù)ms，典型值是50 μ S，最大值為125 μ S。多路點火，其中多時序控制是難點和重點；要實現(xiàn)點火間隔可控；控制點火順序；與其他電氣部分通過光纖隔離，避免干擾；這些在現(xiàn)有技術中都無法得到解決。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于設計一種新型的20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置，解決上述問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0005]一種20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置，包括20脈沖可控定時器、20脈沖極性控制、20脈沖硅堆觸發(fā)器、20脈沖火花塞、鋰電池和20脈沖升壓器；
[0006]所述20脈沖可控定時器、所述20脈沖極性控制和所述20脈沖升壓器均連接到所述20脈沖硅堆觸發(fā)器；所述20脈沖硅堆觸發(fā)器連接到所述20脈沖火花塞，所述鋰電池連接到所述20脈沖升壓器；
[0007]所述20脈沖可控定時器:能夠產(chǎn)生20路觸發(fā)脈沖，用以觸發(fā)20路火花塞點火，20觸發(fā)脈沖之間能夠通過定時器任意設定時間間隔和觸發(fā)順序；觸發(fā)控制系統(tǒng)采用電磁兼容性設計，隔離電源供電，電氣信號傳輸采用光電和光纖方式；通訊方式:RS232，能夠選擇工作模式，能夠選擇輸出通道，延時時間和角度；
[0008]所述20脈沖極性控制:分別控制所述20路火花塞的點火極性；
[0009]所述鋰電池通過振蕩電路根據(jù)放電頻率，將直流電再振蕩成交流電；
[0010]所述20脈沖升壓器將振蕩后的交流電升壓，達到能夠電離空氣的高電壓；
[0011 ] 所述20脈沖硅堆觸發(fā)器，將所述20脈沖分別觸發(fā)導通的可控導通硅堆，輸出的觸發(fā)后電流經(jīng)過升壓器達到能夠電離空氣的高電壓傳導到火花塞；
[0012]所述20脈沖火花塞電極則置于放電球隙上球中。
[0013]所述20脈沖可控定時器:能夠產(chǎn)生20路的觸發(fā)脈沖，用以觸發(fā)20路的所述20脈沖火花塞點火；所述20觸發(fā)脈沖之間能夠通過定時器任意設定時間間隔和觸發(fā)順序；
[0014]所述20脈沖極性控制:分別控制20路的所述20脈沖火花塞的點火極性；
[0015]所述20脈沖觸發(fā)硅堆:是20路的高壓電流可控導通硅堆，由定時器輸出的20路的脈沖分別觸發(fā)導通，觸發(fā)后電流傳導到所述20脈沖火花塞，產(chǎn)生火花，實現(xiàn)點火；
[0016]所述20脈沖火花塞:米用單極型,其輸出只有一個電極在放電球隙的上球內(nèi)部，電極對上球放電，產(chǎn)生火花，破壞球隙之間的空氣場強；
[0017]所述鋰電池:能夠給所述20脈沖硅堆觸發(fā)器提供必要的電源，確保所述20脈沖火花塞均能達到點火電壓而正常點火；
[0018]所述20脈沖升壓器，作用是將所述所述鋰電池的電壓升高到點火電壓。
[0019]所述20脈沖可控定時器中的觸發(fā)控制系統(tǒng)采用電磁兼容性設計，隔離電源供電；電氣信號傳輸米用光電和光纖方式。
[0020]所述20脈沖可控定時器中的電氣信號傳輸米用光電和光纖方式。
[0021]所述20脈沖可控定時器中的通訊方式為RS232，能夠選擇工作模式、輸出通道、延時時間和角度。
[0022]本實用新型的有益效果可以總結如下:
[0023]1、本實用新型實現(xiàn)多路點火，多達20路，其中多時序控制是難點和重點；每路放電裝置都可以獨立控制放電時序，也可以獨立進行測試；
[0024]2、本實用新型點火間隔可控，通過由控制器控制比較器門限，控制點火間隔；同樣通過控制比較器門限來控制點火順序；
[0025]3、本實用新型火花塞部分使用電池供電，與其他電氣部分通過光纖隔離，避免干擾；
[0026]4、本實用新型研究多閃擊放電控制技術，開發(fā)微秒級電子延時控制技術，極陡高壓脈沖放大器和光纖傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)多路高電壓放電同時序精確可控。研發(fā)高速數(shù)字測量系統(tǒng)，實現(xiàn)多閃擊波形重建、能量計算和數(shù)值仿真專家系統(tǒng)。重點開展不同雷擊過程中單一閃擊與多閃擊、同時序和變時序、正極性和負極性閃擊之間能量和效應研究。
[0027]5、本實用新型通過20脈沖多波形雷電發(fā)生系統(tǒng)的研發(fā)，可取得多回路放電延時控制、多路同步高速測量技術、正負極性多閃擊能量控制、單一和多閃擊雷擊效應研究、電子設備在多閃擊下系統(tǒng)的電磁兼容性、防雷產(chǎn)品在多閃擊下的可靠性、失效分析等多項研究成果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置基本組成圖；
[0029]圖2為20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置外觀圖(備注:雙層)；
[0030]圖3為單路20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置外觀圖；
[0031]圖4為20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置原理圖。

【具體實施方式】
[0032]為了使本實用新型所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0033]如圖1至圖4所示的一種20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置，包括20脈沖可控定時器、20脈沖極性控制、20脈沖硅堆觸發(fā)器、20脈沖火花塞、鋰電池和20脈沖升壓器；所述20脈沖可控定時器、所述20脈沖極性控制和所述20脈沖升壓器均連接到所述20脈沖硅堆觸發(fā)器；所述20脈沖硅堆觸發(fā)器連接到所述20脈沖火花塞，所述鋰電池連接到所述20脈沖升壓器；所述20脈沖可控定時器:能夠產(chǎn)生20路觸發(fā)脈沖，用以觸發(fā)20路火花塞點火，20觸發(fā)脈沖之間能夠通過定時器任意設定時間間隔和觸發(fā)順序；觸發(fā)控制系統(tǒng)采用電磁兼容性設計，隔離電源供電，電氣信號傳輸采用光電和光纖方式；通訊方式:RS232，能夠選擇工作模式，能夠選擇輸出通道，延時時間和角度；所述20脈沖極性控制:分別控制所述20路火花塞的點火極性；所述鋰電池通過振蕩電路根據(jù)放電頻率,將直流電再振蕩成交流電；所述20脈沖升壓器將振蕩后的交流電升壓，達到能夠電離空氣的高電壓；所述20脈沖硅堆觸發(fā)器，將所述20脈沖分別觸發(fā)導通的可控導通硅堆，輸出的觸發(fā)后電流經(jīng)過升壓器達到能夠電離空氣的高電壓傳導到火花塞；所述20脈沖火花塞電極則置于放電球隙上球中。
[0034]在更加優(yōu)選的實施例中，所述20脈沖可控定時器:能夠產(chǎn)生20路的觸發(fā)脈沖，用以觸發(fā)20路的所述20脈沖火花塞點火；所述20觸發(fā)脈沖之間能夠通過定時器任意設定時間間隔和觸發(fā)順序；所述20脈沖極性控制:分別控制20路的所述20脈沖火花塞的點火極性；所述20脈沖觸發(fā)硅堆:是20路的高壓電流可控導通硅堆，由定時器輸出的20路的脈沖分別觸發(fā)導通，觸發(fā)后電流傳導到所述20脈沖火花塞，產(chǎn)生火花，實現(xiàn)點火；所述20脈沖火花塞:米用單極型，其輸出只有一個電極在放電球隙的上球內(nèi)部，電極對上球放電，產(chǎn)生火花，破壞球隙之間的空氣場強；所述鋰電池:能夠給所述20脈沖硅堆觸發(fā)器提供必要的電源，確保所述20脈沖火花塞均能達到點火電壓而正常點火；所述20脈沖升壓器，作用是將所述所述鋰電池的電壓升高到點火電壓。
[0035]在更加優(yōu)選的實施例中，所述20脈沖可控定時器中的觸發(fā)控制系統(tǒng)采用電磁兼容性設計，隔離電源供電；電氣信號傳輸米用光電和光纖方式。
[0036]在更加優(yōu)選的實施例中，所述20脈沖可控定時器中的電氣信號傳輸米用光電和光纖方式。
[0037]在更加優(yōu)選的實施例中，所述20脈沖可控定時器中的通訊方式為RS232，能夠選擇工作模式、輸出通道、延時時間和角度。
[0038]單個高壓點火裝置由20脈沖可控定時器，20脈沖極性控制，20脈沖硅堆觸發(fā)器，20脈沖火花塞，鋰電池，20脈沖升壓器組成。鋰電池通過振蕩電路根據(jù)放電頻率，將直流電再振蕩成交流電；20脈沖升壓器將振蕩后的交流電升壓，以達到可以電離空氣的高電壓，再利用20脈沖高壓硅堆觸發(fā)器形成高壓脈沖電流；20脈沖火花塞電極則是由特殊材料制成的，置于放電球隙上球中。本專利介紹了一種20脈沖多波形沖擊發(fā)生系統(tǒng)高壓點火裝置，與其火花能量大，持續(xù)時間長，并具有點火能量和持續(xù)時間可控制的特點。實現(xiàn)多路點火，多達20路；觸發(fā)精度極高，采用微秒級電子延時控制技術，同步觸發(fā)點火間隔精度在Ous，異步觸發(fā)點火間隔在I μ s到999ms可控，通過由控制器控制比較器門限，控制點火間隔；同樣通過控制比較器門限來控制點火順序；火花塞部分使用電池供電，與其他電氣部分通過光纖隔離，避免干擾。高電壓多路放電采用極陡脈沖發(fā)生器，輸出上升時間為百HS級的高電壓觸發(fā)信號，觸發(fā)放電電極。
[0039]20脈沖高壓點火裝置為建立同時序和變時序，單閃擊和多閃擊，正極性和負極性雷擊模型提供了可實現(xiàn)性，為防雷技術測試和雷電災害預防提供基礎測試數(shù)據(jù)和數(shù)值模型。
[0040]20脈沖高壓點火裝置為建立基于實驗室的全波形、全時序雷電放電測試平臺的基礎，以此為中心研究國內(nèi)外防雷技術和產(chǎn)品失效模式。
[0041]原理邏輯關系:通過232通訊協(xié)議發(fā)出同步觸發(fā)(O微秒)或異步觸發(fā)(I微秒-999毫秒)的時間命令給20脈沖可控定時器，20脈沖可控定時器發(fā)出20路脈沖信號經(jīng)過電光轉(zhuǎn)換后，通過帶有發(fā)射頭和接收頭的光纖線連接至觸發(fā)盒，共有四個觸發(fā)盒，每個觸發(fā)盒共6個通道，其中5個通道控制5個火花塞，另外一個通道控制下一個觸發(fā)盒，觸發(fā)盒可通過光電信號來控制動作，20脈沖極性控制分別控制20路火花塞的點火極性；鋰電池通過升壓器就產(chǎn)生了高電壓，該高壓經(jīng)放電電極擊穿一定厚度的空氣(球隙距離可控)后放電，從而完成20脈沖點火的一次放電點火。
[0042]主要部件:
[0043]20脈沖可控定時器，20脈沖極性控制，20脈沖硅堆觸發(fā)器，20脈沖火花塞，鋰電池，20脈沖升壓器。觸發(fā)盒里面包含了 20脈沖升壓器，20脈沖極性控制和20脈沖硅堆觸發(fā)器。
[0044]20脈沖可控定時器:可以產(chǎn)生20路觸發(fā)脈沖，用以觸發(fā)20路火花塞點火，20觸發(fā)脈沖之間可以通過定時器任意設定時間間隔和觸發(fā)順序。觸發(fā)控制系統(tǒng)采用電磁兼容性設計，隔離電源供電，電氣信號傳輸采用光電和光纖方式，經(jīng)過大量試驗測試，證明觸發(fā)控制系統(tǒng)具有很高的可靠性；
[0045]通訊方式:RS232，可以選擇工作模式，可以選擇輸出通道，延時時間和角度等；
[0046]20脈沖極性控制:分別控制20路火花塞的點火極性；
[0047]20脈沖觸發(fā)硅堆:是20路高壓電流可控導通硅堆，由定時器輸出的20路脈沖分別觸發(fā)導通，觸發(fā)后電流傳導到火花塞，產(chǎn)生火花，實現(xiàn)點火；
[0048]20脈沖火花塞:考慮到安全可靠，使用方便，20脈沖火花塞采用單極型，其輸出只有一個電極上球內(nèi)部，電極對上球放電，產(chǎn)生火花，破壞球隙之間的空氣場強。
[0049]鋰電池:可以給20脈沖硅堆觸發(fā)器提供必要的電源，確保20脈沖火花塞均能達到點火電壓而正常點火；
[0050]20脈沖升壓器的作用是將電池電壓升高到點火電壓；
[0051]創(chuàng)新點:
[0052]實現(xiàn)多路點火，多達20路，其中多時序控制是難點和重點；
[0053]每路放電裝置都可以獨立控制放電時序，也可以獨立進行測試；
[0054]點火間隔可控，通過由控制器控制比較器門限，控制點火間隔；
[0055]同樣通過控制比較器門限來控制點火順序；
[0056]火花塞部分使用電池供電，與其他電氣部分通過光纖隔離，避免干擾；
[0057]主要意義:
[0058]研究多閃擊放電控制技術，開發(fā)微秒級電子延時控制技術，極陡高壓脈沖放大器和光纖傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)多路高電壓放電同時序精確可控。研發(fā)高速數(shù)字測量系統(tǒng)，實現(xiàn)多閃擊波形重建、能量計算和數(shù)值仿真專家系統(tǒng)。重點開展不同雷擊過程中單一閃擊與多閃擊、同時序和變時序、正極性和負極性閃擊之間能量和效應研究。
[0059]通過20脈沖多波形雷電發(fā)生系統(tǒng)的研發(fā)，可取得多回路放電延時控制、多路同步聞速測量技術、正負極性多閃擊能量控制、單一和多閃擊雷擊效應研究、電子設備在多閃擊下系統(tǒng)的電磁兼容性、防雷產(chǎn)品在多閃擊下的可靠性、失效分析等多項研究成果。
[0060]以上通過具體的和優(yōu)選的實施例詳細的描述了本實用新型，但本領域技術人員應該明白，本實用新型并不局限于以上所述實施例，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置，其特征在于:包括20脈沖可控定時器、20脈沖極性控制、20脈沖硅堆觸發(fā)器、20脈沖火花塞、鋰電池和20脈沖升壓器； 所述20脈沖可控定時器、所述20脈沖極性控制和所述20脈沖升壓器均連接到所述20脈沖硅堆觸發(fā)器；所述20脈沖硅堆觸發(fā)器連接到所述20脈沖火花塞，所述鋰電池連接到所述20脈沖升壓器； 所述20脈沖可控定時器:能夠產(chǎn)生20路觸發(fā)脈沖，用以觸發(fā)20路火花塞點火，20觸發(fā)脈沖之間能夠通過定時器任意設定時間間隔和觸發(fā)順序；觸發(fā)控制系統(tǒng)采用電磁兼容性設計，隔離電源供電，電氣信號傳輸采用光電和光纖方式；通訊方式:RS232，能夠選擇工作模式，能夠選擇輸出通道，延時時間和角度； 所述20脈沖極性控制:分別控制所述20路火花塞的點火極性； 所述鋰電池通過振蕩電路根據(jù)放電頻率,將直流電再振蕩成交流電； 所述20脈沖升壓器將振蕩后的交流電升壓，達到能夠電離空氣的高電壓； 所述20脈沖硅堆觸發(fā)器，將所述20脈沖分別觸發(fā)導通的可控導通硅堆，輸出的觸發(fā)后電流經(jīng)過升壓器達到能夠電離空氣的高電壓傳導到火花塞； 所述20脈沖火花塞電極則置于放電球隙上球中。
2.根據(jù)權利要求1所述的20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置，其特征在于: 所述20脈沖可控定時器:能夠產(chǎn)生20路的觸發(fā)脈沖，用以觸發(fā)20路的所述20脈沖火花塞點火；所述20觸發(fā)脈沖之間能夠通過定時器任意設定時間間隔和觸發(fā)順序； 所述20脈沖極性控制:分別控制20路的所述20脈沖火花塞的點火極性； 所述20脈沖觸發(fā)硅堆:是20路的高壓電流可控導通硅堆，由定時器輸出的20路的脈沖分別觸發(fā)導通，觸發(fā)后電流傳導到所述20脈沖火花塞，產(chǎn)生火花，實現(xiàn)點火； 所述20脈沖火花塞:米用單極型,其輸出只有一個電極在放電球隙的上球內(nèi)部，電極對上球放電,產(chǎn)生火花,破壞球隙之間的空氣場強； 所述鋰電池:能夠給所述20脈沖硅堆觸發(fā)器提供必要的電源，確保所述20脈沖火花塞均能達到點火電壓而正常點火； 所述20脈沖升壓器，作用是將所述所述鋰電池的電壓升高到點火電壓。
3.根據(jù)權利要求1所述的20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置，其特征在于:所述20脈沖可控定時器中的觸發(fā)控制系統(tǒng)采用電磁兼容性設計，隔離電源供電；電氣信號傳輸米用光電和光纖方式。
4.根據(jù)權利要求1所述的20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置，其特征在于:所述20脈沖可控定時器中的電氣信號傳輸米用光電和光纖方式。
5.根據(jù)權利要求1所述的20脈沖多波形沖擊發(fā)生器高壓點火裝置，其特征在于:所述20脈沖可控定時器中的通訊方式為RS232，能夠選擇工作模式、輸出通道、延時時間和角度。
【文檔編號】F23Q3/00GK204100291SQ201420610366
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權日:2014年10月21日
【發(fā)明者】呂東波, 臧緒運, 趙軍, 湯小林, 高羚羊, 錢眺, 滕潘, 張春龍, 嚴肅, 江德意, 區(qū)德明, 臧繼運, 臧傳杰 申請人:黑龍江省防雷中心, 上海冠圖防雷科技有限公司