[发明专利]一种惰性氛围可变初始压力下静电火花能量评估装置及评估方法

说明书

一种惰性氛围可变初始压力下静电火花能量评估装置及评估方法，属于爆炸安全科学领域。这种惰性氛围可变初始压力下静电火花能量评估装置包括电火花发生装置、数据采集装置和配气装置。通该装置可以实现电火花能量在32mJ‑3J，电极间隙在0‑10mm和电极角度在180‑90^o之间的连续调节，同时，能够实现不同材料和尖端形状电极的更换。通过配气装置实现电火花发生室初始压力在0‑5bar内可调以及电火花发生室多种惰性气体氛围的建立。通过这种惰性氛围可变初始压力下静电火花能量评估装置的评估方法实现在32mJ‑3J能量范围内，对不同参数下的静电火花能量进行评估。

技术领域

一种惰性氛围可变初始压力下静电火花能量评估装置及评估方法，属于爆炸安全科学领域。

背景技术

生产加工过程中，由静电火花引起的火灾和爆炸事故频繁发生，危害巨大。静电火花放电过程是能量动态释放过程，受多种因素的影响，这些因素主要分为两大类，电路参数和非电路参数。电路参数主要包括：能量（电容和电压）、负载电感、负载电阻等，非电路参数主要包括：环境变量（气压、气体组分、温度、湿度、空气流动速度等）、电极参数（间隙、直径、形状、材料等）。所以对不同能量、电极参数和气体环境的静电火花能量评估对安全的生产环境建立，有效地避免爆炸的发生具有重要指导意义。

目前已有的静电火花能量测量装置多为常温常压下可燃物质的点火能量测量装置（CN101692081A、CN105891254A），这些装置除能量外可变参数较少，或者不能再同一装置上同时实现多个参数的调节（CN104897305A）。其中，都未兼具火花能量和冲击波特性同时探究。所以一种惰性氛围可变初始压力下静电火花能量评估装置和评估方法的实现具有重要意义。

发明内容

本发明解决现有技术存在的问题，提供一种惰性氛围可变初始压力下静电火花能量评估装置及评估方法，该装置可提供初始压力调节范围为0~5bar，电极间隙为0~10mm，电极角度为180^o~90^o，电极材料和尖端可更换。

本发明的技术方案是：一种惰性氛围可变初始压力下静电火花能量评估装置，它包括电火花发生装置、数据采集装置和配气装置，所述电火花发生装置包含电火花发生室、千分尺和与时序控制器电连接的电火花发生器，电火花发生室包含外壁、视窗和密封套筒，外壁上设有压力表，外壁的端部通过法兰和法兰螺栓固定视窗，密封套筒套在外壁的中间位置；在外壁上设有90度弧长的外壁开槽，固定在外壁上的第一电极离外壁开槽一端为90度弧长，另一端为180度弧长；在密封套筒上设置有90度弧长的套筒开槽，固定在密封套筒上的第二电极离套筒开槽一端为90度弧长，另一端为180度弧长；在外壁与密封套筒（1g）之间，外壁开槽的两侧各设有一道O型密封圈，在外壁开槽的周边设有另一道位于开槽周边密封槽中的O型密封圈；第一电极的外端电连接电火花发生器的正极，第二电极的外端电连接电火花发生器的负极，并固定连接千分尺；所述第一电极与第二电极伸入外壁内的部分，通过转动密封套筒，使第二电极与第一电极在相对的同一直线位置调整到两电极互相垂直的位置，调整角为180-90度；

所述数据采集装置包含高速摄影机和数据采集器，高速摄影机的境头对准外壁端部的视窗，高速摄影机电连接电脑、时序控制器和数据采集器，数据采集器通过电压探头接触连接第一电极的正极，用电流探头套在第二电极上；

所述配气装置包含真空泵和气瓶，真空泵通过真空控制阀连接三通，三通的一侧通过气体控制阀连接气瓶，另一侧通过气体管道连通电火花发生室的内腔。

所述第一电极和第二电极与密封接头之间通过橡胶圈绝缘密封，套筒开槽底部处的外壁上设置外壁螺纹孔，第一电极通过一个密封接头与外壁螺纹孔螺纹连接，外壁开槽底部处的密封套筒上设置套筒螺纹孔，第二电极通过另一个密封接头与套筒螺纹孔螺纹连接，第二电极的端部与千分尺的测量端通过四氟乙烯零件固定连接。

所述的一种惰性氛围可变初始压力下静电火花能量评估装置的评估方法，包含如下步骤：