[发明专利]电磁脉冲作用下电爆装置发火时桥丝温度测试系统及测试方法

权利要求书

1.一种电磁脉冲作用下电爆装置发火时桥丝温度测试方法，其特征在于：所述测试方法使用桥丝温度测试系统，所述桥丝温度测试系统包括电磁脉冲源，所述电磁脉冲源用于发出电磁脉冲信号，所述电磁脉冲源的信号输出端与被测试电爆装置或电爆装置去除药剂包裹的被测试桥丝连接；光纤测温系统的测温探头固定在所述电爆装置或所述桥丝上，所述光纤测温系统用于通过温度传感器测试所述电爆装置或所述桥丝的温度；所述测试系统还包括温度表，所述温度表用于测试环境温度信息；所述系统还包括电爆装置发火试验保护箱，所述电爆装置位于所述保护箱内；

由于外界激励信号特征的不同，桥丝可能在绝热或者热平衡两种条件下升温，在绝热条件下，桥丝产生的热量为：

其中，U为脉冲信号电压峰值，D为占空比，R为电爆装置等效阻抗，t₀为作用时间；

根据能量守恒定律，这部分热量全部用于桥丝温升，因而有：

其中，c、m和ΔT分别为电爆装置桥丝的比热、质量和温升；

由式(2)可以知道，桥丝温升和脉冲信号电压峰值的平方成正比例关系；

在热平衡条件下，桥丝产生的热量除用于桥丝温升外还有一部分传导至外部介质，根据傅里叶定律，桥丝散失的热量Q’正比于垂直于该截面方向上的温度梯度dT/dr和截面面积S，即

其中，k为介质的传热系数；

在理想条件下，桥丝温升ΔT与dT/dr间为积分关系，ΔT为桥丝温度与环境间温差，因此可得Q’与ΔT同样成正比关系，即

Q′＝k′·ΔT (4)

其中，k’为比例系数；

由式(2)和(4)可知，在热平衡条件下，同样可以得到U²正比于ΔT，即所述桥丝温升和电磁脉冲幅值成正比；

所述测试方法包括如下步骤：

第一步，搭建电磁脉冲作用下电爆装置50％发火的试验系统，将受试电爆装置固定在试验保护箱内，连接电磁脉冲源；

第二步，打开电磁脉冲源，固定电磁脉冲源的脉冲频率和脉冲宽度，逐步增加脉冲幅值，观察受试电爆装置是否发火爆炸，记录受试电爆装置发火爆炸时脉冲信号的参数；

第三步，以第二步记录的脉冲信号参数注入到受试电爆装置上，观察电爆装置是否发火；若发火，以等步长D的原则逐步减小受试电爆装置的电磁脉冲注入信号，直到电爆装置不发火；若不发火，则以等步长D的原则逐步增加受试电爆装置的电磁脉冲注入信号，直到电爆装置发火；从第一次出现试验结果发生变化的前一发开始作为有效试验试验并计数，每次试验需要更换一个全新的电爆装置；记录电磁脉冲源的输出参数和电爆装置是否发火，以及试验环境的温度T₀；

第四步，重复第三步操作，并进行至少25组的有效测试试验；

第五步，对记录的数据进行分析，确定电磁脉冲作用下电爆装置50％发火时电磁脉冲注入的信号参数；

第六步，搭建电磁脉冲作用下电爆装置去除药剂包裹桥丝温度和电磁脉冲信号关系的试验系统，将电磁脉冲源信号输出和电爆装置去除药剂包裹的桥丝连接，光纤测温系统的测温探头固定在去除药剂包裹的电爆装置桥丝上；

第七步，打开电磁脉冲源，电磁脉冲源的脉冲频率和脉冲宽度和第二步设置相同；缓慢增加脉冲幅值，用光纤温升测试系统观察桥丝温升变化，当温升变化达到10℃左右，记录此时的电磁脉冲注入信号的参数和对应的桥丝温升值，停止电磁脉冲信号注入；

第八步，将测试系统在环境温度下同化5分钟后，增加注入信号，观察桥丝温升，记录电磁脉冲注入信号的参数和对应桥丝温升值；

第九步，重复第八步过程，当桥丝温升达到100℃左右，停止试验，对记录的数据进行分析，确定电磁脉冲作用下电爆装置发火时桥丝温度。