基本信息
- 项目名称：
- 大能量电火花点火系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品名为大能量电火花点火系统，是基于传统的续弧式静电点火方式研发而成的一种新型的粉尘爆炸试验点火源。该作品属于电子点火设备技术领域，适用于可燃性粉尘云、可燃性气体以及可燃性雾状液体领域。
- 详细介绍：
- 该作品突破了现有静电点火系统百焦级别的能量限制，使其达到与化学点火头万焦级别相当的能量水平。通过对传统续弧式静电点火电路的改进，从而实现了在点火能量级别上的极大突破；并采用PLC和触摸屏来实现该作品的人机交互功能以及实验过程的智能控制；同时采用银钨电极取代传统的铜电极，使电极材料更加耐用，有效的降低了试验成本。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计、发明目的：突破现有静电点火系统百焦级别的能量限制，使其达到与化学点火头万焦级别相当的能量水平，并验证其具有替代化学点火头成为粉尘爆炸试验的最佳点火源的潜力，从而解决粉尘爆炸防护领域的安全性问题。 基本思路：通过改进静电点火系统电路使其能达到化学点火头的能量级别，同时增加智能控制系统使其更加完善。 创新点：1、改进点火电路，增强电路稳定性；2、突破能量限制，达到化学点火头的能量级别；3、改进电极材料，降低试验成本；4、实现智能控制。 技术关键：用电感替代传统续弧式静电点火电路的二极管。 主要技术指标：电火花爆炸能量、粉尘最大爆炸压力等。
科学性、先进性
- 科学性：利用续弧式电火花发生系统来产生大能量电火花，来作为粉尘爆炸测试的点火源。其基本原理是高压击穿，低压续弧。 先进性：该作品极大地突破了现有的电火花发生系统的能量限制，在静电点火领域首次突破百焦级别，达到了万焦级别以上。该技术目前在国际相关领域上处于领先水平。静电点火和化学点火两种方式相比，静电点火具有安全可靠以及低成本的特性。同时在该产品中采用了PLC和触摸屏实现对粉尘爆炸测试过程的自动控制以及人机交互功能，并开发出一套适用于该系统的实验数据采集软件来进行试验数据的自动采集、分析和图表绘制，使得该产品具备安全性、经济性、可靠性以及智能化的特点。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 该产品的研发工作已基本完成，目前处于生产和销售阶段。
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 产品实物； 现场演示； 图片； 录像。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该系统以人机界面和实体按钮相结合的方式对设备和实验过程进行控制，根据需求设定点火源能量后对电容进行充电、点火和泄放即可。 其技术特点和优势在于：将传统的电火花点火系统的能量提高到可以和化学点火头能量(2kJ-10kJ)相当的级别，从而部分替代化学点火头；选用新型材质制作电极来降低实验成本。 该作品适用于大多数粉尘爆炸性参数检测领域。目前国际上生产相关测试设备的主要有瑞士Adolf Kühner公司和美国Chilworth公司，而国内有煤炭研究院重庆分院等科研单位，但以上均使用化学点火头作为点火源，导致许多科研单位、企业和工厂因无法获得点火源不得不放弃相关研究和检测，使得对粉体的爆炸性参数检测技术得不到推广。因此用静电火花作为点火源恰好可以解决此问题。 该作品不仅可以促进科研单位和企业工厂对此方面的研究和检测，更能有效降低甚至避免粉尘爆炸造成的人员伤亡和财产损失，所产生的社会经济效益是巨大的。目前，该作品已经在上海化工研究院、国家民用爆破器材质量监督检验中心等单位投入使用。
同类课题研究水平概述
- 大能量电火花点火系统的概念最早是由欧盟标准化委员会粉尘爆炸分委会的主席Siegfried.Radandt教授在2004年提出的，他同时也是德国系统安全与工业卫生应用技术研究院（FSA）公司的总裁，该设想提出的目的就是希望能够研发出一套可以代替传统化学点火头的静电点火装置，重新规范相关测试标准。但是该理论研究一直没有太大进展，也没有进入到实验阶段。2009年本课题组研发了续弧式高能静电点火器及其控制方法，并申请获得了国家发明专利，此亦为大能量电火花点火系统的雏形。 目前，使用火炸药作为点火源的测试技术已经非常成熟，国际上广泛遵循的标准有美国标准(ASTM)和欧盟标准(EN)，主要的生产商有瑞士Adolf Kühner公司和美国Chilworth公司；国内主要遵循相关的国家标准(GB)，进行过相关研究的有煤炭研究院重庆分院等科研单位。以上生产的设备及相关实验采用的点火方式均为化学点火头。 国际上尚无使用大能量电火花点火系统作为点火源的设备，亦无相关文献的研究；国内进行过研发并成功的只有本课题组。 该套系统已经在上海化工研究院检测中心、国家民用爆破器材质量监督检验中心等单位交付使用，即将在美国BS&B安全系统有限公司的产品交付。
