专利名称：安全鞭炮的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种以水为炸药，以电场为引信的安全鞭炮装置。
燃放鞭炮具有环境污染、人身损伤和引发火灾三大危害，但它是中华民族表示喜庆的传统风俗，不便完全禁止。研制能消除三大危害的安全鞭炮成为人们梦寐以求的愿望。但新型鞭炮欲完全取代传统鞭炮就必须能达到以连续爆炸为源而产生与传统挂鞭基本相同的声光效果，给人以不是鞭炮胜似鞭炮的感觉，至今尚未发现能达到上述要求的新型鞭炮。
本实用新型的目的是提供一种不会造成污染、火灾和人身伤害的以水为炸药以电场为引信安全鞭炮装置。
众所周知，水作为一种介质在一定电场强度下会发生电离现象，俗称“击穿”，击穿的瞬间会产生大量的自由电子而成为良导体，如电场源有足够低的内阻和大量的电荷，就会发生类似爆炸的雪崩放电现象，产生闪光和声响。虽然一切介质在适当强度的电场中都会发生电离击穿现象，但水具有不可替代的优点。一是电离所需电场强度较低，可降低高压发生器制造成本；二是来源广泛，无二次污染；而更重要的是有良好的自然散热作用，大为减轻了对放电极的烧蚀作用，有利于延长放电极的使用寿命。简单的实现方法可将放电极浸入水中，用高压大电流半导体器件(如可控硅)作开关，控制放电电容与放电极之间的通断，产生放电，这种方法的制造成本太高，更主要的缺点是水中放电使声光效果受到较大削弱。理想的方法是本实用新型所提供的用水滴既作炸药又作开关的装置。因为它可以轻而易举地达到维妙维肖地模仿传统鞭炮的爆炸效果。实现本实用新型的基本装置是用一般直流高压发生器给一电容充上电荷，电容两极连接放电极，放电极放电端部有数毫米的放电间隙，当一滴水滴在放电间隙中并与两电极端部同时接触的瞬间发生雪崩放电产生爆炸现象，被炸碎的水滴四处飞溅，并产生耀眼的闪光和巨大的响声。
当电容充电速度快于连续滴水速度时就可产生连续爆炸的传统挂鞭燃放效果。
如果用电子技术领域较为成熟的电子程序控制技术对本实用新型安全鞭炮装置的燃放响度和速率实施程序控制，可产生与传统挂鞭更接近的效果。例如当充电电压不变的条件下电容器容量越大放电越强、响度越大，如按一定间隔变化一次电容器容量就可产生大小鞭相间的传统挂鞭燃放效果，如果电容容量不变，改变充电电压也可达到同样效果。
如果用程序控制器产生伪随机序列脉冲控制滴水速度，就可产生类似传统挂鞭随机爆炸速率的效果，使本实用新型能够更全面细致地模仿传统挂鞭的燃放效果。如果对响度，速率和环境灯光实施更加复杂的同步组合程控，还可产生更加新颖奇特的声光艺术效果。
本实用新型的优点是用高压电场作引信，用水滴既作炸药又作开关，制造和燃放成本低，燃放时无烟、无尘、无屑，消除了火灾和人身伤害等事故隐患，携带乘车船已不属危险品；适于室内燃放；所产生的爆炸声光效果与传统鞭炮相比毫不逊色；便于实施程序控制以产生更加新颖奇特的声光艺术效果。
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述。
图1是本实用新型基本方案结构图。
图2是本实用新型程序控制方法原理图。
图3是本实用新型其它实施方案原理图。
由
图1可见，本实用新型主要由直流高压发生器1，放电电容2，放电极3和滴水装置5组成。直流高压发生器1产生直流高压的方式很多，例如市电直接倍压整流，市电经变压器升压整流，电池供电经振荡升压整流，属一般常规电子技术，故在此用方框表示，直流高压发生器1的直流高压输出与放电电容2和放电极3并联连接；放电极3的放电端部两极之间有放电间隙4；滴水装置5内所装水从其上的滴水管7的外口中呈滴状流出；滴水管7与放电间隙4的相对位置应保证水滴8能滴入放电间隙4中；阀门6用于控制滴水速度，也可设在滴水装置5上方的进气管9上，为了便于实施电控，所述阀门6也可以是电磁阀。当直流高压发生器1接通电源，所产生的直流高压便向放电电容(2)充电，当充至高压峰值后，放电间隙4中便建立了稳定的高压电场，当从滴水管7滴出的水滴8到达放电间隙4中并与放电极3两放电端部同时接触的一瞬间，便发生电离放电，产生一次爆炸，放电电容2内的电荷被放掉，又被高压发生器1重新充电等待下一滴水的到来。如果对于放电电容2的充电速度快于滴水速度并连续滴水，便可产生连续爆炸的传统挂鞭燃放效果。放电间隙4的大小与直流高压的高低有关，例如高压为1KV至1.5KV时，间隙4可在1mm至3mm之间；水滴8的外形尺寸应保证滴入间隙4时能与放电极3的放电端两极同时接触。
图2给出了本实用新型的程序控制方案的实施例，其中程序控制器10是一般可设定输出脉冲频率、间隔和宽度的固定程序或可编程序控制器，属电子技术领域的常规技术，所以用方框表示。为了便于程控，滴水装置5可以是类似活塞式注射器的结构(也可以是上自然段中所述滴水装置5的阀门6的电磁阀结构形式)，微电机11的输出轴为螺杆12，螺帽13拧在螺杆12上并固定在活塞14上，当微电机11转动时可通过螺杆12和螺帽13的配合推动活塞14通过滴水管7排出水滴，当程序控制器10输出伪随机序列脉冲控制微电机11推动活塞使滴水速度的变化接近非周期性，就可以模仿传统挂鞭爆炸速率变化无常的效果；当程序控制器10控制继电器触点15按一定周期将放电电容16与放电电容2并联一次，造成每隔数次爆炸使响度增加一次，就可产生大小鞭相间的传统挂鞭燃放效果。电阻19为放电时刻取样电阻，为电传感器方式，与降压电阻串联后并联在直流高压发生器1的直流高压输出的两端(即放电电容2的两端)，其作用是将放电电容的放电时刻取样并反馈给程序控制器1同步控制继电器触点15的动作，因放电电容2放电结束的一瞬间两极电压接近零，此刻控制继电器触点15的切换不易烧坏触点，并且这一反馈信号还可参与程序控制器10的其它程序编排，使爆炸响度的变化与爆炸时刻或次数达到精确的同步。放电时刻的取样还可采用声、光等其它传感器。如果用程序控制器10对爆炸速率、响度、甚至环境灯光及它们之间的同步关系实施组合程序控制，就可产生更加新颖奇妙的燃放效果。
图3是本实用新型的其它实施方案，与上述方案不同之处是程序控制器10控制响度的方法可以是控制高压发生器1的输出电压(由箭头18表示)，使放电电容2的充电电压发生变化，也可配合图2所述的取样反馈电路，使放电时刻与响度变化达到同步；滴水装置5可以是去掉进气管9的软性密封水容器，依靠水自身的重力产生滴水动力，其上的滴水管7上的阀门6可以是电磁阀，由程序控制器10进行程控；滴水管7下方装有导电滴水嘴17，与放电电容2的一端相连接，兼作放电极的一端，与放电极的另一端形成放电间隙4，滴水嘴17可以是实芯或空芯的，滴水管7流出的水可顺其内壁或外壁流出，在其端部的放电间隙4中形成水滴，当水滴同时与放电极的另一端部接触的一瞬间发生放电。
本实用新型所指的水可以是加入各种添加剂的水，例如加入防冻剂用于降低冰点，适合冬季使用，加入香料使爆炸后产生芳香气味。
权利要求1.一种鞭炮装置，它包括直流高压发生器，放电电容器和放电极，其特征在于直流高压发生器(1)的直流高压输出端与放电电容器(2)和放电极(3)并联连接；放电极(3)的放电端部两极之间有放电间隙(4)；连于滴水装置(5)的滴水管(7)位于放电间隙(4)的上方，在滴水管(7)或滴水装置(5)上方的进气管(9)上有阀门(6)。
2.根据权利要求1所述鞭炮装置，其特征在于滴水管(7)下方安装有导电滴水嘴(17)，与放电电容器(2)的一端相连接，与放电极(3)的另一端形成放电间隙(4)；滴水嘴(17)为实芯或空芯的。
3.根据权利要求1所述的鞭炮装置，其特征在于阀门(6)可以是电磁阀。
4.根据权利要求1所述鞭炮装置，其特征在于滴水装置(5)可以是软性密封水容器。
5.根据权利要求1所述鞭炮装置，其特征在于滴水装置(5)可以是活塞式注射器结构。
6.根据权利要求1所述鞭炮装置，其特征在于滴水装置(5)内的水中可以加有降低冰点或增加香味的添加剂。
专利摘要一种安全鞭炮装置，由直流高压发生器、放电电容器和放电电极组成。其特征是将水滴滴入高压电场放电电极的放电间隙中，使水滴被电离而爆炸，以产生与传统火药鞭炮相似的声光效果，但避免了空气污染、火灾和人身伤害。
文档编号A63H5/04GK2181320SQ9323111
公开日1994年11月2日 申请日期1993年6月7日 优先权日1993年6月7日
发明者姚爱国 申请人:姚爱国