一种宽范围可调能量的超高能单次爆震点火装置及其控制方法与流程

技术特征：

1.一种宽范围可调能量的超高能单次爆震点火装置，包括储能电路和点火模块，其特征在于：储能电路的两极分别与点火模块的两级相连，根据所需的点火能量调节储能电路的充电时间和点火模块点火针间距，在储能电路所储存的能量达到额定值后，接通其中的继电器，击穿点火模块点火针之间的空气间隙，引发储能电容组放电，释放能量点燃可爆混合物。

2.根据权利要求1所述的一种宽范围可调能量的超高能单次爆震点火装置，其特征在于：储能电路包括储能电容组、直流稳压电源、保护电阻、直流升压模块、电压监测模块、点火继电器和放电继电器，可以分为充电回路、点火回路以及放电与测压回路，三者均包括储能电容组，相互为并联关系；在充电回路中，储能电容组的一端通过保护电阻和直流升压模块与直流稳压电源正极相连，一端与直流稳压电源负极相连，此回路的作用为，在放电前为储能电容组充电；在点火回路中，储能电容组的一端通过点火继电器与点火模块相连，另一端则直接与点火模块相连，此回路的作用为，在储能电容组达到额定电压后，释放能量，进行点火；在放电与测压回路中，放电继电器直接接在储能电容组两端，用于在点火后或检修前释放储能电容组中残余电荷，保护使用者安全，而电压监测模块同样直接连接于储能电容组两端，可以实时监测储能电容组电压情况。

3.根据权利要求1所述的一种宽范围可调能量的超高能单次爆震点火装置，其特征在于：所述储能电容组采用高压薄膜电容，电容组的总容值大于或等于1.1μF，额定电压20kV，单个电容的容值约为0.1μF；电容组采用排式并联结构，每个单独电容可任意安装拆卸，维护方便；根据实验需求，可任意增减电容数量，从而增减最大放电总能量。

4.根据权利要求1所述的一种宽范围可调能量的超高能单次爆震点火装置，其特征在于：所述直流稳压电源的电压可调，电压调节的区间为0～15V，额定电流为1A，可根据需求，在安全范围内，适当增加电压以实现快速充电。

5.根据权利要求1所述的一种宽范围可调能量的超高能单次爆震点火装置，其特征在于：所述直流升压模块采用倍压升压设计，其额定电流为0.5mA，可调电压范围为0～30kV，按照(式中，Q为能量，C为电容容值，U为电压)公式记算， 结合前文中电容组的容值，本装置的最高点火能量可达几百焦耳，远高于常规点火装置，适用于多数气体燃料可爆混合物；直流升压模块内部有防反接保护、高低压隔离保护；与传统变压器升压相比，具有结构简单、体积小、安全性高等优点。

6.根据权利要求1所述的一种宽范围可调能量的超高能单次爆震点火装置，其特征在于：所述保护电阻的总阻值大于等于50MΩ，可用一个电阻或若由干个电阻串联组成，用于防止放电时较大的电流回流使直流稳压电源及直流升压模块产生破坏。

7.根据权利要求1所述的一种宽范围可调能量的超高能单次爆震点火装置，其特征在于：所述电压监测模块为一个大量程、高灵敏度的高压电压表，用于实时监测储能电容组的电压，以便及时放电或切断电源。

8.根据权利要求1所述的一种宽范围可调能量的超高能单次爆震点火装置，其特征在于：所述点火继电器和放电继电器均为常断型真空高压继电器，采用继电器作为开关，使用者仅需通过电压较低的电路操纵电磁铁以控制高压电路的通断，从而有效保证使用者的人身安全。

9.根据权利要求1所述的一种宽范围可调能量的超高能单次爆震点火装置，其特征在于：所述点火模块包括两根相互垂直放置的点火针、螺纹堵头及与之对应的爆震管头部；轴向点火针通过螺纹堵头固定于爆震管端壁处，径向点火针通过爆震管侧壁的孔插入管内，并固定与侧壁上，两枚点火针的针尖均位于爆震管的轴线上，点火针针尖之间的距离可以通过螺旋堵头进行调整。

10.一种采用权利要求1～9所述宽范围可调能量的超高能单次爆震点火装置的控制方法，其特征在于：电路中各继电器均处于常开状态，充电回路采用直流稳压电源供电并通过直流升压模块升压后为储能电容组充电，当电压监测模块显示储能电容组电压达到额定值后，切断直流稳压电源，并接通点火继电器，此时点火模块放电进行点火，点火结束后，接通放电继电器，释放储能电容组内剩余能量。

11.根据权利要求10所述的一种宽范围可调能量的超高能单次爆震点火装置控制方法，其特征在于：充电过程中，需缓慢提高直流稳压电源的输出电压，以减少电流突增对储能电容组的不利影响。