一种射频电磁能引燃爆炸性气体的试验装置的制作方法

本申请涉及5g通信，尤其涉及一种射频电磁能引燃爆炸性气体的试验装置。

背景技术：

1、在iec60079-0和gb/t3836.1标准中，对射频源的功率阈值和能量阈值均有相关规定，如爆炸性气体为甲烷时，其要求在200us内，射频源的阈功率不应超过6w，射频源的阈能量不应超过1500uj。但上述标准是针对低频电磁波信号试验得出的结论，且调制方式尚停留在am、fm阶段，因此不适用于5g射频信号。

2、在bs6656-2002标准中具有与电磁能相关的唯一检验方案，该方案借用iec标准火花试验台的测量接收端的能量是否可以点燃爆炸性环境。但是iec标准火花试验台仅适用于频率不高于1.5mhz的低频信号，而5g射频信号的典型频率主要包括700mhz、2.1mh、2.6mhz、3.5mhz等高频信号，并且iec标准火花试验台测试高频信号会存在阻抗不匹配的问题。例如，在阻抗失配的情况下，信号的能量会反射会信号源，无法进入火花试验台的打火部分。因此，无法有效评估射频能量未引燃爆炸性气体的原因是由阻抗不匹配所引起还是射频能量未达到引燃瓦斯气体的能量阈值所引起。可见，现有方案并不适用于对5g射频信号进行安全阈值测试。

3、目前，国内外尚未有已经发表的相关论文或专利公布针对射频电磁能在爆炸性环境中安全阈值问题所开发的专用试验装置，因此如何评估5g射频信号在爆炸性环境中的安全功率和能量阈值，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型针对5g通信技术，公开了一种射频电磁能引燃爆炸性气体的试验装置，用来测量5g射频信号引燃爆炸性气体的功率阈值和能量阈值，为5g射频源在爆炸性场所的安全使用提供依据。

2、为解决上述技术问题，本实用新型的第一方面，公开了一种射频电磁能引燃爆炸性气体的试验装置，包括：

3、试验平台，所述试验平台扣设有保护罩用以构成密闭空间；

4、阀门组件，穿过所述试验平台并延伸至所述密闭空间内部，向所述密闭空间内部通入爆炸性气体形成爆炸性试验环境；

5、环天线，处于所述密闭空间内部且具有断点，通过与处于所述密闭空间外部的5g射频源发射出的特定频率信号发生共振，从而作为5g射频能量的接收天线；

6、电缸，固定于所述试验平台且处于所述密闭空间外部；

7、摆动组件，所述摆动组件受控于所述电缸进行往复摆动，且所述摆动组件中的圆顶杆在往复摆动时和所述环天线间断式接触；

8、在测试时，所述电缸驱动所述摆动组件进行往复摆动，并通过所述圆顶杆间断式接触所述环天线，迫使所述环天线的断点发生连续的“通—断—通”的电气状态改变，在电气连接状态改变的过程中，所述5g射频能量发生间隙击穿产生火花，当火花能量超过阈值则周围的爆炸性气体具有被点燃的风险，根据5g射频源发射的阈功率和所述密闭空间中的电磁场强度确定所述环天线引燃爆炸性气体时从所述爆炸性试验环境中汲取到的能量阈值和功率阈值。

9、优选的，所述阀门组件包含阀门和管固定架；

10、所述管固定架作为所述阀门的固定元件，穿过所述试验平台并延伸至所述密闭空间内部。

11、优选的，所述阀门组件为两套以上，两套以上所述阀门组件分别通入不同的爆炸性气体，以验证不同爆炸性气体的爆炸阈值。

12、优选的，所述环天线通过环天线支架固定于所述密闭空间内部的试验平台上；其中，

13、所述环天线支架具有位姿调试功能，以保证所述环天线最大程度的接收所述密闭空间外部的所述5g射频能量。

14、优选的，所述环天线作为发射天线连接射频源，释放5g射频能量。

15、优选的，所述电缸通过电缸支架固定于所述试验平台。

16、优选的，所述摆动组件包括：

17、主摆杆，所述主摆杆穿过所述试验平台并延伸至所述密闭空间内部；其中，所述主摆杆的一端通过转接轴连接所述电缸，另一端通过连杆连接所述圆顶杆，所述连杆和所述圆顶杆均处于所述密闭空间内部；

18、所述圆顶杆具有顶部件，在往复摆动时和所述环天线间断式接触。

19、优选的，所述主摆杆与所述试验平台的接触位置具有密封套固定座和密封套实现密封；其中，

20、所述密封套固定座将密封套固定于所述试验平台。

21、优选的，所述摆动组件通过设置于所述密闭空间内部的试验平台的支撑支架进行支撑。

22、优选的，所述密闭空间内部具有标准点火器，以验证注入的爆炸性气体是否可以被引爆；

23、所述标准点火器通过点火导线固定座固定在密闭空间内部的试验平台。

24、通过本实用新型的一个或者多个技术方案，本实用新型具有以下有益效果或者优点：

25、本实用新型公开的射频电磁能引燃爆炸性气体的试验装置，主要由试验平台、保护罩和构成的密闭空间，处于密闭空间内的环天线，电缸，摆动组件等元件构成，其中，密闭空间注有甲烷、乙烯、氢气或乙炔等气体构成爆炸性试验环境，环天线可用作5g射频能量的接收天线，也可用作发射5g射频能量的发射天线。而电缸带动摆动组件往复摆动，可以迫使环天线的断点发生连续的“通—断—通”的电气状态改变，在电气连接状态改变的过程中，射频能量发生间隙击穿产生火花，当火花能量超过阈值则周围的爆炸性气体就有被点燃的风险。根据5g射频源发射的阈功率和所述密闭空间中的电磁场强度即可以确定所述环天线引燃爆炸性气体时从所述爆炸性试验环境中汲取到的能量阈值和功率阈值，从而为5g射频源在爆炸性场所的安全使用提供依据。

26、上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

技术特征：

1.一种射频电磁能引燃爆炸性气体的试验装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述阀门组件包含阀门和管固定架；

3.如权利要求2所述的试验装置，其特征在于，所述阀门组件为两套以上，两套以上所述阀门组件分别通入不同的爆炸性气体，以验证不同爆炸性气体的爆炸阈值。

4.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述环天线通过环天线支架固定于所述密闭空间内部的试验平台上；其中，

5.如权利要求1或4所述的试验装置，其特征在于，所述环天线作为发射天线连接射频源，释放5g射频能量。

6.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述电缸通过电缸支架固定于所述试验平台。

7.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述摆动组件包括：

8.如权利要求7所述的试验装置，其特征在于，所述主摆杆与所述试验平台的接触位置具有密封套固定座和密封套实现密封；其中，

9.如权利要求7所述的试验装置，其特征在于，所述摆动组件通过设置于所述密闭空间内部的试验平台的支撑支架进行支撑。

10.如权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述密闭空间内部具有标准点火器，以验证注入的爆炸性气体是否可以被引爆；

技术总结
本技术公开了一种射频电磁能引燃爆炸性气体的试验装置，包括：试验平台，扣设有保护罩用以构成密闭空间；阀门组件，穿过试验平台并延伸至密闭空间内部，向密闭空间内部通入爆炸性气体形成爆炸性试验环境；环天线，处于密闭空间内部且具有断点，通过与处于密闭空间外部的5G射频源发射出的特定频率信号发生共振，从而作为5G射频能量的接收天线；电缸，固定于试验平台且处于密闭空间外部；摆动组件，摆动组件受控于电缸进行往复摆动，且摆动组件中的圆顶杆在往复摆动时和环天线间断式接触；该试验装置可用来测量5G射频信号引燃爆炸性气体的功率阈值和能量阈值，为5G射频源在爆炸性场所的安全使用提供依据。

技术研发人员：孟积渐,张银,于海侠,张勇,郭子文,李子涵,徐建文
受保护的技术使用者：安标国家矿用产品安全标志中心有限公司
技术研发日：20230302
技术公布日：2024/1/13