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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 大能量電火花點(diǎn)火系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 信息技術(shù)
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品名為大能量電火花點(diǎn)火系統(tǒng)，是基于傳統(tǒng)的續(xù)弧式靜電點(diǎn)火方式研發(fā)而成的一種新型的粉塵爆炸試驗(yàn)點(diǎn)火源。該作品屬于電子點(diǎn)火設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，適用于可燃性粉塵云、可燃性氣體以及可燃性霧狀液體領(lǐng)域。
- 詳細(xì)介紹：
- 該作品突破了現(xiàn)有靜電點(diǎn)火系統(tǒng)百焦級(jí)別的能量限制，使其達(dá)到與化學(xué)點(diǎn)火頭萬(wàn)焦級(jí)別相當(dāng)?shù)哪芰克?。通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)續(xù)弧式靜電點(diǎn)火電路的改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)了在點(diǎn)火能量級(jí)別上的極大突破；并采用PLC和觸摸屏來(lái)實(shí)現(xiàn)該作品的人機(jī)交互功能以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程的智能控制；同時(shí)采用銀鎢電極取代傳統(tǒng)的銅電極，使電極材料更加耐用，有效的降低了試驗(yàn)成本。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)、發(fā)明目的：突破現(xiàn)有靜電點(diǎn)火系統(tǒng)百焦級(jí)別的能量限制，使其達(dá)到與化學(xué)點(diǎn)火頭萬(wàn)焦級(jí)別相當(dāng)?shù)哪芰克?，并?yàn)證其具有替代化學(xué)點(diǎn)火頭成為粉塵爆炸試驗(yàn)的最佳點(diǎn)火源的潛力，從而解決粉塵爆炸防護(hù)領(lǐng)域的安全性問(wèn)題。 基本思路：通過(guò)改進(jìn)靜電點(diǎn)火系統(tǒng)電路使其能達(dá)到化學(xué)點(diǎn)火頭的能量級(jí)別，同時(shí)增加智能控制系統(tǒng)使其更加完善。 創(chuàng)新點(diǎn)：1、改進(jìn)點(diǎn)火電路，增強(qiáng)電路穩(wěn)定性；2、突破能量限制，達(dá)到化學(xué)點(diǎn)火頭的能量級(jí)別；3、改進(jìn)電極材料，降低試驗(yàn)成本；4、實(shí)現(xiàn)智能控制。 技術(shù)關(guān)鍵：用電感替代傳統(tǒng)續(xù)弧式靜電點(diǎn)火電路的二極管。 主要技術(shù)指標(biāo)：電火花爆炸能量、粉塵最大爆炸壓力等。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性：利用續(xù)弧式電火花發(fā)生系統(tǒng)來(lái)產(chǎn)生大能量電火花，來(lái)作為粉塵爆炸測(cè)試的點(diǎn)火源。其基本原理是高壓擊穿，低壓續(xù)弧。 先進(jìn)性：該作品極大地突破了現(xiàn)有的電火花發(fā)生系統(tǒng)的能量限制，在靜電點(diǎn)火領(lǐng)域首次突破百焦級(jí)別，達(dá)到了萬(wàn)焦級(jí)別以上。該技術(shù)目前在國(guó)際相關(guān)領(lǐng)域上處于領(lǐng)先水平。靜電點(diǎn)火和化學(xué)點(diǎn)火兩種方式相比，靜電點(diǎn)火具有安全可靠以及低成本的特性。同時(shí)在該產(chǎn)品中采用了PLC和觸摸屏實(shí)現(xiàn)對(duì)粉塵爆炸測(cè)試過(guò)程的自動(dòng)控制以及人機(jī)交互功能，并開(kāi)發(fā)出一套適用于該系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集軟件來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、分析和圖表繪制，使得該產(chǎn)品具備安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性以及智能化的特點(diǎn)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 該產(chǎn)品的研發(fā)工作已基本完成，目前處于生產(chǎn)和銷(xiāo)售階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 產(chǎn)品實(shí)物； 現(xiàn)場(chǎng)演示； 圖片； 錄像。
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 該系統(tǒng)以人機(jī)界面和實(shí)體按鈕相結(jié)合的方式對(duì)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行控制，根據(jù)需求設(shè)定點(diǎn)火源能量后對(duì)電容進(jìn)行充電、點(diǎn)火和泄放即可。 其技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在于：將傳統(tǒng)的電火花點(diǎn)火系統(tǒng)的能量提高到可以和化學(xué)點(diǎn)火頭能量(2kJ-10kJ)相當(dāng)?shù)募?jí)別，從而部分替代化學(xué)點(diǎn)火頭；選用新型材質(zhì)制作電極來(lái)降低實(shí)驗(yàn)成本。 該作品適用于大多數(shù)粉塵爆炸性參數(shù)檢測(cè)領(lǐng)域。目前國(guó)際上生產(chǎn)相關(guān)測(cè)試設(shè)備的主要有瑞士Adolf Kühner公司和美國(guó)Chilworth公司，而國(guó)內(nèi)有煤炭研究院重慶分院等科研單位，但以上均使用化學(xué)點(diǎn)火頭作為點(diǎn)火源，導(dǎo)致許多科研單位、企業(yè)和工廠因無(wú)法獲得點(diǎn)火源不得不放棄相關(guān)研究和檢測(cè)，使得對(duì)粉體的爆炸性參數(shù)檢測(cè)技術(shù)得不到推廣。因此用靜電火花作為點(diǎn)火源恰好可以解決此問(wèn)題。 該作品不僅可以促進(jìn)科研單位和企業(yè)工廠對(duì)此方面的研究和檢測(cè)，更能有效降低甚至避免粉塵爆炸造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，所產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益是巨大的。目前，該作品已經(jīng)在上海化工研究院、國(guó)家民用爆破器材質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心等單位投入使用。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 大能量電火花點(diǎn)火系統(tǒng)的概念最早是由歐盟標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)粉塵爆炸分委會(huì)的主席Siegfried.Radandt教授在2004年提出的，他同時(shí)也是德國(guó)系統(tǒng)安全與工業(yè)衛(wèi)生應(yīng)用技術(shù)研究院（FSA）公司的總裁，該設(shè)想提出的目的就是希望能夠研發(fā)出一套可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學(xué)點(diǎn)火頭的靜電點(diǎn)火裝置，重新規(guī)范相關(guān)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。但是該理論研究一直沒(méi)有太大進(jìn)展，也沒(méi)有進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)階段。2009年本課題組研發(fā)了續(xù)弧式高能靜電點(diǎn)火器及其控制方法，并申請(qǐng)獲得了國(guó)家發(fā)明專利，此亦為大能量電火花點(diǎn)火系統(tǒng)的雛形。 目前，使用火炸藥作為點(diǎn)火源的測(cè)試技術(shù)已經(jīng)非常成熟，國(guó)際上廣泛遵循的標(biāo)準(zhǔn)有美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(ASTM)和歐盟標(biāo)準(zhǔn)(EN)，主要的生產(chǎn)商有瑞士Adolf Kühner公司和美國(guó)Chilworth公司；國(guó)內(nèi)主要遵循相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB)，進(jìn)行過(guò)相關(guān)研究的有煤炭研究院重慶分院等科研單位。以上生產(chǎn)的設(shè)備及相關(guān)實(shí)驗(yàn)采用的點(diǎn)火方式均為化學(xué)點(diǎn)火頭。 國(guó)際上尚無(wú)使用大能量電火花點(diǎn)火系統(tǒng)作為點(diǎn)火源的設(shè)備，亦無(wú)相關(guān)文獻(xiàn)的研究；國(guó)內(nèi)進(jìn)行過(guò)研發(fā)并成功的只有本課題組。 該套系統(tǒng)已經(jīng)在上?；ぱ芯吭簷z測(cè)中心、國(guó)家民用爆破器材質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心等單位交付使用，即將在美國(guó)BS&B安全系統(tǒng)有限公司的產(chǎn)品交付。
