电晕放电若干特性的实验研究

为研究空中带高压物体的电晕放电辐射信号特征,采用组建的静电放电测试系统对电晕电流及其辐射信号进行了实验研究。实验表明：电晕放电脉冲波形具有明显的极性效应。负极性下先发生电晕放电,且电流波形的上升时间小于正电晕电流;电晕放电信号波形前沿陡峭,上升时间从几个ns到二十几个ns;电晕放电辐射信号的频谱成钟型连续谱,其频率范围主要集中在20～100MHz之间;极性不同,电晕放电辐射信号波形不同,并且正电晕信号幅值高于负电晕信号幅值。     

电晕放电辐射场若干特性分析

为了研究电晕放电辐射场若干特性,首先进行了电晕放电时电晕电流的理论分析,研究了电晕电流的波形随电压变化情况。然后在采用针-板电极物理实验模型的基础上进行了电晕放电实验研究,分析了放电针上的充电电压对脉冲电流的影响,并确定了辐射场随传播距离的变化规律以及放电重复率随电压的变化情况。实验结果发现,当针为负极性时先发生放电,但正极性下先发生火花放电;电晕放电辐射场与距离成反比关系;放电重复率随着电压的增大而增大。     

飞机静电起电放电机理及带电极性的相关研究

飞机上的静电来源主要包括：沉积颗粒的摩擦起电、发动机引擎燃烧产生的等离子气体起电、穿越带电云层时的感应起电、对流起电和雨滴等粒子的破裂起电等。当机体上电压达到周围介质的放电电压阈值时就会放电，这些放电产生的电磁噪声对导航和通讯都会造成干扰。飞机放电机理主要包括电晕放电、绝缘材料与金属之间的流柱放电和相邻未焊接金属间的火花放电。在实验室内通过对不同物质进行摩擦起电试验和发动机尾气喷射起电实验，得出不同起电方式的带电极性。     

摩擦电压衰减测试方法与ZJY-1织物静电测试仪

在实验研究的基础上,考虑到电晕放电和静电泄漏两种消散电荷的途径,以织物表面电压为测试参数,提出了评价织物静电性能的摩擦电压衰减测试方法,以此为基础,研制成ZJY-1织物静电测试仪。通过测试数据的合理性检验,证明该方法及其仪器能够全面反映织物的静电性能。     

对空气静电放电的频域研究

利用辐射电磁场的推迟势方程对空气静电放电的电磁场频谱进行了理论推导,对放电电流峰值和金属小环上的耦合电压峰-峰值进行了测量,使用数字存储示波器记录了放电电流和耦合电压的波形。利用测量结果对静电放电的电磁场频谱进行了理论计算,比较了不同放电电压下耦合电压的幅度谱和功率谱,结果表明:空气静电放电的能量主要集中在直流到2.0 GHz的频段内。     

电感储能高功率微波系统的数值模拟

介绍了REFORM程序,使用等效电路模型,研究了电感储能驱动高功率微波系统的性能问题。电路中考虑了初级能源,脉冲变压器,电爆炸丝切断开关,同轴传输线,火花隙陡化开关,以及微波二极管负载等。由模拟结果得到了一些有用的结论,即通过电路参数优化可以提高整个系统的效率,进而验证电感储能高功率微波系统方案的可行性。     

海洋低频电场传感器敏感电极材料的选择

选择了9种不同的电极材料,根据海洋环境下低频、极低频电场的自身特点,通过直流电阻、交流阻抗、电极对极差漂移3个方面对电极性能进行了测试,研究了其用于海洋环境低频电场弱信号探测的可行性,筛选出了适合海洋环境低频电场测量的电极材料,并从理论上进行了解释.结果表明,固态Ag/AgCl电极的直流电阻和交流阻抗均较小,且其极差漂移可控制在μV级,具有优良的极化效应和较低的极差漂移,是海洋环境低频电场探测的敏感电极材料.     

原位反应电火花沉积TiN陶瓷增强相的工艺性能

以TC4钛合金为电极,氮气作为反应气和保护气,在45钢表面原位反应生成含TiN的沉积层。对电压、电容、频率、转速和比沉积时间5个沉积层厚度影响因子,各设4个工艺水平,进行正交试验,研究多项工艺参数同时变化时沉积层厚度的变化规律。结果表明：选用电容为120μF,输出电压145 V,比沉积时间3 min/cm2时可获得综合质量最优的沉积层。电火花反应沉积层与基体形成冶金结合,沉积层均匀致密,厚度约为30～40μm,主要由TiN、FeTi和Fe9.64Ti0.36组成。沉积层的弹性模量为183.614 GPa,而纳米硬度达14.039 GPa,是基体的4倍。结果表明：原位反应电火花沉积可有效改善材料的表面性能。     

核电磁脉冲模拟器放电回路的数值分析

介绍了核电磁脉冲模拟器的组成和主要参数,分析了核电磁脉冲模拟器回路的暂态过程,讨论了电路参数、火花电阻和陡化开关击穿时刻对脉冲波形的影响,并提出了改善输出波形的方法。     

混纺导电纤维及其织物电晕放电实验研究

本文报导了混纺导电纤维及其织物的电晕放电实验研究结果,指出导电纤维的电晕放电对人体静电荷的消散不起主要作用,而只有人体静电接地,才能较好地消除静电隐患,进而明确了防静电工作服的作用机理。     

Effects of Squeeze-film Air Damping on Properties of MEMS Inertial Switch in Fuse

The squeeze-film air damping exists in a lot of micro-electronic-mechanical system (MEMS) devices unavoidably. The effects of air damping in traditional inertial switch with spring-mass system can be ignored for its large volume and mass. But, many properties of MEMS switch, such as sensitivity, resolution and contact time, are affected by the air damping caused from the squeezed air film between two parallel plates moving relatively. Based on the conservation laws for mass and flux and the nonlinear Reynolds equation, the coefficient of squeeze-film damping was derived. The dynamic responses of the inertial switch with and without squeeze-film damping were simulated by using software ANSYS. The simulated results show that the sensitivity and contact time of the switch descend by about 5% and 15%, respectively, when the effects of squeeze-film damping are considered.     

Research on design and firing performance of Si-based detonator

For the chip integration of MEMS (micro-electromechanical system) safety and arming device, a miniature detonator needs to be developed to reduce the weight and volume of explosive train. A Si-based micro-detonator is designed and fabricated, which meets the requirement of MEMS safety and arming device. The firing sensitivity of micro-detonator is tested according to GJB/z377A-94 sensitivity test methods: Langlie. The function time of micro-detonator is measured using wire probe and photoelectric transducer. The result shows the average firing voltage is 6.4 V when the discharge capacitance of firing electro-circuit is 33 μF. And the average function time is 5.48 μs. The firing energy actually utilized by Si-based micro-detonator is explored.     

针-板电极电晕辐射仿真研究

电晕放电是静电放电的一种特殊形式。在分析电晕放电特性的基础上,对针-板电极系统高压电晕辐射场方向特性进行了仿真研究。通过实验与仿真得出:针-板电极系统高压电晕辐射场频谱范围大约为10~200MHz,能量主要集中在80 MHz以下。80 MHz以下辐射场方向图与偶极子天线的辐射方向图相似,低于100 MHz的辐射主要在针电极一侧,而高于100 MHz以上的辐射场方向图极为复杂,其主要辐射在板电极的后方。电晕放电辐射场的空间分布与放电电压、电极的形状以及电晕的发展过程等因素有关,对于电晕放电的不同发展阶段,其辐射场的频域范围也不同。     

航天服静电放电点燃能力实验研究

人—航天服系统产生的静电放电能否引燃航天服关系到载人航天飞机的安全性。通过实验研究了在纯氧和普通大气条件下 ,静电放电对各种航天服的引燃能力。实验表明 ,在普通大气条件下 ,静电放电不能引燃航天服材料。在纯氧条件下 ,点燃航天服材料所需的静电能量与静电放电的模型有关 ,机器模型的引燃能力最强。静电放电航天服点燃航天服材料所需的最小能量为 4 8mJ。     

火箭弹防静电作用研究

针对电发火弹药静电放电问题,以某型130 mm火箭弹为例,采用真实静电感度测试系统测试了电火工品在有、无绝缘层时50%的静电点火能量,并在试验程序及数据处理中使用真实静电感度数据处理方法统计了50%静电发火能量的估计值。通过比较发现二者的差值在误差范围内,这表明静电放电研究中可以将弹体所接受的能量视作全部作用于火工品上,绝缘层不吸收静电放电的能量。在电发火弹药的防护中,必须采用静电防护措施杜绝电发火弹药的意外发火。     

桥丝式电火工品静电感度测试方法研究

本文对目前静电感度试验的现状进行了分析。在理论分析的基础上解决了JGY-50型静电火花感度仪的串联电阻和真空开关所带来的问题。提出了桥丝式电火工品的静电感度测试新方法,通过一个高压线性采样装置直接测量试样在试验过程中的电压、电流曲线,求得试样实际消耗的能量,以此统计试样的静电感度。采用这种方法,测试了JD-11电点火具的50％发火能与放电时间常数的关系,得到了呈单调规律变化的曲线。     

自控式空气放电重复性实验研究

静电放电模拟器空气放电方式涉及到外部火花通道的形成过程,模拟器放电电极接近被测物体的速度、环境温湿度等因素都导致其放电电流重复性差。为此,研制了能够自动控制ESD模拟器放电电极渐进速度的空气放电装置,并且应用向量夹角余弦相似系数方法,将自控式模拟器空气放电与手动式放电电流波形的重复性进行了定量分析和比较研究,得出了机控的ESD电流波形重复性好的结论。     

A reusable planar triggered spark-gap switch batched-fabricated with PCB technology for medium-and low-voltage pulse power systems

Triggered spark-gap switch is a popular discharge switch for pulse power systems. Previous studies have focused on planarizing this switch using thin film techniques in order to meet the requirements of compact size in the systems. Such switches are one-shot due to electrodes being too thin to sufficiently resist spark-erosion. Additionally, these switches did not employ any structures in securing internal gas composition, resulting in inconsistent performance under harsh atmospheres. In this work, a novel planar triggered spark-gap switch (PTS) with a hermetically sealed cavity was batched-prepared with printed circuit board (PCB) technology, to achieve reusability with low cost. The proposed PTS was inspected by micro-computed tomography to ensure PCB techniques meet the requirements of machining precision. The results from electrical experiments demonstrated that PCB PTS were consistent and reusable with lifespan over 20 times. The calculated switch voltage and circuit current were consistent with those derived from real-world measurements. Finally, PCB PTS was used to introduce hexanitrostilbene (HNS) pellets in a pulse power system to verify its performance.     

E-PHEMT微波宽带放大器的静电防护电路设计

为提升E-PHEMT微波宽带放大器的抗静电能力,在分析放大器3个端口电路结构的基础上,兼顾静电保护效果、电路尺寸、微波特性与被保护电路的有机结合,提出基于PIN二极管作为基本组成元件的微波宽带放大器静电保护电路的设计方法和思路,并研制出实物样品.通过试验对比放大器改进前后的电性能和抗静电能力,其结果表明:改进后样品的微波特性满足规范要求、抗静电能力由500V提高到2 000V.该设计方法和思路在保障放大器电特性的基础上,提升了放大器的抗静电能力.     

脉冲电晕放电降解马拉硫磷染毒空气的实验研究

以马拉硫磷为毒剂模拟剂,采用脉冲电晕放电等离子体对其染毒空气进行洗消实验研究,考察了脉冲电压、脉冲频率和气体流量对洗消效果的影响。结果发现洗消率随着峰值电压和脉冲频率的增大而提高,随着气体流量的增大而减小。对不同浓度马拉硫磷的降解结果表明,随着初始浓度的增大洗消率降低,但绝对消除量增加。采用了GC-MS和化学方法对洗消产物进行定性分析．