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火花试验设备及其使用方法、非本安电路优化为本安电路的方法

阅读：426发布：2020-05-08

专利汇可以提供火花试验设备及其使用方法、非本安电路优化为本安电路的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种火花试验设备及使用方法，属于电路的安全性能测试技术领域。通过增加用于使镉盘温度持续低于爆炸性容器内的爆炸性气体的引燃温度的降温装置，区分非本安电路的原因，比如是该非本安电路的产热引燃了爆炸性气体，或者是该非本安电路的电火花引燃了爆炸性气体。本发明还公开一种非本安电路优化为本安电路的方法，通过对获知的非本安电路引燃爆炸性气体具体原因对非本安电路进行改进，以获取本安电路。这样能够加快本安电路的设计效率，降低本安电路的设计成本。，下面是火花试验设备及其使用方法、非本安电路优化为本安电路的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种火花试验设备，包括设置在爆炸性容器内的镉盘，所述爆炸性容器还用于盛装爆炸性气体，其特征在于，还包括用于使所述镉盘温度持续低于所述爆炸性气体的引燃温度的降温装置。
2.如权利要求1所述的火花试验设备，其特征在于，所述降温装置包括用于盛装液体的导热水箱，所述导热水箱与所述镉盘导热连接。
3.如权利要求2所述的火花试验设备，其特征在于，所述降温装置包括敞口水槽，所述镉盘与所述敞口水槽可拆卸密封连接，所述敞口水槽与用于驱动所述镉盘转动的转轴固定连接。
4.如权利要求2所述的火花试验设备，其特征在于，在所述导热水箱上连接有注水阀和排水阀。
5.使用如权利要求1-4中任一项所述的火花试验设备的方法，所述电路为非本安电路，包括火花试验步骤，其特征在于，在所述火花试验步骤中，使所述镉盘表面的温度持续低于所述爆炸性气体的引燃温度，若所述非本安电路不能引燃爆炸性气体，则确定引燃所述爆炸性气体的因素是所述非本安电路产生的热源。
6.一种非本安电路优化为本安电路的方法，其特征在于，包括以下步骤：
使用如权利要求1-4中任一项所述的火花试验设备测试所述非本安电路，在所述火花试验步骤中，使所述镉盘表面的温度持续低于爆炸性气体的引燃温度，观察所述非本安电路能否引爆爆炸性气体；若所述非本安电路不能引燃爆炸性气体，则
 修改所述非本安电路为第一电路，其中，测试所述第一电路的本安性能，当所述第一电路为本安电路时，该第一电路即为要获取的本安电路。
7.一种非本安电路优化为本安电路的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a，使用如权利要求1-4中任一项所述的火花试验设备测试所述非本安电路，在所述火花试验步骤中，使所述镉盘表面的温度持续低于所述火花试验设备内的爆炸性气体的引燃温度，观察所述非本安电路能否引燃起所述火花试验设备内的爆炸性气体；若所述非本安电路能引燃所述火花试验设备内的爆炸性气体，则继续
步骤b，修改所述非本安电路以获取第二电路，使用如权利要求1-4中任一项所述的火花试验设备测试所述第二电路，在所述火花试验步骤中，使所述镉盘表面的温度持续低于所述火花试验设备内的爆炸性气体的引燃温度，当所述第二电路不能引燃所述火花试验设备内的爆炸性气体时，该第二电路定义为第三电路；
步骤c，使用如权利要求1-4中任一项所述的火花试验设备测试所述第三电路，在所述火花试验步骤中，使所述镉盘表面的温度持续低于所述火花试验设备内的爆炸性气体的引燃温度，当所述第三电路不能引燃起所述火花试验设备内的爆炸性气体时，该第三电路定义为第四电路；
步骤d，测试所述第四电路的本安性能，当所述第四电路为本安电路时，该第四电路即为要获取的本安电路。
8.如权利要求7所述的非本安电路优化为本安电路的方法，其特征在于，在所述步骤d中，当所述第四电路为非本安电路，则重复步骤b、步骤c、步骤d，直至得到要获取的本安电路。

说明书全文

火花试验设备及其使用方法、非本安电路优化为本安电路的

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及电路的安全性能测试技术领域，尤其是涉及一种火花试验设备及其使用方法，一种非本安电路优化为本安电路的方法。

背景技术

[0002] 当前，可以通过火花试验装置检测电路的安全性能，以确定电路是否属于本质安全电路（简称本安电路）。按GB3836.4-2010规定，试验过程中产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性气体时，即可以认定电路具有本质安全性能。

[0003] 刊载于2002年5月的《煤矿安全》第33卷第5期的、由商立群撰写的《本质安全火花试验装置及应用》记载了一种IEC标准火花试验装置，参见图1，它包括爆炸性容器1、极握2、金属丝3、镉盘4、钢质底盘5、汇流器6、传动齿轮组7和电动机8；镉盘4上带有两个槽；金属丝3选择0.2mm的钨丝，4根金属丝3的其中一端分别固定在极握2的四个角上，金属丝的自由端长度为11mm；电动机8的输出轴通过传动齿轮组7带动极握2和镉盘4对向转动。使用时，电动机8的输出轴以80r/min的速度转动，极握2和镉盘4的转速比为50：12，极握2上垂下的金属丝3在镉盘4的表面上滑动。在滑动时，电极的相对速度为0.25m/s；在电极从镉板上的槽脱出的瞬时，速度略有增加。

发明内容

[0004] 使用现有火花试验装置过程中，钨丝电极和镉盘电极的接触与分离过程中会有电火花产生；同时由于摩擦、划痕及电弧的影响，钨丝电极端部和镉盘表面的温度会上升并出现过热。此过程中产生的电火花和热效应均可能引爆爆炸性气体，但并不能区分具体是电火花引燃的爆炸性气体，还是热效应引燃的爆炸性气体。

[0005] 从点燃机理角度讲，热效应引燃和电火花引燃显然是不同的。如果确定热效应引燃为引燃诱发因素，则可以将重点放在热效应抑制和有效散热上来；如果确定电火花引燃为引燃诱发因素，则可以将重点放在电路的功率和能量限制上来。所以，在检测电路的安全性能时，确定电路引燃爆炸性气体的主要引燃因素有助于改进电路结构，以低成本的获取具有本安性能的电路。

[0006] 有鉴于此，本发明提供一种火花试验设备及其使用方法，以解决在电路的安全性能检测试验中，现有的火花试验设备不能区分引燃爆炸气体的主要诱发因素的技术问题。

[0007] 为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种火花试验设备，包括设置在爆炸性容器内的镉盘，所述爆炸性容器还用于盛装爆炸性气体，还包括用于使所述镉盘温度持续低于所述爆炸性气体的引燃温度的降温装置。

[0008] 优选的，所述降温装置包括用于盛装液体的导热水箱，所述导热水箱与所述镉盘导热连接。

[0009] 进一步的，所述降温装置包括敞口水槽，所述镉盘与所述敞口水槽可拆卸密封连接，所述敞口水槽与用于驱动所述镉盘转动的转轴固定连接。

[0010] 进一步的，在所述导热水箱上连接有注水阀和排水阀。

[0011] 使用前述的火花试验设备的方法，所述电路为非本安电路，包括火花试验步骤，在所述火花试验步骤中，使所述镉盘表面的温度持续低于所述爆炸性气体的引燃温度，若所述非本安电路不能引燃爆炸性气体，则确定引燃所述爆炸性气体的因素是所述非本安电路产生的热源。

[0012] 一种非本安电路优化为本安电路的方法，包括以下步骤：使用前述的火花试验设备测试所述非本安电路，在所述火花试验步骤中，使所述镉盘表面的温度持续低于爆炸性气体的引燃温度，观察所述非本安电路能否引爆爆炸性气体；若所述非本安电路不能引燃爆炸性气体，则修改所述非本安电路为第一电路，其中，测试所述第一电路的本安性能，当所述第一电路为本安电路时，该第一电路即为要获取的本安电路。

[0013] 一种非本安电路优化为本安电路的方法，包括以下步骤：步骤a，使用前述的火花试验设备测试所述非本安电路，在所述火花试验步骤中，使所述镉盘表面的温度持续低于所述火花试验设备内的爆炸性气体的引燃温度，观察所述非本安电路能否引燃起所述火花试验设备内的爆炸性气体；若所述非本安电路能引燃所述火花试验设备内的爆炸性气体，则继续
步骤b，修改所述非本安电路以获取第二电路，使用前述的火花试验设备测试所述第二电路，在所述火花试验步骤中，使所述镉盘表面的温度持续低于所述火花试验设备内的爆炸性气体的引燃温度，当所述第二电路不能引燃所述火花试验设备内的爆炸性气体时，该第二电路定义为第三电路；
步骤c，使用前述的火花试验设备测试所述第三电路，在所述火花试验步骤中，使所述镉盘表面的温度持续低于所述火花试验设备内的爆炸性气体的引燃温度，当所述第三电路不能引燃起所述火花试验设备内的爆炸性气体时，该第三电路定义为第四电路；
步骤d，测试所述第四电路的本安性能，当所述第四电路为本安电路时，该第四电路即为要获取的本安电路。

[0014] 进一步的，在所述步骤d中，当所述第四电路为非本安电路，则重复步骤b、步骤c、步骤d，直至得到要获取的本安电路。

[0015] 本发明的有益效果是：本发明火花试验设备中，降温装置可以使镉盘表面的温度持续低于爆炸性气体的引燃温度，这样，在不开启降温装置时，可以检测电路是否为本安电路；开启降温装置后，就可以区分引燃爆炸性容器内的爆炸性气体的非本安电路的原因，比如是该非本安电路的热效应引燃了爆炸性气体，或者是该非本安电路的电火花引燃了爆炸性气体。

[0016] 采用盛水的导热水箱对镉盘进行降温不引入额外电流，对检测结果影响小的基础上又能实现区分引燃爆炸性容器内的爆炸性气体的非本安电路的具体原因。

[0017] 设置注水阀和排水阀便于更换水箱内的液体，便于使用及维护火花试验设备。

[0018] 非本安电路优化为本安电路的方法利用获取的引燃爆炸性容器内的爆炸性气体的非本安电路的具体原因，便于针对该非本安电路的具体缺陷修改电路，以获得具有本安属性的电路，这样能够加快本安电路的设计效率，降低本安电路的设计成本。附图说明

[0019] 图1为本发明一种火花试验设备的结构示意图。

[0020] 图2为图1的A部放大图。

[0021] 图3为图1中的镉板下表面的对应于第一条钨丝与镉板相交轨迹的铣刻槽。

[0022] 图4为图1中的镉板下表面的对应于第二条钨丝与镉板相交轨迹的铣刻槽。

[0023] 图5为图1中的镉板下表面的对应于第三条钨丝与镉板相交轨迹的铣刻槽。

[0024] 图6为图1中的镉板下表面的对应于第四条钨丝与镉板相交轨迹的铣刻槽。

[0025] 图7为图1中的镉板下表面的铣刻槽。

[0026] 图中，10-转轴枢装架，11-底托盘，12-容器盖，13-唇型密封件，21-极握，22-第一导电转轴，23-绝缘小齿轮，24-待测电路输入A端导线，25-钨丝，31-镉板，311-注水孔，312-注水孔塞，313-爆炸槽，31-第二导电转轴，33-绝缘大齿轮，34-待测电路输入B端导线，35-敞口水槽，36-排水阀。

具体实施方式

[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0028] 实施例1：一种火花试验设备，参见图1-2，包括设置在爆炸性容器内的镉盘31，爆炸性容器还用于盛装爆炸性气体。其中，爆炸性容器由底托盘11和容器盖12密封连接形成。本实施例的火花试验设备是在IEC标准火花试验装置的基础上改进的，所以火花试验设备还包括极握21、第一导电转轴22、绝缘小齿轮23、待测电路输入A端导线24、钨丝25、绝缘大齿轮33和待测电路输入B端导线34，其中，第一导电转轴22与托盘11通过唇形密封件动密封连接，第二导电转轴32通过唇型密封件13动密封连接。第一导电转轴22和第二导电转轴32之间设有电气绝缘，所以第一导电转轴22与第二导电转轴32之间的传动齿轮需要选择绝缘体制作，对应于绝缘小齿轮23和绝缘大齿轮32，转轴枢装架10也应选择绝缘体制作，底托盘
11最好选择绝缘体制作。

[0029] 本发明对IEC标准火花试验装置的改进在于，火花试验设备还包括用于使镉盘31温度持续低于爆炸性气体的引燃温度的降温装置。

[0030] 优选的，降温装置包括用于盛装液体的导热水箱，导热水箱与镉盘31导热连接。

[0031] 进一步的，降温装置包括敞口水槽35，镉盘31与敞口水槽35采用螺纹、卡扣等方式实现可拆卸密封连接，敞口水槽35与用于驱动镉盘转动的第二导电转轴32固定连接。由于第二导电转轴32与镉盘31需要电连接，因此，敞口水槽35最好选择导电材料制作，最好选择镉制作。或者，第二导电转轴32通过导线与镉盘21电连接。此时，镉盘31的厚度越薄越好，便于导热水箱内的液体对镉盘31吸热。参见图7，图7上显示了镉盘31的下表面设置的铣刻槽，它由图3、图4、图5和图6的四条铣刻槽复合而成。其中，图3为图1中的镉板下表面的对应于第一条钨丝与镉板相交轨迹的铣刻槽，图4为图1中的镉板下表面的对应于第二条钨丝与镉板相交轨迹的铣刻槽，图5为图1中的镉板下表面的对应于第三条钨丝与镉板相交轨迹的铣刻槽，图6为图1中的镉板下表面的对应于第四条钨丝与镉板相交轨迹的铣刻槽。通过这些铣刻槽，使得四条钨丝与镉板的相交轨迹处的镉板壁厚较薄，从而便于导热水箱内的液体对镉盘31的吸热。

[0032] 进一步的，在导热水箱上连接有注水阀和排水阀36。一般的，注水阀和排水阀36选择微型阀门，以降低阀门对镉盘31转动的影响。

[0033] 在图1-2中，在镉盘31上设有注水孔311，在注水孔311上安装有注水孔塞312。

[0034] 实施例2：一种使用实施例1中的火花试验设备的方法，电路为非本安电路，包括火花试验步骤，在火花试验步骤中，开启降温装置，也就是向导热水箱内注入80%～90%的水，使镉盘表面的温度持续低于爆炸性气体的引燃温度，若非本安电路不能引燃爆炸性气体，则确定引燃爆炸性气体的因素是非本安电路产生的热源。

[0035] 在不开启降温装置时，实施例1中的火花试验设备可以作为常规的火花试验设备使用。较优的，可以在导热水箱内设置能够记录导热水箱内液体温度的温度采集器，这样可以通过翻查导热水箱内的温度确认是否符合设备使用要求。

[0036] 实施例3：一种非本安电路优化为本安电路的方法，包括以下步骤：步骤a，使用实施例1中的火花试验设备测试非本安电路，在火花试验步骤中，使镉盘31表面的温度持续低于爆炸性气体的引燃温度，观察非本安电路能否引爆爆炸性气体；若非本安电路不能引燃爆炸性气体，则继续
步骤b，修改非本安电路为第一电路，其中，测试第一电路的本安性能，当第一电路为本安电路时，该第一电路即为要获取的本安电路。

[0037] 实施例4：一种非本安电路优化为本安电路的方法，包括以下步骤：步骤a，使用实施例1中的火花试验设备测试非本安电路，在火花试验步骤中，使镉盘表面的温度持续低于火花试验设备内的爆炸性气体的引燃温度，观察非本安电路能否引燃起火花试验设备内的爆炸性气体；若非本安电路能引燃火花试验设备内的爆炸性气体，则继续
步骤b，修改非本安电路以获取第二电路，使用实施例1中的火花试验设备测试第二电路，在火花试验步骤中，使镉盘表面的温度持续低于所述火花试验设备内的爆炸性气体的引燃温度，当第二电路不能引燃火花试验设备内的爆炸性气体时，该第二电路定义为第三电路；
步骤c，使用实施例1中的火花试验设备测试所述第三电路，在火花试验步骤中，使镉盘表面的温度持续低于所述火花试验设备内的爆炸性气体的引燃温度，当第三电路不能引燃起火花试验设备内的爆炸性气体时，该第三电路定义为第四电路；
步骤d，测试第四电路的本安性能，当第四电路为本安电路时，该第四电路即为要获取的本安电路。

[0038] 进一步的，在所述步骤d中，当第四电路为非本安电路，则重复步骤b、步骤c、步骤d，直至得到要获取的本安电路。

[0039] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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