一种提高强脉冲闪光光源中金属丝辐射光强度的方法技术

本发明专利技术提供一种提高强脉冲闪光光源中金属丝辐射光强度的方法，主要解决现有金属丝导致强脉冲闪光光源的辐射强度较弱，从而影响光敏炸药的可靠和同步起爆的问题。该方法包括以下步骤：步骤一、对金属丝表面进行抛光处理；步骤二、对金属丝进行预加热；步骤三、金属丝表面涂油；步骤四、金属丝整体风干，随后将风干后的金属丝安装至脉冲强闪光光源中，产生强脉冲闪光。本发明专利技术方法可以有效提高金属丝上的沉积能量，避免出现过早的沿面闪络，获得更高的强脉冲闪光强度，有利于大面积光敏炸药的可靠和同步起爆。步起爆。步起爆。

【技术实现步骤摘要】
一种提高强脉冲闪光光源中金属丝辐射光强度的方法


[0001]本专利技术涉及脉冲功率
，具体涉及一种提高强脉冲闪光光源中金属丝辐射光强度的方法。

技术介绍

[0002]在脉冲功率技术中，利用等效脉冲载荷加载在壳体结构表面模拟强脉冲X射线产生的热
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力学效应。现阶段，光敏炸药加载技术是最理想的加载方法，具体通过强脉冲闪光瞬时引爆喷涂在壳体结构表面的光敏炸药，对壳体结构施加脉冲载荷来模拟强脉冲X射线的热
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力学效应，该种方式能够比较真实地模拟强脉冲X射线引起的脉冲载荷作用，具有面加载同时性好、载荷余弦分布规律、载荷幅值小和冲量加载较容易控制等众多优点。上述光敏炸药的可靠和同步起爆与强脉冲闪光光源的辐射光强度具有较大关系，因此，通过提高强脉冲闪光光源的辐射光强度，将有助于光敏炸药加载技术在模拟强脉冲X射线产生的热
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力学效应中的成功应用。
[0003]强脉冲闪光光源基于金属丝电爆炸的工作原理，通过脉冲功率驱动源产生的脉冲大电流作用到金属丝上，由于金属丝上存在的固有电阻，脉冲大电流对金属丝进行欧姆焦耳加热，这一加热过程即引起金属丝上能量沉积。当金属丝上流过的脉冲电流逐渐增大时，金属丝上沉积的能量也逐渐增大，金属丝的温度逐渐升高，当温度升高到金属丝的熔点时，金属丝开始出现熔化现象，此时，金属丝的温度不再增加，金属丝的电阻随其电阻率的增大而增大，焦耳加热进一步增强，金属丝上沉积的能量快速增加。
[0004]其次，当金属丝上沉积的能量随着脉冲功率源放电电流的增大而增加时，金属丝已经融化的部分，将进一步进行焦耳加热，直到其温度达到金属丝的汽化点，此时，金属丝逐渐汽化，其电阻率进一步增大，金属丝由良导体逐渐变为绝缘体。随着金属丝上电流的增大，金属丝电阻也进一步增大，金属丝上的阻性电压迅速升高，这一升高的金属丝电压将直接施加在金属丝两端，导致金属丝两端出现过压击穿现象，并产生电爆炸等离子体。电爆炸等离子体是一种良导体，因此，脉冲功率驱动源的回路电流将会在电路中振荡衰减，直到电容器上的能量消耗完毕。
[0005]最后，当金属丝电爆炸等离子体贯穿整个放电通道贯后，将产生沿金属丝轴向分布的强脉冲闪光辐射，辐射强度主要决定于电爆炸等离子体的温度和粒子数密度等参数，用于驱动光敏炸药的大面积均匀起爆。
[0006]现有的强脉冲闪光光源一般采用裸金属丝在空气中直接电爆炸产生，该方法存在的问题主要有：(1)当金属丝参数(直径、长度和材质)与脉冲功率源储能匹配不当时，产生的强脉冲闪光强度弱，不利于大面积光敏炸药的起爆；(2)当金属丝的长度较长或总质量较大时，由于金属丝上的能量沉积较慢，金属丝在电爆炸过程中容易出现过早沿面闪络，从而终止了金属丝上的能量沉积过程，无法进一步产生强脉冲闪光，从而影响光敏炸药的可靠和同步起爆。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是解决现有金属丝导致强脉冲闪光光源的辐射强度较弱，从而影响光敏炸药的可靠和同步起爆的问题，提供一种提高强脉冲闪光光源中金属丝辐射光强度的方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种提高强脉冲闪光光源中金属丝辐射光强度的方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一、对金属丝表面预处理；
[0011]对金属丝表面进行抛光处理，抛光处理后，金属丝表面粗糙度为1.6～0.8，其中，金属丝长度为5～200cm，直径为Ф0.05～Ф0.8mm；
[0012]步骤二、对金属丝进行预加热，加热温度为200℃～220℃，时间为2～2.5小时；
[0013]步骤三、金属丝表面涂油；
[0014]将金属丝置入油箱中，时间为10～15分钟，油介质为变压器油；
[0015]步骤四、金属丝整体风干，随后将风干后的金属丝安装至脉冲强闪光光源中，用于产生强脉冲闪光。
[0016]进一步地，步骤一中，抛光工具为1000目的砂纸。
[0017]进一步地，步骤四中，将金属丝由油箱取出后，置于风箱中进行风干，风速为0.5～2m/s，时间为30～50分钟。
[0018]进一步地，步骤一中，金属丝采用钨丝。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0020]1.本专利技术通过对金属丝表面进行必要的工艺处理，延缓了金属丝放电通道中较早出现放电击穿，增加金属丝在电爆炸过程中的沉积能量，提高了电爆炸等离子体温度，进一步增强了强脉冲闪光光源的辐射强度，从而有利于光敏炸药的可靠和同步起爆。
[0021]2.本专利技术方法可以有效提高金属丝上的沉积能量，避免出现过早的沿面闪络，获得更高的强脉冲闪光强度，有利于大面积光敏炸药的可靠和同步起爆。
[0022]3.本专利技术采用金属丝表面抛光和预加热措施，去除了金属丝表面的氧化层和吸附气体杂质，有助于金属丝表面与油介质的良好吸附。
[0023]4.本专利技术在金属丝表面吸附油介质，提高了金属丝在电爆炸过程中的沿面绝缘强度，提高了金属丝在电爆炸过程中的能量沉积大小，进一步地，提高了金属丝在电爆炸过程中的光辐射强度，可提高35％以上。
[0024]5.本专利技术采用对金属丝进行整体风干，有助于油介质在金属丝表面均匀覆盖，并提高金属丝电爆炸的辐射均匀性。
附图说明
[0025]图1为本专利技术提高强脉冲闪光光源中金属丝光辐射强度的方法流程图；
[0026]图2为现有脉冲强闪光光源的结构示意图；
[0027]图3为本专利技术方法中脉冲强闪光光源脉冲放电电流波形示意图；
[0028]图4为本专利技术方法中裸金属丝和表面涂油处理后金属丝电爆炸的强脉冲闪光脉冲波形示意图。
[0029]附图标记：1
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高压脉冲电容器，2
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同轴气体火花开关，3
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高压直流充电电源，4
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快
前沿脉冲触发器，5
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高压同轴电缆，6
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金属丝阵列。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用来解释本专利技术的技术原理，目的并不是用来限制本专利技术的保护范围。
[0031]本专利技术提供一种基于金属丝电爆炸的强脉冲闪光光源辐射光增强方法，该方法共分为金属丝表面预处理、金属丝表面涂油和金属丝整体风干三个步骤。本专利技术采用对金属丝表面涂油的技术措施，延缓了金属丝电爆炸放电通道中较早出现过压击穿，使得金属丝在电爆炸过程中沉积了更多能量，提高了放电通道的等离子体温度，进一步地提高了金属丝在电爆炸过程中的光辐射强度，使强脉冲闪光光源的紫外可见光辐射强度提高35％以上，也有助于提高金属丝电爆炸轴向光辐射均有性，实现光敏炸药的大面积均匀起爆，对强脉冲X射线热
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力学效应研究具有重要意义。本专利技术所提供的强脉冲闪光光源辐射光增强方法在光化学反应研究和强光压制武器研究等方向同样具有重要应用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高强脉冲闪光光源中金属丝辐射光强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对金属丝表面预处理；对金属丝表面进行抛光处理，抛光处理后，金属丝表面粗糙度为1.6～0.8，其中，金属丝长度为5～200cm，直径为Ф0.05～Ф0.8mm；步骤二、对金属丝进行预加热，加热温度为200℃～220℃，时间为2～2.5小时；步骤三、金属丝表面涂油；将金属丝置入油箱中，时间为10～15分钟，油介质为变压器油；步骤四、金属丝整体风干，随后将风干后的金属丝安装至...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚伟博，杨海亮，王等旺，魏浩，徐海斌，随亚光，李沫，姜晓峰，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：