放電閃爆電器的製作方法

2023-10-07 01:56:49

專利名稱：放電閃爆電器的製作方法
放電閃爆電器是一種不用爆炸藥劑工作的爆炸聲、光發生器，主要用於真實模擬槍炮及爆竹。
已有的技術多用放錄音方式模擬爆炸聲及用電路控制燈光來模擬爆炸閃光。而1989年1月11日中國實用新型專利說明書CN2030497U(專利申請號87215294.4)公開的電爆竹裝置，是由直流電源或交直流變換器、限流器、電容儲能器、放電器、放電控制器組成。放電器與電容儲能器並聯。放電器為一對或多對放電觸點組成。電源經限流器向電容儲能器充電，當放電觸點相互碰撞接觸時而放電，產生爆鳴及火花，放電觸點也可以用繼電器控制相互碰撞接觸觸發。但接觸放電時，觸點必然存在燒蝕，使用壽命短;燒蝕的觸點材料一部分會汽化在空氣中，同樣會對環境造成汙染。觸點直接接觸放電，產生聲音和閃光的效率低，由於觸點的接觸動作是由機械手段來控制的，觸點的接觸和分離動作不可能很快，觸點直接接觸所產生的聲音和閃光是在開始似接非接的一瞬間產生的，當真正接觸時大量的電能便通過直接接觸的觸點短路，浪費了大量能量，這樣接觸放電產生的爆鳴聲和火花較小，要想產生較大的爆鳴聲和閃光效果，則需較大的儲能電容及高功率電源，較大的儲能電容和高功率電源又會加劇接觸觸點的燒蝕、加劇環境汙染、縮短觸點使用壽命等一系列問題出現。
本發明的目的在於提供一種安全可靠，對空氣無汙染，能真實模擬槍炮、爆竹等爆炸聲光的空氣放電閃爆電器。
本發明的放電閃爆電器也仍有整流電路或直流電源，有與整流電路或直流電源輸出端連接的儲能電容，儲能電容正負極連接著一對或多對相對設置的放電電極。本發明的特點是另設了高壓脈衝發生電路，高壓脈衝電路的放電激發極位於上述正負放電電極之間。這樣正負放電電極之間的放電不是靠電極碰撞時的接觸放電，而是靠高壓脈衝發生電路的放電激發極激發，使正負放電電極通過空氣放電。由於採用了小電流的高壓激發脈衝，激發中低壓大電流在空氣中放電，儲能電容中儲存的大量電能瞬間以大流量的電流在被激發極激發而電離的空氣中釋放，使空氣急劇膨脹，產生耀眼的閃光和爆炸聲響。放電電極在空氣中瞬間放電，主要電流負載是空氣，對電極沒有燒蝕，不產生煙氣，而且還能產生有利於人體健康的負離子，增加空氣新鮮度。
本發明的放電閃爆電器，同時產生聲和光，能很好的模擬炸藥、火藥的爆炸和燃燒，加上各種外形結構就可以製成多種模擬槍炮、爆竹、煙花等。對於能量和聲光效果要求小的，可以直接採用直流電源。而為了方便的使用廉價的交流電源、或要求有較大能量、較大聲光效果的，採用整流電路，如全波整流電路、半波整流電路、倍壓整流電路。儲能電容可以是較大容量的單個電容，也可以是由多個電容串並連組成的電容組。為了在放電電極之間放電產生更大的爆炸聲和火光面積，放電電極最好是多組並列的成對設置。或者相對的電極放電端為較大面積的平面或球面。增加電容組容量和增加放電極面積，可增加放電電流和空氣分子的撞擊和摩擦從而增加爆炸聲和電離光的強度。高壓脈衝發生電路可以自成體系，直流電源或整流電源獨立，設兩個激發極位於放電電極之間，也可以將其中一極與放電電極的正極或負極連為一體。其也可與儲能電容和放電電極共電源(直流電源或整流電源)，共負極或共正極，一般是高壓脈衝發生電路與放電電極共負極，另一高壓輸出極位於正負放電電極之間。
高壓脈衝發生電路控制端的觸發開關可以是手控的開關，可以用手操縱高壓脈衝的觸發，從而操縱放電電極通過空氣放電產生爆炸聲光。當用於製作連響槍炮或鞭炮時，高壓脈衝發生電路控制端的觸發開關可以是一般順序分配電路控制的電子開關。對於要產生有多種節奏、多種聲光效果時，可以將多套整流電路、儲能電容、放電電極、高壓脈衝發生電路及激發極組合使用;可用同一時序分配電路控制各套高壓脈衝發生電路的電子開關，也可用不同的時序電路分別控制各自部分的高壓脈衝發生電路的電子開關，如可作成多種不同連響頻率的電子鞭炮、多種槍炮混響的爆炸聲光效果的聲光電器。
當直流電源或交流整流電源的輸出在儲能電容組中積蓄能量，在正負相對的放電電極之間產生電場。當高壓脈衝發生電路產生高壓脈衝輸出，通過激發極加到正負放電極之間，使放電電極之間的空氣電離並迅速擊穿，使放電電極之間的空氣導通，放電電極通過空氣大電流放電，使空氣產生大量的等離子體並急劇膨脹，產生爆炸響聲和電離火光。當儲能電容中的電壓下降到低於電離空氣的導通電壓值時，放電便自動停止，以上放電過程只是一瞬間，保存了電容中的剩餘能量。改變儲能電容的容量可以改變爆炸音量的大小，可從幾十分貝到幾百分貝，也可以改變閃光的大小和強度。
本發明與現有技術相比具有如下優點1、正負放電電極之間保持著空氣間隔，不是直接接觸放電，對電極無燒蝕。放電負載加在空氣上，由空氣電離、碰撞、膨脹產生的聲光效果較好;在空氣放電過程中當儲能電容中的電壓下降到低於電離空氣的導通電壓值時，放電便自動停止，較觸點直接接觸放電作用時間短，減少了無效放電時間，保留了儲能電容中的剩餘能量，產生爆炸的聲音和閃光的效率高。
2、對環境及空氣無汙染，能產生大量的負離子，反而會增加環境空氣的新鮮度，在無封閉的大氣中放電，距離爆炸火光10公分外，就沒有任何傷害和危險，使用安全可靠。
3、模擬鞭炮、槍炮的聲光效果逼真，可製成各種各樣模擬聲響和閃光的電器，形成各種玩具、訓練用具。在密閉容器室內利用空氣放電，可利用等離子空氣的膨脹能做功，可以有多種用途，如可製成衝擊性的工具等。
附圖表示本發明放電閃爆電器的結構示意圖。

圖1表示了一種本發明較簡單的放電閃爆電器原理結構示意圖，圖2表示利用本發明製成的放電閃爆電子鞭炮。
圖1這种放電閃爆電器由倍壓整流電路、倍壓整流電路中並聯的儲能電容組、與儲能電容正負極連接的正負極相對的放電電極，與倍壓整流電路輸出端連接的高壓脈衝發生電路組成。高壓脈衝發生電路輸出端的激發極位於放電電極A、B之間，高壓脈衝發生電路與放電電極共負極。該高壓脈衝發生電路主要由脈衝變壓器T、觸發控制開關K、單向可控矽BCR及電阻R2、R3，電容C01、C02構成(見圖1)。倍壓整流電路由二極體D1、D2及電阻R1和電容C1、C2，和與C1、C2並聯的C3、C4至Cn2組成，電容組C1、C3至Cn1連接在D1和R1之間，C2、C4至Cn2連接在R1和D2之間。其輸入端為與交流電源連接的插頭。其輸出端為正負放電電極A、B和高壓脈衝發生電路。當將插頭連接到220V交流電源時，交流電的正半周通過D1和R1給電容組C1、C3至Cn1充電，交流電的負半周通過D2、R1給電容組C2、C4和Cn2充電，當儲能電容組充滿時，便會有2倍於電源電壓的電場加到與Cn1電容組正極相連和與Cn2電容組負極相連的放電電極A、B之間。在倍壓整流電路給儲能電容充電的同時，也對高壓脈衝發生電路中的C01、C02電容充電。當觸動高壓脈衝發生電路中的開關「K」時，電容C01通過可控矽經脈衝變壓器的初極繞組放電，在脈衝變壓器的次極便產生高壓脈衝，高壓脈衝通過激發極加到放電電極A、B之間，使A、B之間的空氣迅速電離並擊穿，使儲能電容中的電能經A、B放電電極通過電離擊穿的空氣瞬間大電流放電，使空氣急劇膨脹，產生等離子火光和爆炸聲響。在空氣放電過程中當儲能電容中的電壓下降到低於電離空氣的導通電壓值時，放電便自動停止，儲能電容再次充電補充能量。當脈衝激發電路中開關「K」，再次觸動時，便會重複以上工作過程。每觸動一次「K」就可模擬一次鞭炮或槍炮的爆炸和閃光過程。如將本閃爆電器裝在外形為槍炮的殼體內可形成模擬槍炮的玩具和訓練模擬器材，每觸發一次開關「K」相當於發射一次子彈或炮彈。如果利用間歇振蕩電路控制開關「K」可模擬機槍或連發炮的發射。
圖2這种放電閃爆電子鞭炮，是由5套如圖1表示的電路結構組成的。各套電路並用一條電源輸入線，整流電路、高壓脈衝發生電路組裝在控制盒2內。各套的儲能電容4都用導線3排列連接在控制合下方，作為鞭炮的外形;而各套的放電電極及激發極5則用導線延伸到儲能電容組的下端。各套高壓脈衝電路的觸發開關為間歇振蕩電路控制的電子開關，各套高壓脈衝發生電路的觸發開關，用同一套間歇振蕩電路按時序統一控制。當將電源插頭插入220V交流電源時各套儲能電容及高壓脈衝電路中的電容被連續不斷的充電，間歇振蕩電路按時序控制各套高壓脈衝發生電路的觸發，使各套放電電極順序間隔放電。從而產生連續鞭炮閃爆，就象燃放一掛很長的鞭炮一樣。
權利要求
1.放電閃爆電器含有整流電路、與整流電路輸出端連接的儲能電容、與電容正負極連接的相對放置的放電電極，其特徵在於還含有高壓脈衝發生電路，高壓脈衝發生電路的激發極位於放電電極之間。
2.如權利要求1所述的放電閃爆電器，其特徵在於整流電路為全波整流電路或半波整流電路，也可是倍壓整流電路。
3.如權利要求1所述的放電閃爆電器，其特徵在於儲能電容可為單個較大容量的電容，也可為多個電容並聯的電容組。
4.如權利要求1所述的放電閃爆電器，其特徵在於放電電極為多電極並列的放電電極，或者為平面或球面電極。
5.如權利要求1所述的放電閃爆電器，其特徵在於高壓脈衝發生電路的觸發開關，可以是手動開關，也可是時序電路控制的電子開關。
6.如權利要求1-6之一所述的放電閃爆電器，其特徵在於高壓脈衝發生電路和儲能電容及放電電極與同一整流電源或直流電源輸出端連接。
7.如權利要求1-6之一所述的放電閃爆電器，其特徵在於多套的整流電路、儲能電容組、放電電極、高壓脈衝發生電路及激發極組合。多套的高壓脈衝發生電路觸發開關，可用同一套程序電路控制。
全文摘要
本發明涉及一種真實模擬鞭炮及槍、炮彈爆炸聲、光效果的電器裝置。主要技術特徵是，將220V交流電源倍壓整流，用電容組積蓄能量，利用高壓脈衝激發空氣高能放電，產生巨響和閃光。用於模擬傳統火藥鞭炮(包括槍、炮)的爆炸音響和閃光。利用本發明放電閃爆電器可製成單響禮炮和製成不同連響頻率、不同檔次的鞭炮系列。也可製成訓練和遊戲用的槍或炮。
文檔編號H01T15/00GK1110188SQ9410365
公開日1995年10月18日 申請日期1994年4月12日 優先權日1994年4月12日
發明者陳彥忠 申請人:陳彥忠