[發(fā)明專利]一種可實(shí)現(xiàn)多次開關(guān)動(dòng)作的金屬絲陣開關(guān)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710854040.6
• 申請(qǐng)日: 2017-09-20
• 公開（公告）號(hào): CN107564767B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何勇;沈杰;潘緒超;陳鴻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01H39/00
• 分類號(hào): H01H39/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

1.一種可實(shí)現(xiàn)多次開關(guān)動(dòng)作的金屬絲陣開關(guān)，其特征在于：包括第一連接端(1)、填充氣體(3)、外殼(5)、第二連接端(6)、N個(gè)金屬絲陣(2)和N+1個(gè)接絲金屬片(4)，N≥1；

其中N個(gè)金屬絲陣(2)和N+1個(gè)接絲金屬片(4)均置在外殼(5)內(nèi)，N+1個(gè)接絲金屬片(4)間隔設(shè)置，相鄰的兩個(gè)接絲金屬片(4)之間設(shè)有金屬絲陣(2)，接絲金屬片(4)和金屬絲陣(2)連接，外殼(5)兩端中心開有通孔，第一連接端(1)一端伸入外殼(5)一端的通孔與位于端部的接絲金屬片(4)連接，另一端與外電路連接；第二連接端(6)一端伸入外殼(5)另一端的通孔與位于端部的接絲金屬片(4)連接，另一端與外電路連接；在外殼(5)內(nèi)填充有填充氣體(3)；

所述金屬絲陣(2)包括若干條并聯(lián)的金屬絲，若干金屬絲以外殼(5)的中心軸線為中心、平行于外殼(5)的中心軸線呈環(huán)形均勻分布，同一個(gè)金屬絲陣(2)內(nèi)的金屬絲長(zhǎng)度相同，不同金屬絲陣(2)內(nèi)的金屬絲數(shù)量和長(zhǎng)度各不相同，通過設(shè)計(jì)金屬絲的數(shù)量和長(zhǎng)度有效控制各次開關(guān)動(dòng)作時(shí)間；

上述金屬絲的數(shù)量和長(zhǎng)度與各次開關(guān)動(dòng)作時(shí)間的計(jì)算方法如下：

根據(jù)金屬絲電爆炸的電阻率—比作用量模型和能量守恒定律，可推導(dǎo)得到以下方程組：

式中g(shù)為比作用量，j為電流密度，I為電流大小，n為金屬絲根數(shù)，L為金屬絲長(zhǎng)度，d為金屬絲直徑，ρ為電阻率，ρ₀為金屬絲固態(tài)初始電阻率，ρ₁為金屬絲熔化點(diǎn)電阻率，ρ₂為金屬絲液態(tài)初始電阻率，ρ₃為金屬絲汽化點(diǎn)電阻率，g₁為金屬絲熔化點(diǎn)比作用量，g₂為金屬絲汽化點(diǎn)比作用量；

當(dāng)金屬絲陣開關(guān)的金屬絲材料選定時(shí)，金屬絲的ρ₀、ρ₁、ρ₂、ρ₃、g₁和g₂參數(shù)均可查詢材料參數(shù)得到；當(dāng)已知金屬絲陣開關(guān)的工作電路時(shí)，電路中的電流大小I可根據(jù)電路特性分析得到；考慮電流在金屬絲表面存在趨膚效應(yīng)，選取金屬絲直徑小于0.2毫米；根據(jù)所需金屬絲陣開關(guān)時(shí)間t，利用方程組(1)確定設(shè)計(jì)所需的金屬絲根數(shù)n和長(zhǎng)度L，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)各次開關(guān)動(dòng)作時(shí)間的有效控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)多次開關(guān)動(dòng)作的金屬絲陣開關(guān)，其特征在于：所述第一連接端(1)、第二連接端(6)為導(dǎo)電材料，直接通過導(dǎo)線或焊接應(yīng)用電路。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)多次開關(guān)動(dòng)作的金屬絲陣開關(guān)，其特征在于：所述填充氣體(3)為絕緣氣體，利于提高開關(guān)斷開時(shí)的斷路阻抗，進(jìn)一步陡化脈沖前沿。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可實(shí)現(xiàn)多次開關(guān)動(dòng)作的金屬絲陣開關(guān)，其特征在于：所述絕緣氣體為氮?dú)饣蛄颉?/p>

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)多次開關(guān)動(dòng)作的金屬絲陣開關(guān)，其特征在于：所述外殼(5)為具有良好閉氣性能和絕緣性能的材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可實(shí)現(xiàn)多次開關(guān)動(dòng)作的金屬絲陣開關(guān)，其特征在于：所述具有良好閉氣性能和絕緣性能的材料為橡膠或玻璃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實(shí)現(xiàn)多次開關(guān)動(dòng)作的金屬絲陣開關(guān)，其特征在于：所述第一連接端(1)一端伸入外殼(5)后，兩者連接處做密封處理；所述第二連接端(6)一端伸入外殼(5)后，兩者連接處做密封處理。