氧弹头充氧电极接口连接转换器的设计

　　氧弹式量热计是测定物质恒容燃烧热的常用仪器,广泛用于煤炭、冶金、建筑材料等工业领域中煤的发热量测定以及其他可燃物质燃烧热的测定。燃烧热的测定是高等学校物理化学实验热力学部分的一个经典实验。燃烧热测定实验装置即氧弹式量热计,本文统称燃烧热测定实验装置。燃烧热测定实验装置由氧弹头、水套、水筒、搅拌器、温控器以及点火装置等构成。氧弹头则由圆筒式弹体和弹体密封盖以及用于转移氧弹头的提取环3部分组成。在弹体密封盖上设置有氧弹头充氧口电极,用于氧弹头充氧及氧弹头和点火装置的连接。氧弹头充氧电极接口连接转换器是用来连接氧弹头充氧电极接口与点火装置的关键零部件。燃烧热测定实验装置只有在所有元器件性能可靠,各电路连接牢固的状况下方能正常有效地工作。电气连接是保证电路及电器元件连接或断开的主要手段,因此电气连接是电子电工设备设计和制造的重要内容之一。连接转换器是用于电气连接的主要元器件,通过连接转换器可有效地将两导体接通。传统的电气连接方式多数是以螺钉、螺母与导线压接,但由于螺钉、螺母及导线冷压端头体积大,不利于安装使用,而且接触电阻较大,所以目前已经很少采用。对于焊接方式而言,焊接过程中发生虚焊现象是难以避免的。虚焊连接会导致导线与接触元器件之间处于似连非连的临界状态,抗振动能力差。即使通电测试合格,一旦虚焊点遭受冲击或振动时,连接点将有可能形成开路。因此,焊接连接方式可靠性及寿命都比较低。之前氧弹头充氧电极接口与点火装置的连接是通过点火帽加连接导线的方式实现。由于在实施过程中点火帽上的铜簧片容易松动,造成连接不稳定,直接影响到点火的效果与实验的成败。

　　由此可见,为了使燃烧热测定实验装置中的氧弹头充氧电极接口与点火装置连接得更加牢固,设计一种新型的氧弹头充氧电极接口连接转换器(以下简称连接转换器)是非常有必要的。

　　1 连接转换器设计的基本要求

　　连接转换器品质的优劣直接影响到氧弹头充氧电极接口与点火装置连接的功效,所以在设计过程中必须注意下列几个方面的问题：

　　(1)连接转换器与接插件之间的接触电阻要尽可能小,以减少功率损耗和热量的产生。理想状态下接触电阻为零。

　　(2)连接转换器必须有足够的机械连接强度,以保证连接的可靠性。

　　(3)连接转换器必须有足够的耐腐蚀性,能适应相应的气候条件和环境条件。

　　(4)产品加工简捷、成本低廉、装配及使用方便。连接转换器与两个接触体(氧弹头充氧电极接口、香蕉插头)的表面接触区域存在着接触电阻,该电阻的数学表达式为：