气动式火警传感线弹性膜片跃变机理分析

　　0　引　　言

　　气动式火警传感线是目前国际上普遍采用的可靠性很高的火警探测器(见图1),这种纯气动原理(见图2)的火警探测器比传统电气原理的探测器可靠性大大提高,降低了飞机火警系统的误报率,国内气动式火警传感线仍处于研制阶段,无法满足航空的需求。气动式火警传感线的核心动作元件是弹性膜片,该类型的弹性膜片在国内属首次使用,国内相关的研究未见报道,本文的研究目的就是总结出该类型弹性膜片的跃变机理,在实际生产中加以有效的利用,提高产品合格率。本文的研究范围以该特定的产品作为分析对象,规律适用于与此相近的产品,在分析中主要依据了弹性储能元件的能量守恒原理,结合工程分析法和实验统计,总结归纳出弹性膜片的跃变机理并确定生产中的设计参数。进行气动式火警传感线弹性膜片跃变机理分析具有重要的意义,一方面可以提高自身产品的合格率,另一方面也可以满足国内航空业的迫切需要。

　　1　火警膜盒介绍

　　火警膜盒是气动式火警传感线的核心动作部件之一,当机上监测区域发生火灾时,火警膜盒闭合,报警电路接通,当火灾消除后,火警膜盒断开,报警电路断开。根据美军标要求,当有火情发生时,要求火警探测器在10 s内向系统输出火警信号,火情消除后30 s内信号解除。这就要求火警膜盒的接通动作压力和断开动作压力控制在一定的范围内,若接通动作压力设计过大,会产生漏报警,设计过小,会产生误报警;同时,接通压力与断开压力之间的滞环也应该控制在一定的范围内,若滞环设计过大,不能及时消警,设计过小,会造成动静触点反复通断,探测器反复报警消警。分析弹性膜片跃变的机理,合理控制火警膜盒的接通动作压力和压力滞环,摸索出控制接通动作压力和压力滞环的方法规律,并进行理论分析是产品研制必须的。

　　2　弹性膜片跃变机理分析

　　2.1　弹性膜片跃变的几点规律

　　膜盒组件的核心动作元件是弹性膜片,它相当于压力开关的动触点,弹性膜片的动作形式要求为跳跃式,这样才能保证动触点与静触点快速分断,避免因触点间分断缓慢产生拉弧现象。为了分析膜片跃变机理,挑选具有跃变性能的几个膜片,用百分表对其翻转过程进行了观察测量,发现不管膜片厚度如何,其翻转过程是相同的,都包括以下阶段:随着压力的增加,膜片先是发生蠕变A,接着是跃变B,然后随着压力降低,先是产生回程蠕变C,随即是回程跃变D,最后蠕变到原位E。只是根据膜片厚度不同,各阶段的行程不同。根据实际测试数据,归纳出弹性膜片跃变的几点规律:

　　(1)跃变式弹性膜片翻转过程均包含A、B、C、D、E几个过程;