电子芯片在焰火燃放技术中的应用
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摘 要：焰火燃放在我国有着非常久远的历史，烟花对于国人来说不仅仅是一种非常绚丽的艺术表演，更是象征着喜庆繁荣的含义。在当前国内的大型焰火燃放系统上主要是使用电点火药头和延期索作为燃放的点火元件和延期元件，这类传统的燃放方式存在诸多弊端，尤其是在燃放时间精度上和焰火燃放安全性及稳定性上，无法满足现今越来越复杂的烟花构图需求。因此，通过使用电子芯片来控制电点火头的燃放技术，在很大程度上改变了传统的焰火燃放模式，使焰火燃放技术领域得到新的突破。
关键词：电子芯片 芯片焰火弹 芯片控制系统
中图分类号：TQ567.9 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）09（b）-0110-02
目前国内外大型烟花燃放表演的燃放模式都是通过电点火药头作为点火元件，通过内部的延期索和发射药的使用量控制每一个烟花的燃放时间和升空高度，通过这些因素的控制决定每一个礼花弹在图形中的位置或者是达到预想中的燃放效果。这种传统的燃放方式在目前燃放要求越来越高的燃放技术上已经体现出多种的弊端，尤其是在时间精度这一块，就以普通的礼花弹的测试时间为例，传统的4#礼花弹定时误差在±0.5s，而8#礼花弹定时误差能达到±0.8s，这样的定时误差还是最理想状态下测试得到的时间，在时间精度上存在非常大的偏差，无法精准的控制燃放高度和燃放时间，导致传统的烟花只能通过燃放阵地进行发射定时对整个燃放顺序进行控制，但是这个时间控制也只能控制发射的时间，无法精准控制升空后的燃放延时，也无法对整体燃放时间进行最佳的控制，导致一旦操作上存在问题就会影响到整体的燃放效果。
1 电子芯片焰火弹的发展现状
电子芯片焰火弹顾名思义，是将电子芯片用在焰火弹上，通过芯片进行控制焰火弹的燃放时间，使用电子芯片制作的电子点火部件作为点火元件和延期元件，取代了传统礼花弹使用的电点火头和延期索，具有高精准的燃放时间和优异的燃放安全性及稳定性，该类型的芯片已经在民用爆炸器材上有着非常成熟的使用经验。但是电子芯片在焰火燃放上进行使用较为成熟的目前只有美国古奇公司，该公司已经生产出并且在多个燃放现场进行了试验，初步得到了一些比较好的效果，但是从现场使用的情况来看，该公司的电子芯片焰火弹在设计上存在很多的弊端。
在燃放系统上采用的是特殊的燃放系统，无法和传统的电点火燃放系统共同使用，在使用上不具有通用性;其次是燃放系统未将发射系统和礼花弹燃放系统合二为一，两系统独立进行工作，这种设计会在一定程度上影响芯片焰火弹的发射和燃放精度，影响了焰火燃放的效果;
在芯片设计上面，在抗静电抗杂散电流的防护设计上缺乏相应的保护措施，在抗静电抗杂散电流方面较差;同时电源和芯片连接在一起，增加了静电和杂散电流等芯片的影响，同时电源的安装增大了芯片整体的体积，安装上也增加了难度，同时由于自身自带电源，所以无法提前与礼花弹体安装在一起，这也增加了燃放现场安装礼花弹的工作量，在工程实施上增大了很多的困难和很大的危险性;
芯片弹芯片必须通过电脑进行时间设定或者通过厂家芯片提前设定好时间，再在现场根据具体情况进行调整，这种方法在时间设定上相对不具备现场操作灵活性。只要设计图上明确设定好每一发产品的燃放时间精度，就可以通过专用手持设备自动将每一发时间写进芯片内部，实施起来才会更加便利，在时间精度上也会有着非常大的提升。
2 目前国内市场现有电子控制模块芯片及起爆系统介绍
国内针对雷管的电子控制模块已经非常普及了，而且技术相对来说非常的成熟，然而对于焰火燃放这一块，却一直无人问津，目前国家大力倡导使用数码电子雷管，在很大程度上促进了雷管电子控制模块的研发，同样作为民用火工品器材，烟花也在一定程度上可以使用现有的电子控制模块。目前国内民爆市场所采用的电子控制模块构造都非常接近，采用并联电路，通过连接块进行并联连接，内置电容作为储能元件，外部通过燃放系统使用高压对内置电容进行充电，通过芯片作为整个模块的控制中心。
在目前的国内市场中有许多关于专门用于烟花燃放的电子控制模块，但是在線路连接上这类电子控制模块均采用的是与原来的电点火装置一样的串联组起爆连接，这种连接方式可以和电点火药头连用，很好的适用于现有的烟花燃放系统，但是该连接方式无法完全发挥芯片的电性能检测功能，且对线路连接要求非常严格，同时串联组燃放系统无法和气压发射系统连用，只有在发射药和礼花弹都使用电子芯片作为时间控制时，才可以让时间精度达到设定的要求，但是这种设计方式导致礼花弹燃放高度会容易受到发射药装药量的影响，所以这种模式同样很难控制礼花弹按预期高度的燃放。
当前市场上使用的雷管芯片控制模块采用的是并联的线路模式，这种连接方式更加实用，而且连接方式上更加方便快捷，使用并联线路最大的好处是连接线路上更加方便，同时在排查礼花弹异常情况上也更加方便，如果有未连接在线路的芯片焰火弹，可以立即查找到相应的礼花弹，在设计上，并联线路连接要比传统烟花电点火头的串联线路连接更加方便可靠，同时单发芯片礼花弹异常也不会影响到整个线路的燃放，在特殊情况可以直接实施燃放;对于烟花燃放系统来说，焰火芯片弹可以与现有的传统烟花电点火头同时使用的，通过芯片焰火弹燃放系统同时进行现场设置。这个是与现有的电子芯片焰火弹使用的模式完全不一样的方式。将这种雷管用电子控制模块使用到焰火现场的使用方式，将对烟花产品的一次很大程度的改进。芯片焰火弹在烟花产品中属于高技术产品，在烟花燃放技术上有着非常大的改进。 电子控制模块作为芯片焰火弹的核心部分，电子控制模块起到的决定性的作用，电子控制模块的设计及功能在整个芯片焰火弹燃放中有着非常大的影响。首先是在供能部分的设计，相比国外现有的外接电源式的电子控制模块，使用电容作为电子芯片药头燃放的储能元件，是电子雷管芯片具有非常高的安全性，而且这类型电子控制模块具有非常优异的抗静电能力和抗杂散电流的能力，将其在雷管的安全优势用于烟花燃放领域，改变传统的烟花燃放系统，将更加精准，更加安全，更加可靠的电子芯片用于烟花燃放，使得焰火燃放受到外界影响更小。
3 电子芯片在烟花技术上使用的优势
（1）延期时间高精准：焰火电子芯片采用的电子时钟进行时间的精准控制从而使延期时间有着非常高的精准度，完全可以保证焰火弹在指定是时间进行燃放;
（2）焰火弹更加安全：目前国内用在雷管行业的电子芯片普遍采用的是电容作为储能元件，同时增加了抗静电和抗杂散电流的结构设计，这在一定程度上提高了芯片焰火弹燃放的安全性;
（3）燃放更加可靠：目前现有的电点火装置虽然可以检测电流情况来判断整个网路是否正常，但是一旦通电后电点火装置存在被击发的可能性，導致整个燃放过程存在不稳定因素。通过电子芯片和专用的起爆系统进行控制整个网络，可以提前检测芯片焰火弹的电流和电性能，判断通断路的同时可以检查整个电子控制模块的各部件情况，从而保证电子控制模块以及整个燃放网络的正常运行;
（4）管理更加安全：烟花同样属于民用爆炸物品，在管理上同样存在很多的风险和安全隐患，通过电子芯片内部的芯片内置码以及专用的燃放系统，能够使的整个燃放过程受到监管，保证焰火弹从生产到最后的燃放过程都可以被追踪，避免流失造成社会危害。
（5）电子芯片作为延期元件更加环保：在我们现有的火工品延期索中，绝大多数的延期索还是使用的铅管进行装填延期药，铅本身就是有毒物质，在高温下对周边空气，水质，泥土等环境因素会造成很大的影响。电子芯片作为新一代延期元件，内部不含有毒化学物质，更加的安全环保。
4 结语
本文主要研究电子芯片用于焰火弹的优势以及现有市场电子雷管用电子芯片使用在焰火弹上的可行性分析，根据目前烟花生产企业的生产过程以及现有电子雷管芯片的研究及实验，分析电子芯片在焰火弹上有着非常重要的使用价值，在一定程度上可以改变目前国内的焰火燃放模式和焰火燃放技术。本文对雷管用电子芯片使用在焰火弹上有着重要的参考价值。
参考文献
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