本技术涉及一种新型冲击波发生器及其功率调节技术。该设备由能量转换器、高压电极、低压电极和管状金属丝组成,金属丝两端分别连接至高压和低压电极。通过调整管状金属丝的截面积,改变其电阻,实现输出功率的精确调节。本技术有效解决了传统设备中金属丝易变形、轴线偏移,导致接触不稳定的问题。
背景技术
冲击波发生器的能量转换器的高压电极与低压电极之间设置了一根金属丝,通过高压电极与低压电极向金属丝短路放电,将一定参数的脉冲电流注入金属丝,在焦耳加热的作用下,金属丝急剧相变,先后经历固态、液态、气态与等离子体态,最终发展形成等离子体通道。等离子体电弧电阻在后续放电电流的作用下,以焦耳加热原理加热周围水介质使其迅速汽化、膨胀,同时伴随光辐射、冲击波等物理现象。金属丝相变过程中的电阻成非线性变化,采用不同的金属丝的材质和结构,可以提高金属的初始电阻,增大金属丝电阻与放电回路的传导电阻、接触电阻的比例,以提高能量转换效率,减少沉积在传导电阻、接触电阻上的能量以及对设备的损伤。利用金属丝电爆炸原理制造的能量转换器产生的冲击波作用于煤层、岩层、石块等目标后,能够将煤层、岩层致裂,或者将石块破碎。能量转换器产生的冲击波可控性高、致裂效果好,因此能量转换器有望代替传统的致裂方式,如水力压裂、火药破裂等致裂方式。
金属丝电爆炸后,为确保冲击波发生器能够重复作业,必须及时补充新的金属丝。目前是通过送丝机构将新金属丝推送至高压电极与低压电极之间。但在实际推送过程中,金属丝偶尔会变形并发生轴线偏移现象,导致其末端无法精确对准并与高压电极形成稳定的接触界面,这一偏差影响了冲击波发生器的正常工作。
实现思路