金子日

摘 要：針對(duì)居民自家燃放煙花的安全問(wèn)題，本文對(duì)原本使用的電子點(diǎn)火遙控裝置進(jìn)行了簡(jiǎn)介，對(duì)其了解有利于對(duì)本文所涉及的新型的煙花點(diǎn)火裝置的優(yōu)點(diǎn)有更好的理解，采用激光點(diǎn)火，與原有的點(diǎn)火裝置比較，大大提高了點(diǎn)火的燃放穩(wěn)定性、抗干擾性，并且因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用的金屬材料具有防爆功能，很好地解決了原本因大多是一次性的燃放裝置而造成的資源浪費(fèi)。

關(guān)鍵詞：煙花燃放;安全;點(diǎn)火裝置;激光點(diǎn)火

中圖分類號(hào)：TN249 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）07-0086-02

0 引言

煙花自其發(fā)明以來(lái)就受到廣大人民的喜愛(ài)，古時(shí)作為重要的節(jié)日的必備項(xiàng)目，而今各種盛大的節(jié)日，無(wú)論國(guó)內(nèi)外，煙花都是一種重要的烘托氣氛的物品，可以說(shuō)煙花在我們生活中已經(jīng)是必不可少的了。然而煙花作為一種易燃易爆的物品，其燃放是有一定的危險(xiǎn)的，尤其是在今日，煙花的使用量非常大，由此而產(chǎn)生的燃放事故也比比皆是。可見(jiàn)煙花雖好，卻有燃放危險(xiǎn)，本文針對(duì)這一現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了一款新型煙花點(diǎn)火裝置，可在20m左右的距離進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控點(diǎn)火，這在很大程度上降低了燃放煙花可能造成的傷害。

1 電子點(diǎn)火裝置

1.1 電子點(diǎn)火裝置的技術(shù)發(fā)展

當(dāng)今社會(huì)，燃放煙花不僅是各種盛大節(jié)日必不可少的項(xiàng)目，也成為居民慶祝喜事的一種方式，但我們也知道近距離的煙花燃放可能造成爆炸，危及居民的生命，造成財(cái)產(chǎn)的損失。2010年2月，廣東省普寧市石頭村的一村民在自家的30m處空地燃放煙花，造成了重大爆炸事故，由于現(xiàn)場(chǎng)觀看人群眾多，又距離較近，躲避時(shí)發(fā)生擁擠，最后死亡23人，48人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)710萬(wàn)元之多，由此可見(jiàn)煙花燃放的危險(xiǎn)[1]。針對(duì)這種問(wèn)題，就有了遠(yuǎn)距離控制的電子點(diǎn)火裝置。

電子遙控方式點(diǎn)火裝置，成功實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離遙控點(diǎn)火，大大改善了原本近距離明火燃放煙火的燃放環(huán)境，避免了近距離煙花燃放可能產(chǎn)生的爆炸危險(xiǎn)。電子遙控方式點(diǎn)火裝置的技術(shù)已經(jīng)成熟，成本上有所下降，所以該點(diǎn)火裝置在現(xiàn)有市場(chǎng)有很大的占有率。

1.2 電子點(diǎn)火裝置缺點(diǎn)

我們已知電子煙花點(diǎn)火裝置很多都是基于電點(diǎn)火頭的。電點(diǎn)火頭的兩端導(dǎo)線間的發(fā)熱鎢絲上附著火藥，導(dǎo)電時(shí)鎢絲發(fā)熱，達(dá)到火藥燃點(diǎn)后就能將煙花燃放。

火藥是易燃物品，其燃燒揮發(fā)的某些氣體對(duì)環(huán)境有害，而復(fù)雜的電磁環(huán)境對(duì)電子產(chǎn)品的可靠運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生影響，降低了使用安全性。

當(dāng)今社會(huì)是一個(gè)信息化時(shí)代，我們的周圍充斥著各類的電子設(shè)備，這些電子設(shè)備一方面提高了人們的生活品質(zhì)，可也大大提升了周圍環(huán)境的復(fù)雜性，在這樣的復(fù)雜環(huán)境中，無(wú)線電子遙控點(diǎn)火方式在手機(jī)、電臺(tái)等電子設(shè)備的干擾下，很有可能產(chǎn)生誤點(diǎn)而造成突然引爆。這種危險(xiǎn)，由于意外性可能造成更大的傷亡。針對(duì)這一問(wèn)題，不少的煙花公司選擇了有線電子點(diǎn)火方式，減小了誤點(diǎn)爆炸的幾率，但同時(shí)也失去了無(wú)線方式的便利性。

2 激光點(diǎn)火裝置

2.1 需求分析

由于上文提到的電子煙花點(diǎn)火方式存在不少缺點(diǎn)，本人查找了相關(guān)資料，在本文中提出采用激光技術(shù)的激光遙控點(diǎn)火方式。與電子煙花點(diǎn)火相比，激光點(diǎn)火不受外界的電磁輻射干擾，通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的點(diǎn)火方式確保了煙花燃放的安全性，可靠性。

激光點(diǎn)火作為一種技術(shù)，已廣泛實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。激光點(diǎn)火一般應(yīng)用于軍事中的火炮發(fā)射技術(shù)，是對(duì)常規(guī)底部底火點(diǎn)火方式的革新。本文的新型點(diǎn)火裝置根據(jù)激光點(diǎn)火的基本原理設(shè)計(jì)，出于成本考慮，放棄了現(xiàn)今激光點(diǎn)火所需的光纖、光纖發(fā)生器等昂貴的設(shè)備，而采用的激光點(diǎn)火，簡(jiǎn)單低廉且可重復(fù)利用，降低了智能遙控?zé)熁す恻c(diǎn)火裝置的成本。

目前市面上的智能點(diǎn)火裝置大多為一次性的，安裝在煙花爆竹上，一經(jīng)爆炸，裝置也會(huì)產(chǎn)生一定程度損壞，缺少能夠循環(huán)多次利用的點(diǎn)火裝置?，F(xiàn)今防爆材料多用在軍工行業(yè)中，如軍用飛機(jī)，軍用汽車的油箱等，而如今，金屬阻隔防爆材料在國(guó)外已有多家出產(chǎn)商，只是在國(guó)內(nèi)還未興起，只有少數(shù)幾家企業(yè)在產(chǎn)，所以，一款具有防爆而可多次使用的煙花點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)裝置是當(dāng)前該行業(yè)所需求的。

2.2 設(shè)計(jì)原理及操作流程

通過(guò)上一節(jié)對(duì)激光點(diǎn)火裝置的需求分析，可以知道本文設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是有市場(chǎng)，且符合當(dāng)前需求的，在本節(jié)對(duì)其設(shè)計(jì)原理及操作流程進(jìn)行介紹。

如圖1所示，本文設(shè)計(jì)的新型激光點(diǎn)火裝置由遙控器、接收器及點(diǎn)火器構(gòu)成。首先遙控器中的紅外激光發(fā)射器發(fā)出激光信號(hào)，由接收器接受信號(hào)，經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬光信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)，接著經(jīng)過(guò)三級(jí)三極管傳導(dǎo)到寫(xiě)好程序的單片機(jī)，單片機(jī)接受到脈沖信號(hào)后控制點(diǎn)火裝置，最后點(diǎn)火電路導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的控制燃放。

本設(shè)計(jì)采用的接收頭為光敏二極管，此二極管對(duì)激光發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)有足夠的響應(yīng)率。當(dāng)激光發(fā)射器發(fā)出650nm的信號(hào)時(shí)，光敏二極管能產(chǎn)生0.87的相對(duì)響應(yīng)率。在接收器頭接收到信號(hào)即光敏二極管導(dǎo)通后，為使點(diǎn)火電路具有足夠大的電流，本裝置的控制電路采用兩級(jí)信號(hào)放大。同時(shí)在點(diǎn)火電路兩端連接一個(gè)發(fā)光二極管便于檢測(cè)電路是否正常。當(dāng)接收器第一級(jí)的三極管獲得基極電流，產(chǎn)生放大信號(hào)控制第二級(jí)三極管，第二級(jí)三極管將信號(hào)放大，使點(diǎn)火電路導(dǎo)通。光電信號(hào)的模電轉(zhuǎn)換電路的實(shí)現(xiàn)可使用光敏電阻分壓，光敏電阻對(duì)不同強(qiáng)度的光有不同的阻抗。激光發(fā)射器未發(fā)光時(shí)的光敏電阻阻抗大，有更高的電壓，而常值電阻阻抗卻小，常值電阻電壓小于0.5V，單片機(jī)不工作;接受到激光后，光敏電阻阻抗減小，5V的電源電壓基本加在常值電阻上，相當(dāng)于給了單片機(jī)一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，點(diǎn)火裝置啟動(dòng)，燃放煙花[2]。

本文新型激光點(diǎn)火裝置采用的激光接收二極管為夏普公司制成一種新型紅外激光二極管，此裝置已經(jīng)在市場(chǎng)上出售。這種二極管的型號(hào)I0T-0018A，振蕩波長(zhǎng)為8700，壽命達(dá)500小時(shí)以上?？蓾M足點(diǎn)火裝置重復(fù)循環(huán)利用的特點(diǎn)。

該裝置外圍包裹著一層網(wǎng)狀鋁合金制成的外殼，爆炸時(shí)產(chǎn)生的熱量可以有效地被防爆外殼吸收，由于阻隔材料具有較大的表面積，能使吸收的熱量快速散失，降低火焰?zhèn)鞑?qiáng)度。以此達(dá)到保護(hù)裝置內(nèi)部的電路的目的，實(shí)現(xiàn)可重復(fù)利用。在一種極薄的金屬箔上開(kāi)孔，拉伸成六角形，再將其折疊成層，就是網(wǎng)狀金屬材料。網(wǎng)狀金屬材料有非常好的可塑性，考慮到燃油箱及一些有防爆要求的，因其的使用繁雜形狀各異，網(wǎng)狀金屬材料正是目前最適合的。用于防火防爆的還有網(wǎng)狀泡沫，與其相比，網(wǎng)狀金屬材料有著更優(yōu)良的特性，例如可使用更長(zhǎng)，可消除靜電，燃油吸附率極低，且是一種可循環(huán)使用的材料，可以實(shí)現(xiàn)完全回收利用[3]。

具體操作流程為：按下激光發(fā)射器開(kāi)關(guān)，發(fā)出激光信號(hào)，接收器接受到信號(hào)后，控制部分使點(diǎn)火電路導(dǎo)通，點(diǎn)燃煙花。

2.3 現(xiàn)實(shí)意義

本文設(shè)計(jì)的新型點(diǎn)火裝置的優(yōu)點(diǎn)：

（1）激光點(diǎn)火更加安全，工作穩(wěn)定，減少了誤點(diǎn)產(chǎn)生的意外性爆炸可能性;

（2）抗干擾能力強(qiáng)，避免了一些的電磁波干擾影響，提高了適用性;

（3）點(diǎn)火控制部分采用防爆材料，增加了可重復(fù)利用性，避免了資源的浪費(fèi)[4]。

本文所涉及的技術(shù)都是已有且比較成熟的技術(shù)，存在可實(shí)現(xiàn)性，從成本來(lái)說(shuō)，較之電子點(diǎn)火裝置雖然要高，但其效果卻更好，這樣的優(yōu)勢(shì)相信可以抵消其價(jià)格的影響，在消費(fèi)者使用過(guò)后會(huì)獲得更多的認(rèn)同感，因此該設(shè)計(jì)是也是有市場(chǎng)價(jià)值的。

3 結(jié)語(yǔ)

煙花作為現(xiàn)代各種喜慶場(chǎng)合的必不可少的一種產(chǎn)品，燃放煙花的點(diǎn)火裝置必然也是非常有市場(chǎng)的。本文設(shè)計(jì)的新型點(diǎn)火裝置相較現(xiàn)有的點(diǎn)火裝置，在安全性與工作可靠性都有了上都有了極大的提升，可循環(huán)利用的點(diǎn)火控制部分又大大節(jié)省了能源，為人們的生活帶來(lái)了便利。

參考文獻(xiàn)

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