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Reconsideration of energy measurement of spark discharge using different triggering methods and inductance loads
Journal of Electrostatics ( IF 1.9 ) Pub Date : 2022-05-29 , DOI: 10.1016/j.elstat.2022.103724
Zhiyu Wang , Haoran Sheng , Suijun Yang , Shuliang Ye

A series of electrostatic sparks at different energies are triggered by different methods in testing the minimum ignition energy (MIE) of dust clouds. It is necessary to investigate the difference between actual spark energies and MIEs under different triggering methods. A multi-energy spark generating circuit combined with high-voltage relay (HVR) triggering and electrode movement (EM) triggering was set up to study the effects of triggering types and inductance loads. The first current peak was proposed together with damping ratio and angular frequency of spark current to evaluate the reliability of the experimental results. Results showed that the deviation of spark energy release efficiency between the two triggering types is about 5%–25% when the storage energy was 34 mJ, 110 mJ, 340 mJ and 1100 mJ, which was not enough to cause the difference in the magnitude of MIE. The MIEs of clouds of lemon powder and sea buckthorn powder are consistent using the two triggering types. But the MIE of clouds of lycopodium triggered by EM without inductance is higher than that triggered by HVR. It indicates different triggering types may lead to different MIE results when testing fine dust even if the actual released energy is almost the same. The spark energy release efficiency without inductance is greater than or equal to that with inductance. However, the MIE of lycopodium clouds dropped from 75–90 mJ with no inductance, to 8–10 mJ with a 1 mH inductance. The MIEs of clouds of lemon powder and sea buckthorn powder showed similar trends.



中文翻译:

重新考虑使用不同触发方法和电感负载的火花放电能量测量

在测试尘云的最小点火能量(MIE)时,采用不同的方法触发一系列不同能量的静电火花。有必要研究不同触发方式下实际火花能量与 MIE 之间的差异。建立了高压继电器(HVR)触发和电极移动(EM)触发相结合的多能量火花产生电路,研究触发类型和电感负载的影响。提出了第一个电流峰值以及火花电流的阻尼比和角频率,以评估实验结果的可靠性。结果表明,当储能分别为34 mJ、110 mJ、340 mJ和1100 mJ时,两种触发方式的火花能量释放效率偏差约为5%~25%,这不足以导致 MIE 大小的差异。柠檬粉云和沙棘粉云的 MIE 使用两种触发类型是一致的。但无电感EM触发的石松云的MIE高于HVR触发的MIE。说明即使实际释放的能量几乎相同,不同的触发类型在测试细尘时也可能导致不同的 MIE 结果。无电感的火花能量释放效率大于或等于有电感的火花能量释放效率。然而,石松云的 MIE 从没有电感的 75-90 mJ 下降到电感为 1 mH 的 8-10 mJ。柠檬粉云和沙棘粉云的 MIE 表现出相似的趋势。柠檬粉云和沙棘粉云的 MIE 使用两种触发类型是一致的。但无电感EM触发的石松云的MIE高于HVR触发的MIE。说明即使实际释放的能量几乎相同,不同的触发类型在测试细尘时也可能导致不同的 MIE 结果。无电感的火花能量释放效率大于或等于有电感的火花能量释放效率。然而,石松云的 MIE 从没有电感的 75-90 mJ 下降到电感为 1 mH 的 8-10 mJ。柠檬粉云和沙棘粉云的 MIE 表现出相似的趋势。柠檬粉云和沙棘粉云的 MIE 使用两种触发类型是一致的。但无电感EM触发的石松云的MIE高于HVR触发的MIE。说明即使实际释放的能量几乎相同,不同的触发类型在测试细尘时也可能导致不同的 MIE 结果。无电感的火花能量释放效率大于或等于有电感的火花能量释放效率。然而,石松云的 MIE 从没有电感的 75-90 mJ 下降到电感为 1 mH 的 8-10 mJ。柠檬粉云和沙棘粉云的 MIE 表现出相似的趋势。说明即使实际释放的能量几乎相同,不同的触发类型在测试细尘时也可能导致不同的 MIE 结果。无电感的火花能量释放效率大于或等于有电感的火花能量释放效率。然而,石松云的 MIE 从没有电感的 75-90 mJ 下降到电感为 1 mH 的 8-10 mJ。柠檬粉云和沙棘粉云的 MIE 表现出相似的趋势。说明即使实际释放的能量几乎相同,不同的触发类型在测试细尘时也可能导致不同的 MIE 结果。无电感的火花能量释放效率大于或等于有电感的火花能量释放效率。然而,石松云的 MIE 从没有电感的 75-90 mJ 下降到电感为 1 mH 的 8-10 mJ。柠檬粉云和沙棘粉云的 MIE 表现出相似的趋势。

更新日期:2022-05-30
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