本發(fā)明屬于引信、導(dǎo)彈及航空航天熱電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于pvdf薄膜的熱電池激活裝置。

背景技術(shù)：

熱電池是靠加熱激活的電池,常溫下熱電池內(nèi)部的電解質(zhì)是不導(dǎo)電的固體,使用時利用激活裝置（電點活頭或撞針激發(fā)火帽）點燃電池內(nèi)引燃紙，使電池內(nèi)部電解質(zhì)迅速升溫熔化并導(dǎo)電，電池被激活，同時輸出電能。

目前，國內(nèi)熱電池的主要激活方式有兩種:一種是電激活,即使用外電源引爆電點火頭發(fā)火,引燃加熱片激活熱電池；另一種是機械激活,即使用機械能使火帽發(fā)火引燃加熱片激活熱電池。電激活需要外加機械發(fā)電機等外部電源裝置，而機械激活需要在電池底端設(shè)計火帽盂裝入火帽，另需外加擊針，彈簧，導(dǎo)向筒等部件。以上兩種現(xiàn)有激活方式的缺點在于：（1）電激活與機械激活都是通過火工品點燃引燃紙再點燃加熱片，該過程各種材料燃燒速度慢，激活時間較長，最快也需要0.3s以上，無法滿足特殊性能武器要求；（2）以上兩種激活方式均需要另外附加其他裝置，體積較大，占用彈內(nèi)空間大，不利于實現(xiàn)熱電池的小型化；（3）附加激活裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)周期長。

pvdf（polyvinylidenefluoride,簡稱pvdf）聚偏二氟乙烯，具有壓電性能，即在壓力作用下發(fā)生極化而在材料兩端表面上產(chǎn)生符號相反的電荷,作用力方向改變,電荷極性也隨著改變,當外力去掉后,該電介質(zhì)又重新恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，有必要結(jié)合pvdf（polyvinylidenefluoride,簡稱pvdf）聚偏二氟乙烯，的特性，發(fā)明一種具有創(chuàng)造性和新穎性的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種基于pvdf薄膜的熱電池激活裝置，以此來解決現(xiàn)有熱電池激活方式占用空間大、激活時間長，不易于裝配等問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：基于pvdf薄膜熱電池的激活裝置，pvdf薄膜、電極、電點火頭、絕緣層、絕緣導(dǎo)線、重力塊、引燃條、單體電池、殼體、電池電極、導(dǎo)線；

所述殼體設(shè)置為電池上層和電池下層，上下層中間設(shè)置有電池隔層，電池隔層中間設(shè)置有圓孔；

所述電池上層內(nèi)部設(shè)置有單體電池，所述單體電池的頂端與電池電極相連，所述單體電池與上層殼體內(nèi)側(cè)壁之間、單體電池與電池隔層之間均設(shè)置有引燃條；

所述電池下層從上向下依次設(shè)置有重力塊、絕緣層、電極和pvdf薄膜；所述重力塊設(shè)置為圓柱形，且中間設(shè)置有圓形通孔，圓形通孔直徑與電池隔層中間圓孔直徑相同；

電點火頭通過絕緣導(dǎo)線分別與兩個電極串聯(lián)連接；兩個電極之間設(shè)置有pvdf薄膜；

所述電極與絕緣導(dǎo)線之間、電池下層內(nèi)側(cè)壁、電池下層底面內(nèi)壁均設(shè)置有絕緣層，絕緣層保證pvdf薄膜與殼體、重力塊絕緣，pvdf薄膜用來給熱電池提供能源。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，pvdf薄膜的厚度設(shè)置在十到一千微米范圍之間。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述重力塊的材質(zhì)為鋼片。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述單體電池設(shè)為圓柱體。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，電點火頭的上端與引燃條之間的距離設(shè)置為小于5mm。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述激活裝置的厚度設(shè)置在1mm以內(nèi)。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述單體電池內(nèi)部包括加熱片，陰極片，陽極片，電解質(zhì)和集電片。

本發(fā)明重力塊中間設(shè)置有圓形通孔，且圓形通孔內(nèi)部設(shè)置有電點火頭；其作用在于增加膛壓作用時pvdf薄膜受到的過載。

本發(fā)明電點火頭兩端與絕緣導(dǎo)線相連接，串聯(lián)在所述pvdf薄膜正負電極之間，其作用為：受到膛壓作用達到過載條件時，pvdf薄膜與電點火頭形成回路，電流脈沖點燃電點火頭。電點火頭進一步點燃引燃紙，從而激活電池。

本發(fā)明設(shè)置有pvdf薄膜，pvdf薄膜質(zhì)地柔軟，易于加工，結(jié)構(gòu)簡單，易于裝配。

本發(fā)明所述熱電池激活能源采用pvdf薄膜。

與現(xiàn)有激活方式相比較，本發(fā)明的有益效果在于：（1）本發(fā)明基于pvdf薄膜的熱電池激活裝置總厚度小于1mm，占用空間小，滿足熱電池的微小型化要求；（2）電池達到過載條件時（壓力大于300mpa）pvdf薄膜產(chǎn)生電流脈沖可在5微秒內(nèi)快速點燃引燃紙，10毫秒內(nèi)激活電池，激活時間短，激活可靠性高達99.5%以上，可靠性好；（3）pvdf薄膜質(zhì)地柔軟，易于加工，結(jié)構(gòu)簡單，易于裝配。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于pvdf薄膜的熱電池激活裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明電路原理圖；

圖3為具體實施例中火炮膛壓曲線圖；

圖4為本發(fā)明實驗時pvdf應(yīng)力曲線圖；

圖5為本發(fā)明實驗應(yīng)力下干路電壓曲線圖；

圖6為本發(fā)明實驗應(yīng)力下干路電流曲線圖。

圖中序號說明：1pvdf薄膜；2電極；3絕緣導(dǎo)線；4絕緣層；5電點火頭；6重力塊；7引燃條；8單體電池；9殼體；10電池電極；11電池上層；12電池下層；13電池隔層；14導(dǎo)線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實驗例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，便于清楚的了解本發(fā)明，但它們不對本發(fā)明構(gòu)成限定。

結(jié)合圖1所示：基于pvdf薄膜的熱電池激活裝置，包括：pvdf薄膜1、電極2、絕緣導(dǎo)線3、絕緣層4、電點火頭5、重力塊6、引燃條7、單體電池8、殼體9、電池電極10、電池上層11、電池下層12、電池隔層13。

所述殼體9設(shè)置為圓柱體，殼體9設(shè)置為電池上層11和電池下層12，上下層中間設(shè)置有電池隔層13，電池隔層13中間設(shè)置有圓孔；

所述電池上層11內(nèi)部設(shè)置有單體電池8，所述單體電池8的頂端與電池電極10相連，所述單體電池8與上層殼體內(nèi)側(cè)壁之間、單體電池8與電池隔層13之間均設(shè)置有引燃條7；

所述電池下層12從上向下依次設(shè)置有重力塊6、絕緣層4、電極2和pvdf薄膜1；所述重力塊6設(shè)置為圓柱形，且中間設(shè)置有圓形通孔，圓形通孔直徑與電池隔層13中間圓孔直徑相同；

電點火頭5通過絕緣導(dǎo)線3分別與兩個電極2串聯(lián)連接；兩個電極2之間設(shè)置有pvdf薄膜1；

所述電極2與絕緣導(dǎo)線3之間、電池下層12內(nèi)側(cè)壁、電池下層12底面內(nèi)壁均設(shè)置有絕緣層4，絕緣層4保證pvdf薄膜1與殼體、重力塊6絕緣，pvdf薄膜1用來給熱電池提供能源。

所述單體電池8內(nèi)部包括加熱片，陰極片，陽極片，電解質(zhì)和集電片。當單體電池8受到膛壓作用達到過載條件時，pvdf薄膜1產(chǎn)生電流脈沖點燃電點火頭5，進而點燃引燃條7和單體電池8中的加熱片，單體電池8開始工作。

所述重力塊6的材質(zhì)為鋼片，可根據(jù)熱電池大小及空間要求選擇不同尺寸。

所述pvdf薄膜熱電池激活裝置的厚度小于1mm。

所述電點火頭5的上端與引燃條7之間的距離設(shè)置為小于5mm。

所述pvdf薄膜（1）的厚度設(shè)置在十到一千微米范圍之間。所述重力塊的材質(zhì)為鋼片。

所述單體電池設(shè)為圓柱體。

結(jié)合圖2為pvdf薄膜熱電池激活裝置電路原理圖：電路組成為：電點火頭5，導(dǎo)線14，pvdf薄膜1。

所述pvdf薄膜1兩端電極2與導(dǎo)線14及電點火頭5串聯(lián)，當熱電池收到膛壓作用達到過載條件時，pvdf薄膜1由于壓電效應(yīng)產(chǎn)生電流經(jīng)導(dǎo)線14流入電點火頭5。

結(jié)合圖3為某火炮小型彈丸發(fā)射過程中彈體所受膛壓作用曲線，膛壓最大值超過300mpa，作用時間小于10ms。為模擬此過程將圖4所示的沖擊壓力加載于由pvdf薄膜1作為激活能源的熱電池上，pvdf薄膜1與電點火頭5串聯(lián)，測得干路電壓及電流時程曲線如圖5和圖6所示，結(jié)果表明發(fā)火電流為0.5a的電點火頭在5微秒內(nèi)迅速發(fā)火。

本發(fā)明采用pvdf薄膜1作為熱電池激活能源，總厚度在1mm以內(nèi)，占用空間小，滿足熱電池的微小型化要求；電池達到過載條件時（壓力大于300mpa）pvdf薄膜產(chǎn)生電流脈沖可在5微秒內(nèi)快速點燃引燃紙，10毫秒內(nèi)激活電池，激活時間短，激活可靠性高達99.5%以上，可靠性好；pvdf薄膜質(zhì)地柔軟，重量輕，易于加工和裝配。

本發(fā)明基于pvdf薄膜的熱電池激活裝置總厚度小于1mm，占用空間小，滿足熱電池的微小型化要求；電池達到過載條件時（壓力大于300mpa）pvdf薄膜產(chǎn)生電流脈沖可在5微秒內(nèi)快速點燃引燃紙，10毫秒內(nèi)激活電池，激活時間短，激活可靠性高達99.5%以上，可靠性好；

本發(fā)明的pvdf薄膜質(zhì)地柔軟，易于加工，結(jié)構(gòu)簡單，易于裝配。

上述實施例僅僅是對本發(fā)明構(gòu)思實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍不僅限于上述實施例，本發(fā)明的保護范圍可延伸至本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所能想到的等同技術(shù)手段。