电子雷管控制模块发火电容简介
电子雷管具有高延期精度、提高爆破效能的优势，在国内已经研究和应用了十多年的时间，尤其是近几年，随着国家政策的推动，呈现出爆发式的增长。发火电容做为电子模块的重要器件，其应用用途与常规应用中主要用于滤波的用途不同，主要用途是为电子控制模块提供能量，在爆破过程中既要提供能量给发火器件，又要承受环境温度和爆破振动的影响，还要具备长期可存储（不低于2年）的能力等。温度对电容的容值会产生影响，振动对已充电电容储能电压会产生影响。
从公式可以看出，容值和电压的变化都会影响电容上储存的能量，进而影响对发火元件的输出能量，影响发火的可靠性。
目前应用于电子雷管的发火电容主要有4种，分别是进口钽电容、国产普通电解电容、国产固态电容和国产超强电解电容。本文着重从温度和振动对电容的影响进行了分析，对每种电容选取样品进行了测试，因不同厂家产品可能存在工艺差异，测试结论供参考。
不同发火电容主要特点
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钽电容全称是钽电解电容，采用钽粉等高温烧结而成，具有结构体积小、结构强度大、温度变化不敏感等优势，对电子雷管应用中最重要的抗振和耐高低温需求表现优异，因此成为电子雷管应用的首选器件，可以在-40℃~85℃的全温度范围和露天、小断面、孔桩、井下金属矿、煤矿等各种环境使用。
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普通电解电容即液态铝质电解电容，中国是液态电解电容的主要生产国，材料来源广泛、生产工艺成熟。常规使用中主要用于电源滤波等，应用需求与电子雷管用于储能不同，因为电解液的存在，受温度影响较大，对储能要求较高的低温容值特性不好，通常在0℃以下开始衰减，并随着温度的下降，有效容值大幅下滑。因而早期的电解电容在冬季储能下降，发火能力不足。液态电解电容中的芯子是铝箔卷绕，浸渍电解液装入铝壳中，在振动冲击下，电解液会起到一定的缓冲作用，但与钽电容相比，芯子还是相对容易产生结构变形等，导致电能损失，表现为电压下降甚至为0V。因而更适合0℃以上、露天等振动相对小的环境使用。
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固态电容（固液混合电容）
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固态电容（固液混合电容）
固态电容全称为固态铝质电解电容。它与液态铝质电解电容最大差别在于采用了不同的介电材料，液态铝质电解电容介电材料为电解液，而固态电容的介电材料则为导电性高分子材料，因为没有电解液的存在，固态电容的温度特性优异，高低温基本与钽电容相同。早期采用的固态电容，因为有碳化工艺的存在，比较液态电容会更容易开路和短路，在振动冲击下，芯子很容易与管壁碰撞导致损伤而损失电能，抗振性远不及液态铝质电解电容。后续经过优化，结合电解电容特点，在固态电容芯子与铝壳的间隙中加入液体形成了固液混合电容，进行缓冲，提升了抗振性，但为了形成高分子层需要一定的高温工艺固化，相比液态铝质电解电容芯子具有一定的脆性，因而在同等振动条件下，固态电容更容易导致电能损失。
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强电解电容是增强型的液态铝质电解电容。超强型电解电容通过优化电解液的特性，有效提升了电容的低温特性，在-40℃仍具有良好的容值特性，保证了一定的发火能力。同时通过优化芯子结构和组装工艺等方式，进一步提升了在强振动条件下的抗冲击能力。相较于液态铝质电解电容产品，无论丛耐温性和抗振性都有了很大的提升，接近钽电容的综合指标。
温度对不同发火电容容值的影响
分别选取应用于电子雷管控制模块的4种发火电容，进行了多组耐温测试，典型测试数据如下：
从上述数据可以看出：
钽电容在常温25℃和低温-40℃的最大容值差在3.5%左右；
固态电容在常温25℃和低温-40℃的最大容值差在9%左右；
普通电解电容在常温25℃和低温-40℃的最大容值差在33%左右；
超强电解电容在常温25℃和低温-40℃的最大容值差在12%左右。
从数据及均值曲线可以看出，温度对钽电容容值的影响最小；温度对普通电解电容的容值影响最大；温度对超强电解电容的容值影响明显优于普通电解电容，接近固态电容。即电容耐温性能：
钽电容>固态电容≥超强电解电容>普通电解电容
振动对不同发火电容储能电压的影响
实验方法：
采用水压冲击方式，在圆盘中间放置爆源雷管，周边不同距离放置被测假管，实验装置放置在水箱中，中心爆源管起爆后，测量周边假管电压的变化。实验装置如下图所示：
选取与温度测试相同的4种电容进行振动冲击测试，充电电压20V，进行多组测试，典型测试数据如下。表格中给出了，在不同的距离上，电容在受到振动冲击后电压下降的数值。
从测试结果可以看出，不同电容在不同距离下的电压下降不同。根据电容储能公式（1），电压的下降，意味着电容能量的减少，进而影响发火能量。过多的电压下降将导致药头不能有效发火。
从测试数据及曲线可以看出，钽电容的抗振性能最优，更能承受爆炸冲击，且很快达到不掉电的状态；固态电容的抗振性能相对最差；然后是普通电解电容；超强电解电容抗振性能低于钽电容，高于普通电解电容。即抗振性能：
钽电容>超强电解电容>普通电解电容>固态电容
总结
电容作为电子雷管控制模块的核心器件，其储能为主的特性与常规应用方式不同，对电容的主要需求是耐高低温和振动性能。钽电容、普通电解电容、固态电容，作为常规型产品有着不同的优势，也有着一定的不足，超强型电解电容通过设计优化，增强了抗振性和耐低温性，综合性能接近钽电容。
