點火控制裝置及其控制流程的製作方法
2023-12-01 13:46:26 3
專利名稱:點火控制裝置及其控制流程的製作方法
技術領域：
本發明涉及火工品製造技術領域：
，尤其涉及一種可用於電雷管的點火控制裝置及其控制流程。
背景技術：
在傳統的電雷管點火控制中，電雷管並聯或串聯到由電雷管起爆控制器引出的起爆能量供應線上。這種起爆控制過程的主要缺陷在於
I.普通電雷管採用延期體實現延期起爆功能。這種設計不僅延期精度差，延期的時間也不可改變。另外，由於延期體中含有延期藥和鉛這樣的重金屬，這種電雷管會造成使用後重金屬的散逸，延期藥的燃燒也會導致環境汙染。
2.普通電雷管的起爆過程不可控制，通電即進入起爆流程，不可逆轉，遇緊急情況亦不可中斷，存在潛在的安全問題。
3.由於點火頭直接和雷管腳線連接，因此靜電放電、射頻輻射、雜散電流等外部幹擾都將直接影響雷管生產、儲存和使用過程的安全性。
發明內容
本發明的目的在於解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種能安全可靠地對起爆電雷管所需能量進行控制的點火控制裝置，從而提高爆破過程的安全性。
本發明是採用如下技術方案實現的
這種點火控制裝置，包含整流電橋電路、電源管理電路、邏輯控制電路、時鐘電路、和點火控制電路。其中，整流電橋電路一端同時連接到電源管理電路和點火控制電路，一端接地；其餘兩端通向點火控制裝置外部，連接到點火控制裝置外部的電雷管起爆電源，構成點火控制裝置的電源輸入端。電源管理電路一端連接整流電橋電路，一端接地，其餘一端同時連接到邏輯控制電路和時鐘電路。邏輯控制電路一端接地，一端連接點火控制電路，一端連接時鐘電路，其餘一端連接電源管理電路。時鐘電路一端連接電源管理電路,一端接地，其餘一端連接邏輯控制電路。點火控制電路一端連接整流電橋電路，一端連接邏輯控制電路，一端接地；其餘兩端通向點火控制裝置外部，連接到點火控制裝置外部的點火裝置，構成點火控制裝置的輸出端。
該技術方案的好處在於
I.本點火控制裝置200用於並聯連接的起爆控制網路時，如圖5，連接在由電雷管起爆電源400引出的起爆能量供應線500與電雷管600的腳線之間，並緊臨電雷管安置，即本點火控制裝置200通過電源輸入端110與起爆能量供應線500連接、通過輸出端310與 電雷管600的腳線連接。這就使得雷管600中的點火頭(上述點火裝置的一種)與起爆能量供應線500完全隔離，從而使得雷管抗靜電、抗射頻、抗雜散電流性能的提高成為可能。
2.整流電橋電路的存在，實現了本點火控制裝置電源輸入端的無極性連接，消除了其被反接而導致裝置損壞的危險，使得爆破工程的施工更加簡便、安全。[0012]3.邏輯控制電路和時鐘電路共同實現延期功能。由於引入了本點火控制裝置的起爆控制網路中採用瞬發電雷管亦可實現延期，這就避免了傳統電雷管中延期藥的存在，減少了重金屬的使用，緩解了環境汙染。除此之外，採用高精度的時鐘電路實現電子延期，也使得起爆控制網路的延期時間更加精確。
4.點火控制電路實現了對起爆能量的存儲和釋放的控制，從而提聞了起爆控制的安全性和可靠性。
作為本發明的一種優選方案，上述點火控制電路可包含充電控制開關、RC低通濾波器、安全放電開關、和點火控制開關。其中，充電控制開關一端連接整流電橋電路，一端連接邏輯控制電路，一端連接RC低通濾波器，其餘一端接地。RC低通濾波器一端連接充電控制開關，一端接地；其餘一端與安全放電開關連接，並共同通向點火控制裝置外部，連接到本點火控制裝置外部的點火裝置的一端，構成點火控制裝置的輸出端之一。安全放電開關一端接地，一端連接邏輯控制電路，其餘一端與RC低通濾波器的一端連接。點火控制開關一端接地，一端連接邏輯控制電路，其餘一端通向點火控制裝置外部，連接到本點火控制裝置外部的點火裝置的另一端，構成點火控制裝置的輸出端之二。
上述RC低通濾波器由一個限流電阻和一個儲能電容構成。其中，儲能電容一端接地，另一端連接限流電阻的一端，並同時與安全放電開關連接。限流電阻的另一端連接充電控制開關。
該優選方案的好處在於
I.在本點火控制裝置內，採用RC低通濾波器252和點火控制開關254，分別將其外部點火裝置300的兩端與起爆能量供應線500隔離開來，如圖2。這就保證了點火裝置300與外部起爆能量的完全隔離，從而提高了雷管腳殼間、腳腳間的靜電安全性，以及抗雜散電流的能力。
2.整流電橋電路201的存在，使得輸入本點火控制裝置200的所有外部電信號均從該整流電橋電路201的正極輸出端輸出，如圖2。當充電控制開關251閉合時，RC低通濾波器252即緊接於上述整流電橋電路201的正極輸出端之後，這就實現了對所有外部電信號的濾波，從而避免了靜電放電、射頻輻射、雜散電流等對起爆控制網路安全性的高頻危害。
3.構成RC低通濾波器的電阻和電容除了實現低通濾波、消除幹擾信號的作用外，還分別具備其他功能。其一，電容用於儲存起爆點火裝置所需的電能，故此可稱為儲能電容。一方面，在起爆控制過程中，因飛石等意外事件造成供電中斷時，上述儲能電容中所儲能量仍然能保證電雷管的正常起爆。另一方面，採用在與每發電雷管對應的點火控制裝置內部儲能的方式，避免了起爆瞬間對提供起爆能量的電雷管起爆電源系統的衝擊。其二，電阻用於限制對上述儲能電容充電時的電流大小，故此可稱為限流電阻。這樣的技術方案，實現了小電流充電、大電流放電的充放電過程，從而降低了對電雷管起爆電源輸出瞬間電流能力的要求。
4.充電控制開關的引入，實現了對儲能電容充電過程的控制，從而保障了在起爆準備階段對起爆控制網路操作的安全。
5.安全放電開關的引入，使得儲能電容上所儲能量可隨時釋放，從而，一方面使得爆破過程可中斷，即，當需要中斷爆破時，閉合安全放電開關，上述儲能電容即與安全放電開關構成放電迴路，從而得以釋放儲能電容中所儲能量。這就提高了起爆控制網路的故障處理能力。另一方面，可避免儲能電容上因幹擾等因素而引起的電荷累積，從而提高使用的安全性。[0022]6.點火控制開關的引入，一方面隔離了點火裝置，從而隔絕了靜電放電、射頻輻射、雜散電流等幹擾對點火裝置安全性的影響。另一方面，由於該點火控制開關受邏輯控制電路的控制，因此，即使上述儲能電容中儲存了起爆點火裝置所需能量，也必須在邏輯控制電路的控制下，上述能量方能有效釋放進而引爆點火裝置。這就實現了對起爆能量的管理，使得爆破更安全。
本發明還提供了上述點火控制裝置的控制流程，包含以下步驟
第一步，邏輯控制電路將點火控制電路置為初始工作狀態，即邏輯控制電路將充電控制開關置為斷開狀態、將安全放電開關置為閉合狀態、將點火控制開關置為斷開狀態。
第二步，執行點火控制流程。
第三步，結束本控制流程。
其中，點火控制流程是按照以下步驟進行的
步驟一，邏輯控制電路發送控制信號，斷開安全放電開關。
步驟二，邏輯控制電路發送控制信號，閉合充電控制開關，使點火控制裝置外部的電源開始向內部的儲能電容充電。
步驟三，邏輯控制電路監測是否到達預設充電時間若到達預設充電時間，則繼續進行步驟四；若未到達，則邏輯控制電路繼續監測。
步驟四，邏輯控制電路啟動電子延期，對預設延期時間開始倒計時。
步驟五，邏輯控制電路判斷是否到達預設延期時間若到達，則繼續進行步驟六；若未到達，則邏輯控制電路繼續對預設延期時間進行倒計時，並判斷是否到達該時間。
步驟六，邏輯控制電路發送控制信號，閉合點火控制開關，使儲能電容開始向本點火控制裝置外部的點火裝置放電。結束本點火控制流程。
在上述控制流程中，將點火控制電路的初始工作狀態設置為充電控制開關斷開、安全放電開關閉合、點火控制開關斷開，保證了在未進入爆破準備階段時，儲能電容上無法存儲電能、點火裝置無法形成放電迴路，從而可靠避免了意外起爆等事故的發生。
圖I為本發明的總體框圖；
圖2為本發明中點火控制電路的示意框圖；
圖3為本發明點火控制裝置的總流程圖；
圖4為本發明中點火控制流程圖；
圖5為本發明用於電雷管起爆控制網路時的組網示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明的技術方案做進一步詳細說明。
點火控制裝置200，包含整流電橋電路201、電源管理電路202、邏輯控制電路203、時鐘電路204、和點火控制電路205，如圖I。詳細描述如下[0042]I.整流電橋電路201 —端同時連接到電源管理電路202和點火控制電路205，一端接地；其餘兩端通向點火控制裝置200外部，連接到點火控制裝置200外部的電雷管起爆電源400，構成點火控制裝置200的電源輸入端110。整流電橋電路201用於對經由電源輸入端110輸入的能量進行極性轉換，從而使得無論是正常的電源輸入，或是電磁幹擾、靜電放電、雜散電流等外部非安全電信號的輸入，均從整流電橋電路201的非接地端輸出，這些信號進而經過連接在其後的充電控制電路205的濾波作用，從而濾除了外部非安全高頻幹擾信號。[0043]2.電源管理電路202 —端連接整流電橋電路201，一端接地，其餘一端同時連接到邏輯控制電路203和時鐘電路204。電源管理電路202用於把從整流電橋電路201接收到的工作能源，轉換為邏輯控制電路203和時鐘電路204工作所需電壓。
3.邏輯控制電路203 —端接地，一端連接點火控制電路205，一端連接時鐘電路204，其餘一端連接電源管理電路202。邏輯控制電路203用於按照時鐘電路204提供的時鐘信號，對點火控制電路205的工作過程進行控制，即控制對儲能電容256的充、放電過程。
4.時鐘電路204 —端連接電源管理電路202，一端接地，其餘一端連接邏輯控制電路203。時鐘電路204用於提供邏輯控制電路203工作所需時鐘信號。
5.點火控制電路205 —端連接整流電橋電路201，一端連接邏輯控制電路203，一端接地；其餘兩端通向點火控制裝置200外部，連接到點火控制裝置200外部的點火裝置300，構成點火控制裝置200的輸出端310。點火控制電路205，一方面用於濾除整流電橋電路201輸出的高頻信號，另一方面用於在邏輯控制電路203的控制下對輸出給點火裝置300的能量進行安全控制。
作為本發明的一種優選方案，如圖2，上述點火控制電路205包含充電控制開關251、RC低通濾波器252、安全放電開關253、和點火控制開關254。詳細描述如下
I.充電控制開關251 —端連接整流電橋電路201，一端連接邏輯控制電路203，一端連接RC低通濾波器252，其餘一端接地。在邏輯控制電路203的控制下，充電控制開關251閉合，從而整流電橋電路201輸出的能量得以儲存在RC低通濾波器252中的儲能電容256 中。
2. RC低通濾波器252 —端連接充電控制開關251，一端接地；其餘一端與安全放電開關253連接，並共同通向點火控制裝置200外部，連接到本點火控制裝置200外部的點火裝置300的一端，構成點火控制裝置200的輸出端310之一。RC低通濾波器252，一方面用於濾除整流電橋電路201輸出的高頻信號，另一方面用於存儲整流電橋電路201輸出的能量。
3.安全放電開關253 —端接地，一端連接邏輯控制電路203，其餘一端與RC低通濾波器252的一端連接。在邏輯控制電路203的控制下，安全放電開關253閉合，從而RC低通濾波器252中儲能電容256上所儲能量得以釋放，這就保障了電雷管非點火狀態時的
安全性。
4.點火控制開關254 —端接地，一端連接邏輯控制電路203，其餘一端通向點火控制裝置200外部，連接到本點火控制裝置200外部的點火裝置300的另一端，構成點火控制裝置200的輸出端310之二。在邏輯控制電路203的控制下，點火控制開關254閉合，從而RC低通濾波器252中儲能電容256上所儲能量得以快速釋放到點火裝置300上，完成點火。[0052]在圖2所示技術方案中，點火控制開關254、安全放電開關253、和充電控制開關251可取為場效應管、電晶體、繼電器、晶閘管等任何形式的功率控制電子開關。
RC低通濾波器252由限流電阻255和儲能電容256構成，如圖2。詳細描述如下
I.儲能電容256 —端接地,另一端連接限流電阻255的一端,並同時與安全放電開關253連接。該電容256用於儲存點火裝置300發火所需能量。通常情況下，該儲能電容256的容值取為數十微法量級為佳。2.限流電阻255的另一端連接充電控制開關251。該電阻255用於限制對儲能電容256充電時電流的大小。通常情況下，電阻255的阻值取為千歐量級為佳。
綜合上述儲能電容256和限流電阻255的參數值，則可將通過該RC低通濾波器252的信號頻率控制為赫茲量級，從而避免了靜電放電、射頻輻射、雜散電流等對起爆控制網路安全性的高頻危害。
如圖3，本發明還提供了上述點火控制裝置200的控制流程，包含以下步驟
第一步，邏輯控制電路203將點火控制電路205置為初始工作狀態，即邏輯控制電路203將充電控制開關251置為斷開狀態、將安全放電開關253置為閉合狀態、將點火控制開關254置為斷開狀態。
第二步，執行點火控制流程。
第三步，結束本控制流程。
其中，點火控制流程是按照以下步驟進行的，如圖4
步驟一，邏輯控制電路203發送控制信號，斷開安全放電開關253。
步驟二，邏輯控制電路203發送控制信號，閉合充電控制開關251，使點火控制裝置200外部的電雷管起爆電源400開始向內部的儲能電容256充電。
步驟三，邏輯控制電路203監測是否到達預設充電時間若到達預設充電時間，則繼續進行步驟四；若未到達，則邏輯控制電路203繼續監測。
步驟四，邏輯控制電路203啟動電子延期，對預設延期時間開始倒計時。
步驟五，邏輯控制電路203判斷是否到達預設延期時間若到達，則繼續進行步驟六；若未到達，則邏輯控制電路203繼續對預設延期時間進行倒計時，並判斷是否到達該時間。
步驟六，邏輯控制電路203發送控制信號，閉合點火控制開關254，使儲能電容256開始向本點火控制裝置200外部的點火裝置300放電。結束本點火控制流程。
圖5給出了本發明的點火控制裝置200應用於瞬發電雷管起爆控制網路的組網示意圖。本點火控制裝置200的電源輸入端110分別無極性差別地連接到由電雷管起爆電源400引出的起爆能量供應線500上，輸出端310分別與瞬發電雷管600的腳線連接。
權利要求
1.ー種點火控制裝置，其特徵在幹 其包含整流電橋電路、電源管理電路、邏輯控制電路、時鐘電路、和點火控制電路， 所述整流電橋電路一端同時連接到所述電源管理電路和所述點火控制電路，一端接地；其餘兩端通向所述點火控制裝置外部，連接到所述點火控制裝置外部的電源，構成所述點火控制裝置的電源輸入端； 所述電源管理電路一端連接所述整流電橋電路，一端接地，其餘一端同時連接到所述邏輯控制電路和所述時鐘電路； 所述邏輯控制電路一端接地，一端連接所述點火控制電路，一端連接所述時鐘電路，其餘一端連接所述電源管理電路； 所述時鐘電路一端連接所述電源管理電路，一端接地，其餘一端連接所述邏輯控制電路； 所述點火控制電路一端連接所述整流電橋電路，一端連接所述邏輯控制電路，一端接地；其餘兩端通向所述點火控制裝置外部，連接到所述點火控制裝置外部的點火裝置，構成所述點火控制裝置的輸出端。
2.根據權利要求
I所述的點火控制裝置，其特徵在於 所述點火控制電路包含充電控制開關、RC低通濾波器、安全放電開關、和點火控制開關， 所述充電控制開關一端連接所述整流電橋電路，一端連接所述邏輯控制電路，一端連接所述RC低通濾波器,其餘一端接地； 所述RC低通濾波器一端連接所述充電控制開關，一端接地；其餘一端與所述安全放電開關連接，並共同通向所述點火控制裝置外部，連接到所述點火裝置的一端，構成所述點火控制裝置的輸出端之一； 所述安全放電開關一端接地，一端連接所述邏輯控制電路，其餘一端與所述RC低通濾波器的一端連接； 所述點火控制開關一端接地，一端連接所述邏輯控制電路，其餘一端通向所述點火控制裝置外部，連接到所述點火裝置的另一端，構成所述點火控制裝置的輸出端之ニ。
3.根據權利要求
2所述的點火控制裝置，其特徵在於 所述RC低通濾波器由一個限流電阻和一個儲能電容構成， 所述儲能電容一端接地，另一端連接所述限流電阻的一端，並同時與所述安全放電開關連接；所述限流電阻的另一端連接所述充電控制開關。
4.一種如權利要求
2或3所述的點火控制裝置的控制流程，其特徵在於 第一歩，所述邏輯控制電路將所述點火控制電路置為初始工作狀態，即所述邏輯控制電路將所述充電控制開關置為斷開狀態、將所述安全放電開關置為閉合狀態、將所述點火控制開關置為斷開狀態； 第二步，執行點火控制流程，即 步驟ー，所述邏輯控制電路發送控制信號，斷開所述安全放電開關； 步驟ニ，所述邏輯控制電路發送控制信號，閉合所述充電控制開關，使所述電源開始向內部的儲能電容充電； 步驟三，所述邏輯控制電路監測是否到達預設充電時間，若到達所述預設充電時間，則繼續進行步驟四；若未到達，則所述邏輯控制電路繼續監測； 步驟四，所述邏輯控制電路啟動電子延期，對預設延期時間開始倒計吋； 步驟五，所述邏輯控制電路判斷是否到達所述預設延期時間， 若到達，則繼續進行步驟六；若未到達，則所述邏輯控制電路繼續對所述預設延期時間進行倒計時，並判斷是否到達該時間； 步驟六，所述邏輯控制電路發送控制信號，閉合所述點火控制開關，使所述儲能電容開始向所述點火裝置放電；結束本點火控制流程。
第三步，結束本控制流程。、
專利摘要
本發明提供一種點火控制裝置，包含整流電橋電路、電源管理電路、邏輯控制電路、時鐘電路、和點火控制電路。其中，點火控制電路包含充電控制開關、RC低通濾波器、安全放電開關、和點火控制開關。RC低通濾波器由限流電阻和儲能電容構成。本發明還提供該點火控制裝置的控制流程，包含初始化、點火控制流程等步驟。其中，點火控制流程按以下步驟進行邏輯控制電路發送控制信號，斷開安全放電開關，閉合充電控制開關；到達預設充電時間後，邏輯控制電路啟動電子延期；待到達預設延期時間後，邏輯控制電路發送控制信號，閉合點火控制開關，儲能電容開始向點火裝置放電。如此就能安全可靠地對起爆所需能量進行控制，從而提高點火安全性。
文檔編號G05B19/04GKCN101464118 B發布類型授權 專利申請號CN 200810211375
公開日2012年8月8日 申請日期2008年9月24日
發明者劉星, 張憲玉, 李風國, 賴華平, 顏景龍 申請人:北京銥缽隆芯科技有限責任公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan