BR0009165B1 - processo para a troca de dados entre uma instalação para a programação e o disparo de detonadores eletrÈnicos e entre os detonadores. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA A TROCA DE DADOS ENTRE UMA INSTALAÇÃO PARA A PRO- GRAMAÇÃO E O DISPARO DE DETONADORES ELETRÔNICOS E EN- TRE OS DETONADORES".

A invenção refere-se a um processo para a troca de dados entre uma instalação para a programação e para o disparo de detonadores eletrô- nicos e entre os detonadores, de acordo com o preâmbulo da primeira rei- vindicação.

Na obtenção de matéria-prima que existe na Terra é necessário afastar o terreno que impede o acesso à matéria-prima de mineração e em seguida retirar esta matéria-prima arrancando a mesma dos seus locais de depósito. Neste procedimento de desmonte são realizadas explosões pelo fato de que as cargas explosivas, dispostas em muitos furos da rocha, são detonadas sucessivamente de acordo com um determinado plano temporal.

Por exemplo do documento EP 0 588 685 B1 é conhecido um procedimento para o comando de detonadores de explosão assim como um chamado controle codificado para o comando da explosão. Os detonadores eletrônicos das cargas explosivas constituem um sistema de detonação. Os detonadores eletrônicos estão ligados juntos, através de uma chamada linha comum, com uma instalação para a programação e disparo/Através desta linha comum são comandados os detonadores eletrônicos e recebem ener- gia elétrica que é armazenada nos mesmos de forma capacitiva. Quando o capacitor de um detonador estiver carregado, então ele é capaz de perma- necer operado de forma independente com auxílio da energia armazenada no seu capacitor. Com a energia armazenada fica assegurada a função de detonação assim como a comunicação entre o detonador e a instalação para a programação e para o disparo do detonador.

Regra geral cada detonador individual possui um endereço que lhe é conjugado, constituído por um código digital de vários dígitos. O tempo de retardo que determina o instante em que é disparado o detonador é transmitido a cada detonador individual em forma de sinais codificados. Os sinais podem ser constituídos por uma troca de polaridade de uma tensão preestabelecida com um valor também preestabelecido. O tempo de retardo é acoplado com um código de endereço, de modo que cada detonador car- regue somente o tempo de retardo que lhe é conjugado. Depois que o deto- nador tiver recebido os dados que lhe foram conjugados ele deve emitir uma resposta a fim de que possa ser constatado que o tempo de retardo foi rece- bido corretamente da eletrônica do detonador e foi armazenado.

Na comunicação de um detonador com a instalação para a pro- gramação e disparo do detonador surgem entretanto problemas pelo fato de que os demais detonadores conectados à linha comum representam reatân- cias capacitivas que atuam na transmissão dos dados. Os sinais de dados são, em regra geral, constituídos por uma troca de polaridade em uma se- qüência temporal determinada e com um número determinado. Estas trocas de polaridade são distorcidas em virtude das reatâncias capacitivas, de mo- do que nem sempre é proporcionada uma transmissão clara dos sinais. Considerando as reatâncias capacitivas, as razões de transmissão de dados por unidade de tempo são pequenas e a programação de um detonador, que ocorre no diálogo da eletrônica do detonador com a instalação para a pro- gramação e disparo é demorada e nem sempre está livre de perturbações.

Portanto constitui tarefa da presente invenção tornar mais segu- ra e mais rápida a troca de dados entre uma instalação para a programação e disparo de detonadores eletrônicos e entre os detonadores.

A solução da tarefa ocorre com auxílio dos destaques caracteri- zantes da primeira reivindicação. Nas reivindicações dependentes são rei- vindicadas outras constituições vantajosas da invenção.

De acordo com a invenção é aplicada com duração preestabele- cida uma tensão contínua antes de uma comunicação prevista para um de- tonador eletrônico com a instalação para a programação e disparo dos deto- nadores no circuito de detonação, sendo que esta tensão contínua é mais alta do que a tensão dos sinais com a qual são obtidos os dados que o deto- nador transmite como resposta. A tensão mais alta situa-se abaixo de uma tensão crítica para o disparo do detonador. De modo geral, os detonadores são projetados de tal modo, que são resistentes com relação a uma tensão, ou seja, não são disprados e que se situa em um determinado nível acima da tensão nominal prevista para a geração dos sinais para a comunicação com os detonadores. De acordo com a invenção porém a faixa de tolerância não é esgotada, afim de evitar qualquer risco. Por outro lado o nível de ten- são é escolhido de tal modo, que dentro de um período de tempo muito curto ocorre a carga das capacitâncias dos demais detonadores para um nível tal que é evitado um enfraquecimento da tensão com a qual são produzidos os sinais de resposta do detonador.

A fim de transmitir a resposta do detonador a tensão é reduzida e os sinais de dados transmitidos como resposta pelo detonador são origi- nados com uma tensão mais baixa. Durante a transmissão dos sinais de resposta do detonador todos os demais detonadores se encontram carrega- dos em um nível tão elevado que não representam mais reatâncias capaciti- vas sendo que com isso é possível uma comunicação com uma razão de transmissão de dados por uma unidade de tempo muito elevada. Com esta duração a tensão no circuito de detonação é aumentada para um valor de tal ordem que durante a resposta seguinte de um detonador não precisam ser carregadas as capacidades dos demais detonadores em virtude de perdas de carga.

O valor das resistências ôhmicas e capacitivas dentro do circuito de detonação depende do número de detonadores eletrônicos conectados. De acordo com um outro desenvolvimento vantajoso da invenção é possível determinar a reatância capacitiva e, em função do seu valor é estabelecida a tensão contínua mínima requerida para a carga das capacidades. Adicio- nalmente pode ser compensada a queda de tensão provocada pelas resis- tências ôhmicas. O aumento da tensão contínua pode ser com isso ajustada individualmente para cada caso de emprego. Além disso fica assegurado que a tensão não ultrapassa nenhum valor crítico capaz de conduzir ao dis- paro de um detonador.

A invenção é ilustrada em mais detalhes com base em um dia- grama representativo. Com 1 é indicado o diagrama representativo de um circuito de detonadores. Da instalação 2 para a programação e disparo dos detonadores conduz uma linha comum 3, simbolizada por duas tiras de li- nhas 3a e 3b, pra os detonadores 4a, 4b e 4c. Aos detonadores 4a, 4b e 4c estão conjugadas cargas 5a, 5b, 5c à serem detonadas. Os três detonadores eletrônicos representam uma quantidade arbitrária qualquer de detonadores conectados, em correspondência a cada especificação, na linha comum 3. A linha comum 3 possibilita uma transmissão de dados bidirecional, ou seja, da instalação 2 para a programação e para o disparo dos detonadores, no sen- tido dos detonadores e da eletrônica dos detonadores de volta para a insta- lação 2.

O comprimento da linha comum 3 e a eletrônica dos detonado- res provoca uma queda de tensão dentro do circuito de detonação 1, o que é simbolizado pelas resistências ôhmicas designadas por 7a, 7b e 7c. Com 8a,8b e 8c são designados condensadores que devem representar as memó- rias de energia de cada detonador. A energia neles armazenada possibilita a comunicação entre os detonadores 4a a 4c e da instalação 2 para a progra- mação e disparo dos detonadores. Além disso, a energia armazenada serve para o disparo dos detonadores.

A fim de assegurar a detonação dos detonadores individuais 4a a 4c e dos detonadores não representados na seqüência prevista e nos ins- tantes de tempo previstos é necessário que cada detonador seja informado com relação ao tempo de retardo que lhe é conjugado. Cada um dos deto- nadores 4a a 4c possui um endereço armazenado no seu circuito eletrônico6a a 6c. Este endereço é constituído por um sinal codificado, por um sinal com um número preestabelecido de trocas de polaridade em um instante predeterminado. A transmissão de dados ocorre com uma tensão com um determinado nível, fornecido pela fonte de tensão 9.

A fim de assegurar a transmissão de dados, cada detonador so- licitado responde quando ele tiver recebido os dados corretamente com o tempo de retardo para ele previsto. Para superar a reatância capacitiva, a tensão da fonte de tensão 9 é aumentada em um período de tempo preesta- belecido de modo que as capacidades dos demais detonadores estejam car- regadas de tal modo, que no instante da resposta do detonador não seja mais necessário carregar nenhuma capacidade dos detonadores restantes devido a perdas de carga das capacidades. Com isso os detonadores res- tantes não apresentam mais reatâncias capacitivas para os detonadores que estiverem respondendo e que prejudicam a qualidade de resposta dos si- nais.

A resposta do detonador que responde ocorre em um nível de tensão mais baixa do que o nível de tensão aumentado anteriormente. Pelos motivos acima citados ocorre uma transmissão de sinais do detonador, livre de perturbações, para a instalação 2 para a programação e disparo dos de- tonadores. Quando o detonador tiver transmitido a sua resposta e um deto- nador seguinte tiver respondido, a tensão no circuito de detonação será au- mentada para que na resposta seguinte não ocorra nenhum impedimento de transmissão de sinal através de reatâncias capacitivas.

Antes da ligação de uma tensão mais elevada é possível que, de acordo com o presente exemplo de realização, seja inicialmente estabeleci- da, através de uma instalação de provas designada por 10 conectada atra- vés das linhas 11 e 12 com as tiras de linhas 3a ou 3b da linha comum 3, a reatância capacitiva assim como a queda de tensão no circuito de detonação1. Estes valores são transmitidos através da linha 13 da instalação 2 para programação e disparo dos detonadores. Para vencer a reatância capacitiva e para a carga das capacidades fica aplicada, durante um período de tempo preestabelecido, uma tensão maior no circuito de detonação 1, maior do que aquela requerida para a geração dos sinais de dados que o detonador transmite como resposta.

Pelo fato de que antes de cada resposta de um detonador é eli- minada a ação das reatâncias capacitivas no circuito de detonação, é possí- vel uma comunicação livre de perturbações entre a instalação 2 para a pro- gramação e disparo dos detonadores e os detonadores 4a a 4c, com uma alta razão de transmissão dos sinais.

Claims (5)

1. Procedimento para a troca de dados entre detonadores ele- trônicos e uma instalação para a programação e disparo de detonadores, onde vários detonadores eletrônicos estão dispostos sucessivamente em um circuito de detonação, sendo que a cada detonador é conjugado um endere- ço, que o disparo dos detonadores ocorre em uma seqüência de retardos predeterminável e que os dados são originados por uma seqüência temporal de sinais com uma tensão predeterminada, caracterizado pelo fato de que antes de uma comunicação prevista de um detonador com a instalação no circuito de detonação é aplicada uma tensão contínua com duração preesta- belecida, que é maior do que a tensão prevista para a geração de sinais, que em seguida os sinais com os quais são obtidos os dados e que o detonador emite como resposta, são obtidos com uma tensão menor do que a tensão anteriormente aumentada e que, antes da resposta de um outro detonador, a tensão contínua é novamente aumentada.

2. Procedimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a tensão no circuito detonador é aumentada para um valor durante um período de tempo tal que, durante a resposta seguinte de um detonador não é carregada nenhuma das capacidades dos demais detona- dores com base em perdas nas cargas.

3. Procedimento de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracte- rizado pelo fato de que a tensão aumentada está situada abaixo de uma ten- são crítica para o disparo de um detonador.

4. Procedimento de acordo com uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a reatância capacitiva é determinada no circuito de detonação e que, em função do seu valor, é estabelecida a ten- são contínua mínima necessária para a carga das capacitâncias.

5. Procedimento de acordo com uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que é estabelecida a queda de tensão originada pela resistência ôhmica no circuito de detonação e que é determinada a ten- são necessária para a sua compensação.