BR112021011952A2

BR112021011952A2 - Validação de evento de tubo de choque

Info

Publication number: BR112021011952A2
Application number: BR112021011952-3A
Authority: BR
Inventors: Michiel Jacobus Kruger; Daniel Auguste Maurissens; Andre Louis Koekemoer; Albertus Abraham Labuschagne
Original assignee: Detnet South Africa (Pty) Ltd
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2020-01-24
Publication date: 2021-09-08
Also published as: US11604054B2; CA3119651A1; EP3918270A1; ES2944711T3; MX2021007913A; AU2020216556A1; WO2020160573A1; FI3918270T3; US20220099422A1; PL3918270T3; EP3918270B1; ZA202103039B; CA3119651C

Abstract

validação de evento de tubo de choque. um detonador, que é acionado por um evento de tubo de choque, que é validado se um processador determinar que uma ligação fusível foi detonada por um evento de tubo de choque, em um intervalo de tempo predeterminado, antes da luz gerada pelo evento de tubo de choque ser detectada.

Description

“VALIDAÇÃO DE EVENTO DE TUBO DE CHOQUE” ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0001] Esta invenção se refere a um detonador que é acionado por um tubo de choque. Este tipo de arranjo é descrito, por exemplo, no relatório descritivo da Patente dos EUA Nº 8967048.

[0002] Para evitar o acionamento inadvertido do detonador, as características que estão exclusivamente associadas a um evento de tubo de choque e que são usadas para iniciar um processo de acionamento do detonador devem ser validadas. Por exemplo, se um sinal de luz associado a um evento de tubo de choque for detectado, uma técnica deve ser adotada para garantir que um sinal de luz, produzido por uma fonte desconhecida, não seja confundido com um sinal de luz associado ao evento do tubo de choque.

[0003] A invenção refere-se a um detonador que atende ao requisito acima mencionado.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[0004] A invenção fornece um detonador que é configurado para ser conectado a uma extremidade de um tubo de choque que, após a ignição, gera um evento de tubo de choque em uma extremidade do tubo de choque, o detonador incluindo pelo menos um primeiro sensor e um segundo sensor, um processador e um temporizador, e em que o primeiro sensor, ao detectar uma primeira característica associada ao evento do tubo de choque, transmite um primeiro sinal em um momento T 0 para o processador e, em um momento T1 que está em um intervalo de tempo predeterminado P1 antes o tempo T 0, o processador determina se o segundo sensor detectou um evento de tubo de choque.

[0005] O primeiro sensor pode ser um sensor de luz.

[0006] O segundo sensor pode incluir uma ligação fusível, ou seja, o segundo sensor responde a uma segunda característica, de um evento de tubo de choque, que é diferente da primeira característica.

[0007] O evento de tubo de choque pode ser validado se, no tempo T0, a ligação fusível era parte integrante e se, em um tempo T 2, após a primeira característica, a ligação fusível estava em um estado fundido.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0008] A invenção é ainda descrita a título de exemplo com referência às figuras anexas, nas quais: a Figura 1 ilustra esquematicamente os componentes de um detonador de acordo com a invenção conectado a uma extremidade de um tubo de choque, a Figura 2 mostra uma série de eventos de tempo usados no processo de validação da invenção, e a Figura 3 mostra um circuito para monitorar o estado de uma ligação fusível.

DESCRIÇÃO DA MODALIDADE PREFERIDA

[0009] A Figura 1 das figuras anexas ilustra os componentes de um detonador 10 de acordo com a invenção.

[0010] O detonador 10 inclui um tubo 12 que aloja uma carga de base 14 em uma extremidade do tubo. Adjacente e ligeiramente espaçado da carga de base 14 está um módulo eletrônico 16. Uma compreensão da natureza total do módulo 16 não é necessária para os fins deste relatório descritivo. O módulo 16 inclui vários componentes eletrônicos designados coletivamente com o numeral de referência 18, um processador 20 e um temporizador 22. Um sensor de luz 24 envolto em um compartimento de plástico transparente de proteção 26 está em uma extremidade do módulo 16. Também localizado nesta extremidade está um compartimento 30. Uma passagem 32 se estende através do compartimento 30. A passagem é afunilada de modo a reduzir a área da seção transversal de uma entrada 34 para uma saída 36. Pelo menos uma ligação fusível 38 é montada para abranger um interior da passagem 32 na ou próximo à saída 36. A ligação fusível pode ser uma de várias ligações fusíveis. Também é possível substituir a ligação fusível por um sensor de almofada de plasma ou qualquer outro sensor que responda de maneira única, repetitiva e confiável a uma característica escolhida em um evento de tubo de choque.

[0011] O tubo 12 é configurado de modo que uma extremidade aberta 40 do mesmo possa ser conectada a um tubo de choque 42 com uma extremidade 44 do tubo de choque voltada para a entrada 34 para a passagem

32.

[0012] Quando o tubo de choque 42 é acionado, um evento de tubo de choque é gerado na extremidade 44. A expressão "evento de tubo de choque" é usada em um sentido genérico para designar um processo complexo no qual uma onda de pressão é emitida pelo tubo de choque 42. A onda de pressão é acompanhada pela emissão de plasma e luz. Também há um aumento de temperatura associado ao evento do tubo de choque. Outras características exclusivamente relacionadas ao evento do tubo de choque não são mencionadas neste documento.

[0013] Com referência à Figura 2, quando a luz do evento do tubo de choque é detectada pelo sensor de luz 24, isso é considerado um fator de gatilho que ocorre no tempo T 0. Um sinal é então enviado pelo sensor de luz 24 para o processador 20.

[0014] Antes da ignição do tubo de choque 42 e após a conexão do tubo 12 ao detonador 10, o processador 20 é tornado operacional de modo que monitore continuamente o estado da ligação fusível 38. Este processo de monitoramento não depende da detecção de luz pelo sensor de luz 24.

[0015] O processador 20 determina a partir de seus registros de monitoramento se a ligação fusível 38 era integral ou não em um momento T 1 que está no início de um período de tempo P1 de duração predeterminada antes do tempo T 0. Um requisito essencial para a verificação e validação é que no momento T1 a ligação fusível 38 deve ser integral. Isso significa que uma onda de pressão não passou pelo tubo de choque 42 antes do tempo T 0, ou seja, nenhum evento de tubo de choque ocorreu.

[0016] Posteriormente, através do uso de um ou mais sensores adicionais, cujos detalhes não são descritos a seguir, o detonador 10 verifica se outras características associadas a um evento de tubo de choque ocorreram e se assim for, estas estão sujeitas a um processo de validação ou confirmação que pode ser efetuado de qualquer maneira conveniente para garantir a confiabilidade.

[0017] Quando uma primeira característica designada de um evento de tubo de choque é detectada (normalmente este é um sinal de luz, embora adicionalmente ou alternativamente outras características possam ser empregadas), uma parte essencial do processo de validação é que, antes da detecção do primeiro evento de tubo de choque designado, nenhum outro evento distinto e escolhido com tubo de choque ocorreu. O último fator mencionado é implementado, neste exemplo, garantindo que uma onda de pressão não tenha sido detectada anteriormente. A detecção de onda de pressão, por sua vez, é implementada por meio do uso de um ou mais ligações fusíveis 38. O estado de cada ligação fusível 38 é continuamente monitorado pelo processador após a conexão do detonador a um circuito de detonação.

[0018] De modo a monitorar esse estado da ligação fusível 38, é feito uso do circuito mostrado na Figura 3, que inclui resistências R 1 e R2, um capacitador C e uma unidade lógica de detecção SL. Uma tensão V é aplicada aos resistores e ao capacitador. O capacitador C é então carregado lentamente com uma constante de tempo (R1 + R2) C. A tensão V através do capacitor C é monitorada pela unidade lógica SL.

[0019] No momento T 0, se a saída da unidade lógica SL estiver abaixo de um valor limite, isso é indicativo de que, no momento T 1, uma onda de pressão não havia incidido na ligação fusível 38.

[0020] Se uma onda de pressão atinge a ligação fusível 38, então um sinal é aplicado a um ponto J que está em uma junção dos resistores R1 e R2. O capacitador C carrega então para um valor mais alto e se no momento T0 a saída da unidade lógica SL estiver acima de um valor limite, então a existência da onda de pressão antes do momento T 0 é confirmada.

[0021] Se um evento de tubo de choque genuíno ocorreu naquele momento, devido aos efeitos de pressão e temperatura, a ligação fusível 38, que está totalmente exposta à extremidade 44 do tubo de choque 42, que emite o evento de tubo de choque, deveria ter sido fundida e, tipicamente, teria sido totalmente vaporizada. Se a ligação fusível 38 estiver em um circuito conectado em série de qualquer tipo apropriado, então a fusão da ligação 38 estabelece uma condição de circuito aberto que é prontamente detectada.

[0022] Os sinais que são detectados da maneira mencionada acima pelos sensores e avaliados pelo processador 20 são considerados indicativos de um evento de tubo de choque genuíno, desde que os seguintes estados ou eventos sejam confirmados: (a) o sinal de luz foi detectado no momento T 0; e (b) a ligação fusível foi integrante (não fundido) no tempo T 1.

[0023] Em um momento em que T 2, o qual é depois do fim do impulso de luz, isto é, a primeira característica, a ligação fusível 38 deve estar em um estado fundido.

[0024] Sob as condições mencionadas acima, o processador 20 conduz outros protocolos para causar o início do detonador 10 e o acionamento da carga de base 14. Este aspecto não é importante para a compreensão da invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Detonador caracterizado por ser configurado para ser conectado a uma extremidade de um tubo de choque que, após a ignição, gera um evento de tubo de choque em uma extremidade do tubo de choque, o detonador incluindo pelo menos um primeiro sensor e um segundo sensor, um processador e um temporizador, e em que o primeiro sensor, ao detectar uma primeira característica associada ao evento do tubo de choque, transmite um primeiro sinal em um tempo T 0 para o processador e, em um tempo T 1 que está em um intervalo de tempo predeterminado P1 antes do tempo T 0 o processador determina se o segundo sensor detectou um evento de tubo de choque.

2. Detonador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo primeiro sensor ser um sensor de luz.

3. Detonador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo segundo sensor incluir uma ligação fusível.

4. Detonador, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo evento do tubo de choque ser validado se, no momento T 0, a ligação fusível era parte integrante e se, em um tempo T 2, que é depois do fim da primeira característica, a ligação fusível estava num estado fundido.