Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "INSTALAÇÃO DE DISPAROS PIROTÉCNICOS PROGRAMÁVEIS". [001] No domínio das minas e dos caracteres, a extração das rochas é realizada por explosivos. [002] Uma campanha de disparos consiste em realizar uma pluralidade de perfurações na rocha, que se enche de explosivos com, para cada perfuração, um detonador que permite a ocorrência de explosão. Alguns desses detonadores são de comando eletrônico, o que permite programar a execução das explosões, segundo um plano de disparos predeterminado. [003] A execução de um plano de disparos consiste, portanto, após ter disposto todos os detonadores nas perfurações feitas e tê-los ligados a uma unidade de comando, em identificar cada detonador por um número de ordem e em aplicar um tempo de retardo que vai determinar o momento da ignição da carga em relação a um top de ocorrência de explosão geral. [004] A presente invenção refere-se a essa instalação de disparos pirotécnicos programáveis na qual todos os detonadores são ligados à unidade de comando por fios. [005] Classicamente, um detonador eletrônico compreende uma excitação pirotécnica, uma reserva de energia, um comando eletrônico e dois condutores elétricos que ligam o comando eletrônico a uma linha de disparo que circula no solo, a partir de uma unidade central de programação e de comando. O comando eletrônico compreende um microprocessador embarcado, graças ao qual uma comunicação pode intervir entre o detonador e a unidade central. O microprocessador é programado ou programável para ser capaz de receber pedidos emitidos na linha de disparo pela unidade central e responder a esses pedidos, seja em direção a uma unidade central, seja em direção da reserva de energia que ele liberará com um tempo de retardo determi- nado, quando a ordem de ocorrência de explosão será recebida da unidade central. A programação do microprocessador embarcado no comando eletrônico do detonador pode ser feita a priori, antes de sua instalação no campo de disparo ou, como é o caso para a invenção, a posteriori após ter sido instalado. A linha de disparo no solo serve igualmente para fornecer a energia elétrica necessária para encher a reserva de energia e isso exatamente antes do disparo, a fim de satisfazer às condições de segurança que exige que os detonadores sejam inativáveis até o último momento. [006] Lembrar-se-á que uma linha de disparo pode possuir um comprimento da ordem do quilômetro. Por essa razão, nas instalações atuais, é relativamente simples transmitir a partir da unidade de comando sinais ao endereço de cada detonador tão afastado que ele possa ser da unidade de comando, pois a partir da unidade de comando se controla totalmente a energia necessária a ser fornecida a esses sinais para que atinjam seu alvo. Ao contrário, um detonador possui muito pouca energia embarcada e, caso se deseje que ele possa responder à unidade central, constata-se que a potência limitada dos sinais que ele emite sofre uma forte atenuação que se torna quase inaudível pela unidade central, caso o detonador emissor seja afastado desta sobre a linha de disparo. [007] A presente invenção é uma solução para esse problema de comunicação bidirecional entre uma unidade central de programação e controle de disparo e cada um dos detonadores de uma linha de disparo, uma solução simples e econômica. [008] Para isso, a invenção tem por objeto uma instalação de disparos pirotécnicos programáveis, comportando uma unidade de programação e de comando dos disparos, uma linha de programação e de comando, comportando dois fios condutores e uma pluralidade de detonadores eletrônicos montados em paralelo sobre essa linha bifilar, na qual a unidade de programação e controle de disparo comporta meios de estabelecimento de uma tensão contínua entre os dois fios, meios para gerar pulsos dessa tensão para formar sinais codificados, e meios de leitura das variações de corrente existentes sobre a linha bifilar, enquanto que cada detonador comporta um módulo eletrônico apto a gerar, em resposta a alguns dos sinais codificados da unidade de programação e controle de disparo, correspondente a pedidos desta, pulsos de corrente na linha bifilar para formar sinais codificados. [009] Em outros termos, quando um detonador, independentemente de sua posição sobre a linha de disparo, tem de responder a um pedido da unidade central de programação e controle de disparo, ele gerará na linha de disparo filar picos de superintensidade, por exemplo fechando a linha sobre uma resistência calibrada em um tempo determinado e isto em função de um programa de pulsos correspondente a um código gerado pelo microprocessador embarcado, esses picos de superintensidade sendo imediatamente detectáveis pela unidade central de programação e controle de disparo que, por meio de uma resistência, os converterá em uma tensão modulada, apta a ser interpretada por seu microprocessador, isto constituindo a resposta do referido detonador no pedido dessa unidade central de programação e controle de disparo. [0010] Outras características e vantagens da invenção aparecerão na descrição dada a seguir, a título não-limitativo, de um exemplo de sua realização. [0011] Serão feitas referências aos desenhos anexados dentre os quais: - a figura 1 representa um esquema que ilustra uma instalação de disparos pirotécnicos; - a figura 2 ilustra, de maneira esquemática, uma unidade central de programação e controle de disparo da instalação; - a figura 3 representa um esquema funcional da parte do comando ou módulo eletrônico de cada referido detonador pelo diálogo com a unidade central de programação e controle de disparo. [0012] Para realizar uma campanha de disparos, perfuraram-se orifícios 1 em uma rocha 2, a partir, por exemplo, do solo 3. Em cada uma dessas perfurações 1, instalaram-se detonadores 4 e cargas explosivas 5, cada detonador 4 sendo ligado a uma linha de disparo no solo 6 por condutores 7. Uma unidade central de programação e controle de disparo foi representada em 8, conectada à linha de disparos 6. [0013] Essa unidade de programação e controle de disparo 8 (ver a figura 2) comporta um microprocessador 9 que age sobre um dispositivo 10 de fornecimento de tensão de alimentação contínua entre os dois fios 6a, 6b da linha 6 e que permite inserir nessa tensão contínua seqüências de baixa de tensão, a fim de formar intervalos correspondentes a qualquer tipo de codificação binária de um sinal. Além disso, a unidade central de programação e controle de disparo 8 é provida de um dispositivo 11 de conversão em tensão da corrente que circula sobre a linha 6a, 6b, a fim de tornar variações dessa corrente compreensíveis pelo microprocessador 9. [0014] O comando ou módulo eletrônico 12 do detonador, representado esquematicamente e de modo parcial na figura 3, comporta um regulador de tensão 13, cuja entrada é conectada à linha 6a, e a saída com um microprocessador embarcado 14, isto a fim de constituir uma alimentação desse microprocessador 14 aumentado de uma capacidade 15, permitindo acomodar as quedas da tensão na linha 6. Esse módulo eletrônico 12 comporta igualmente um circuito 16 de detecção dos códigos veiculados pela linha 6, cuja entrada é igualmente conectada à linha 6a e cuja saída fica voltada para o microprocessador 14. Entre as linhas 6a e 6b, o módulo eletrônico 12 possui um circuito de tiragem de corrente 17, por exemplo um transistor e uma resistência, comandado pelo microprocessador 14. Enfim, o microprocessador 14 comanda um interruptor 18 da linha 6a, de um modo que será explicado a seguir: [0015] Cada um dos detonadores 4 é conectado à linha bifilar 6a, 6b em paralelo a esta no ponto A, B (figura 3). Na realidade, desse módulo eletrônico 12 saem quatro fios 19, 20, 21, 22 que formam os condutores 7 da figura 1. Os fios 19 e 20 permitem ligar o módulo eletrônico aos fios 6a e 6b da linha de disparo. A linha 6a possui um trecho 23 interno ao módulo eletrônico 12 que comporta o interruptor 18 e que sai do módulo eletrônico pela linha 21, tornando-se 6a, ao nível da superfície do solo. Da mesma forma, a linha 6b possui um trecho 24 interno ao módulo eletrônico que, pelo condutor 22, sai da perfuração para constituir o fio 6b da linha de disparo ao nível do solo. No momento da instalação dos detonadores nas perfurações, o interruptor 18 é aberto. Os módulos eletrônicos são ligados uns gradativamente após os outros. Compreende-se por essa montagem que o primeiro detona-dor ligado à unidade de programação e controle de disparo 8 é montado em série sobre a linha 6a, 6b tanto que o interruptor 18 é aberto. Quando o interruptor 18 é fechado, esse detonador é montado em paralelo com o seguinte sobre a linha 6a, 6b. [0016] A linha de disparo sendo realizada, a unidade central de programação e controle de disparo 8 estabelece uma tensão, por exemplo 24 ou 48B volts nos bornes dos condutores 6a, 6b. Essa tensão, regulada pelo dispositivo 13, constitui a alimentação do processador 14, assim como a carga do capacitor 15. Por corte dessa tensão por meio do dispositivo 10, o microprocessador 9 da unidade central de programação e controle de disparo 8 transmite ao módulo eletrônico 12 um número de ordem registrado pelo microprocessador 14, e um certo tempo de retardo. A seqüência de funcionamento do micropro- cessador 9 pode em seguida compreender um pedido (um sinal binário sobre a tensão da linha 6) ao qual o microprocessador 14 responderá, agindo sobre o circuito de disparo de corrente 17 para criar picos de superintensidade que, convertidos pelo dispositivo 11, serão assimilados como sendo uma resposta ao seu pedido pelo microprocessador 9. A última ordem transmitida pelo microprocessador 9 ao microprocessador embarcado 14 será de fechar o interruptor 18. Nesse instante, o módulo eletrônico do detonador seguinte se acha no mesmo estado, em relação à unidade central de programação e controle de disparo 8, à medida que o módulo eletrônico precedente e a seqüência de programação podem recomeçar. [0017] Quando todos os detonadores são assim programados, a instalação de disparo está pronta para funcionar. O microprocessador 9 pode compreender em seu programa também outras etapas e também outros pedidos referentes aos detonadores. Ele transmitirá, em seguida, uma ordem geral a todos os detonadores para proceder à carga da reserva de energia, não-representada nas figuras, seguida, se for o caso, de uma verificação do estado desse reserva e transmitirá enfim a todos os detonadores um sinal de ocorrência de explosão.
REIVINDICAÇÃO