CN101776427A - 一种带自检测和线路故障检测功能的多路电雷管起爆装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种带自检测和起爆线路检测功能的多路电雷管起爆装置，外接电池盒和起爆目标电雷管，所述起爆装置面板包括电源开关、起爆按钮、内部起爆控制检测电路、安全开关，所述内部起爆控制检测电路包括电源电路、微处理器电路、RC储能电路、起爆继电器和电源电路，设有检测激励电路、信号放大电路和模数转换电路，每路起爆控制电路的所述起爆继电器采用单刀双投电磁继电器，其常闭触点端点连接所述检测激励电路输出端，常开触点端点连接至所述RC储能电路电阻元件和电容元件连接端，所述起爆继电器动触点端点连接至所述起爆目标电雷管一端，同时也连接至所述信号放大电路输入端。本发明可实现起爆线路电阻异常的故障检测，并指示故障信息。

Description

一种带自检测和线路故障检测功能的多路电雷管起爆装置和方法

技术领域：

本发明涉及火工品的起爆装置及方法，尤其一种带有自检功能和线路故障检测功能的多路电雷管起爆方法及装置。

背景技术：

电雷管问世以来，在军事领域和民用领域取得了广泛应用，但由于电雷管起爆的危险性和不可重复性，对雷管起爆装置的可靠性提出了非常高的要求，同时电雷管应用的领域不断拓宽、复杂程度不断增加(如多路精确延时起爆技术)，更是对电雷管的电控技术提出了新的、更高的要求。电子技术、嵌入式微处理器技术、故障诊断和检测技术、信息技术飞速发展极大地推动了电雷管电控起爆技术的智能化程度、自动化程度、可靠性的提高。

中国专利申请CN03113860.8给出了一种电子延时毫秒起爆装置，在雷管与引线之间接一个电子延时器，解决了多路起爆线路的延时问题，具有结构简单成本低的优点。专利申请CN200810135067.0起爆装置及应用流程，实现了起爆装置的数据传输功能，使得爆破管理部门的实时监管得以实现。中国专利申请CN200820207912.6提供了一种起爆装置，实现了对起爆装置操作者影像信息的采集，可靠保证了电子雷管爆破的合法性和社会安全性。但上述起爆装置都没有实现对起爆装置的自检测功能和对起爆线路的故障检测功能，而在实际应用中，上述问题，特别是线路故障在起爆线路比较长、多路起爆线路精确定时情况下起爆装置和起爆线路的可靠性尤其重要。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是：提供一种带有自检功能和线路故障检测功能的多路起爆装置与方法，可实现起爆器自身故障检测功能，包括继电器的动作故障检测，并可实现起爆线路电阻异常的故障检测，并指示故障信息，从而实现起爆系统的快速定位和快速排除，满足可靠性要求较高的多路定时起爆对起爆装置的要求。

本发明是采取以下技术方案实现的：一种带自检测和线路故障检测功能的多路电雷管起爆装置，外接电池盒和起爆目标电雷管，所述起爆装置面板设有电源开关、起爆按钮、安全开关和故障信息显示单元，内部有起爆控制检测电路，所述内部起爆控制检测电路包括电源电路、微处理器电路、RC储能电路(连接该路的电源也称为起爆电源)、起爆继电器执行电路、电源电路、检测激励电路、信号放大电路和模数转换电路，所述起爆装置面板还设有故障信息显示单元，连接所述微处理器电路；内部电路还设有检测激励电路、信号放大电路和模数转换电路，每路起爆控制电路的所述起爆继电器采用单刀双投电磁继电器，其常闭触点端点连接所述检测激励电路输出端，常开触点端点连接至所述RC储能电路电阻元件和电容元件连接端，所述起爆继电器动触点端点连接至所述起爆目标电雷管一端，同时也连接至所述信号放大电路输入端，所述信号放大电路输出端连接所述接模数转换电路输入端，所述模数转换电路输出端连接所述微处理器电路；所述检测激励电路为串联在起爆电源和电雷管之间的一个限流电阻，检测激励电路的输入端连接起爆电源正极；所述安全开关为单刀双投开关，其常开触点端点连接起爆电源正极，常闭触点端点连接起爆电源负极，动触点端点连接至起爆目标电雷管另一端。所述电源电路输出两路电源，分别连接微处理器电路和RC储能电路。

所述带自检测和线路检测功能的多路电雷管起爆装置，所述检测激励电路限流电阻取值范围为1KΩ-20KΩ，每条支路检测电流小于20mA。

本发明所提供的带自检测和线路检测功能的多路电雷管起爆装置故障检测方法是：

待机状态下所述起爆电源、所述检测激励电路、所述起爆继电器常闭触点、起爆目标电雷管和安全开关常闭触点(处于非起爆状态)为串联关系，所述安全开关常闭触点连接所述起爆电源负极，所述起爆继电器常开触点通过RC储能电路连接所述起爆电源负极；在所述起爆继电器动触点端点和所述微处理器电路之间连接了放大电路和模数转换电路；故障检测工作步骤如下：在安全待机状态下，所述安全开关处于常闭触点，所述起爆继电器处于常闭触点，此时所述检测(激励)电路工作，即所述检测激励电路限流电阻、起爆线路和所述起爆目标电雷管通过起爆继电器处于常闭触点和安全开关的常闭触点串联于起爆电源两端，产生的检测电流远低于电雷管起爆安全电流，于是在起爆线路及所述起爆目标电雷管两端产生一个与其电阻大小成正比的微小电压信号，该检测电流信号经所述检测电路的放大电路放大后，被所述模数转换器转换成数字信号，所述微处理器得到该数字信号，通过与预设定的正常电压范围进行对比，用以检测起爆线路有无开路、短路和接触不良等故障，并指示故障信息；

开机时，若所述安全开关处于开通状态，比较危险，上述电路还可实现开机时对所述安全开关状态检测，若所述安全开关在开机时误处于闭合状态，所检测到的各起爆线路电压会普遍较安全开关断开时电压大，从而发出报警信号；

开机后，顺序闭合各起爆支路所述起爆继电器，对继电器状态进行检测，若起爆支路继电器可靠闭合，所述闭合起爆继电器支路的检测电压会变为零，从而实现对起爆继电器是否可靠动作的检测。

本发明的有益效果是：提供一种带自检测和线路故障检测功能的多路电雷管起爆装置和方法，可实现起爆器自身故障检测功能，包括继电器的动作故障检测，并可实现起爆线路电阻异常的故障检测，并给出指示故障信息，满足可靠性要求较高的多路定时起爆要求，而且本发明中检测功能不影响现有多路起爆装置的控制起爆功能，即仍由微处理器控制继电器控制电路进行多路精确的延时起爆控制；经分析和实际应用证明，该起爆装置具有其它起爆装置所不具备的装置故障自检和起爆线路故障检测功能，可自动迅速查出起爆装置自身和线路连接断线等故障，并指示故障信息，从而实现相关故障的快速定位和快速排除，避免了由于起爆器自身故障和线路连接故障造成多线路定时起爆的失败，提高了起爆装置的智能化和自动化程度，提高了工作可靠性。自该起爆装置研制完成投入使用一年来，起爆的故障定位和排除效率大大增加，起爆的可靠性得到较大提高。

附图说明：

图1为本发明系统连接图；

图2为本发明系统原理框图

图3为本发明起爆控制电路图

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细说明。

如附图1，为了实现故障检测功能，所述起爆装置的控制检测盒内包含电路板，所述电路板包含电源电路、微处理器电路、检测激励电路、信号放大电路、模数转换电路、RC储能电路、起爆继电器、指示灯电路和按键电路。所述电源电路输出两路直流电源，一路连接所述微处理器电路，为微处理器供电，一路是起爆电源，连接所述RC储能电路和所述检测电路。

具体为：电池盒101和控制检测盒109，其中控制盒109上包括电源开关102、故障码指示灯108、正常指示灯107、安全开关105和起爆按钮104；电池盒通过电缆103与控制盒109相连，控制盒109通过多路起爆电缆110与多路电雷管106相连。

控制盒内电路原理框图如附图2所示，电路包括电源电路121、RC储能电路122、起爆继电器电路128、安全开关电路129、继电器控制电路123、信号放大电路127、模数转换电路133、检测激励电路130和微处理器电路124组成，电池盒120也就是图1中101与电源电路121相连，电源电路121与微处理器电路124相连，同时与RC储能电路122输入端相连，RC储能电路122输出端与起爆继电器电路128相连，起爆继电器电路128与安全开关129构成串联关系，通过起爆电缆与电雷管131相连；起爆继电器电路128同时与信号放大电路130输入端连接，信号放大电路127输出端与模数转换电路133相连，模数转换电路133输出端接微处理器电路127，继电器控制电路123接微处理器电路124和起爆继电器电路128之间，微处理器电路124同时连接了指示灯125和起爆按钮126，检测激励电路130接在了电源电路121和起爆继电器电路128之间。

其中起爆执行电路和检测电路的结构产品设计的关键，单路起爆控制电路的执行和检测电路如附图3所示，检测激励电路132通过限流电阻137连接至起爆继电器139的常闭触点端子，起爆继电器139动触点141端子外接至电雷管149，同时接至检测电路输入端130，起爆继电器的线圈一端接起爆继电器电源150，另一端接至起爆继电器控制电路，同时其两端接一个保护二极管138。RC储能电路电阻136一端接至起爆电源负极133，电阻136与储能电容143连接端接至起爆继电器139的常开触点端子140，储能电容另外一端接至起爆电源正极134；在起爆电源正极134与负极133之间连接一个放电电阻135，安全开关146采用单刀双投开关，其动触点端子147接至电雷管，常开触点端子148连至起爆电源正极134，常闭触点端子连接至起爆电源负极144。

Claims (3)

1.一种带自检测和起爆线路检测功能的多路电雷管起爆装置，外接电池盒和起爆目标电雷管，所述起爆装置面板包括电源开关、起爆按钮、内部起爆控制检测电路、安全开关，所述内部起爆控制检测电路包括电源电路、微处理器电路、RC储能电路、起爆继电器和电源电路，所述电源电路输出两路电源，分别连接微处理器电路和RC储能电路，其特征是所述起爆装置面板还设有故障信息显示单元，连接所述微处理器电路；内部电路还设有检测激励电路、信号放大电路和模数转换电路，每路起爆控制电路的所述起爆继电器采用单刀双投电磁继电器，其常闭触点端点连接所述检测激励电路输出端，常开触点端点连接至所述RC储能电路电阻元件和电容元件连接端，所述起爆继电器动触点端点连接至所述起爆目标电雷管一端，同时也连接至所述信号放大电路输入端，所述信号放大电路输出端连接所述接模数转换电路输入端，所述模数转换电路输出端连接所述微处理器电路；所述检测激励电路为串联在起爆电源和电雷管之间的一个限流电阻，检测激励电路的输入端连接起爆电源正极；所述安全开关为单刀双投开关，其常开触点端点连接起爆电源正极，常闭触点端点连接起爆电源负极，动触点端点连接至起爆目标电雷管另一端。

2.根据权利要求1所述的带自检测和线路检测功能的多路电雷管起爆装置，其特征是所述检测激励电路限流电阻取值范围为1KΩ-20KΩ，每条支路检测电流小于20mA。

3.带自检测和线路故障检测功能的多路电雷管起爆装置检测方法，其特征是待机状态下所述起爆电源、所述检测激励电路、所述起爆继电器常闭触点、所述起爆目标电雷管和所述安全开关常闭触点为串联关系，且处于非起爆状态，所述安全开关常闭触点连接所述起爆电源负极，所述起爆继电器常开触点通过RC储能电路连接所述起爆电源负极；在所述起爆继电器动触点端点和所述微处理器电路之间连接了放大电路和模数转换电路；故障检测工作步骤如下：在安全待机状态下，所述安全开关处于常闭触点，所述起爆继电器处于常闭触点，此时所述检测(激励)电路工作，即所述检测激励电路限流电阻、起爆线路和所述起爆目标电雷管通过起爆继电器处于常闭触点和安全开关的常闭触点串联于起爆电源两端，产生的检测电流远低于电雷管起爆安全电流，于是在起爆线路及所述起爆目标电雷管两端产生一个与其电阻大小成正比的微小电压信号，该检测电流信号经所述检测电路的放大电路放大后，被所述模数转换器转换成数字信号，所述微处理器得到该数字信号，通过与预设定的正常电压范围进行对比，用以检测起爆线路有无开路、短路和接触不良等故障；

开机时，若所述安全开关处于开通状态，电雷管起爆装置处于比较危险状态，上述电路还可实现开机时对所述安全开关状态检测，若所述安全开关在开机时误处于闭合状态，所检测到的各起爆线路电压会普遍较安全开关断开时电压大，从而发出报警信号；

开机后，顺序闭合各起爆支路所述起爆继电器，对继电器状态进行检测，若起爆支路继电器可靠闭合，所述闭合起爆继电器支路的检测电压会变为零，从而实现对起爆继电器是否可靠动作的检测。

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