CN101819013A - 一种雷管系统 - Google Patents

Abstract

本发明了公开一种雷管系统，包括：若干延时继电器相互串联连接组成的阵列；以及若干各自按预定间隔连接到该阵列上的雷管。本发明还公开了另一种雷管系统，包括若干雷管、若干包含延时继电器的连接部件，雷管与连接部件之间采用导线连接；与第一雷管相连的第一连接部件连接到相邻的第二雷管及其对应的第二连接部件之间的导线上。本发明还提供了相应的延时继电器。根据本发明可确定任意两个雷管之间精确的延时长度，以及确保从该延时线的一端到另一端能量和信号转换的连续性和有效性。

Description

一种雷管系统

技术领域

本发明涉及本发明涉及爆破技术领域，具体涉及一种雷管系统，以及用于该雷管系统的控制继电器。

背景技术

目前存在不同类型的雷管系统，例如，冲击管已经被广泛应用。从本质而言，一个冲击管可以一个预定速度向与该冲击管相连但相隔一定距离的雷管传送一个启动信号。传播速度和每个雷管中计划的烟火延时决定启动信号作用于一个雷管和下一个雷管的时间间隔。

尽管冲击管系统有效地工作，但也确确实实存在缺点。该系统难以确定两个相邻雷管之间精确的延时长度。另一方面，在不启动各雷管的情况下不能检测冲击管雷管系统的完整性。

利用基于电的定时系统确定每个时延长度也是公知的。采用集成电路实现的电子系统也在使用。然而，通常一个基于电子的雷管系统是相当昂贵的，除非需要高精度的时间延时周期，因之产生的花费不太合理。再一个原因是，这种类型系统的复杂度可能导致使用者产生抵触心理。

在一个基于电的系统中，相邻雷管之间的连接是依靠延长电导体或导线的方式实现的。这种系统一般在低电压下工作，如果一条导线被损坏，这种在恶劣环境条件下发生的电泄漏事件很可能在爆破现场出现。这增加了系统潜在的不可靠性。使用高电压时，则电泄漏的影响可能会减小。然而由于安全或其它原因，至少为了测试而安装基于电子的爆破装置时不使用高电压。

专利号为US4445435的美国专利描述了一个雷管爆破电路，包括一个电容器，该电容器通过一个输入信号充电，然后驱动一个定时电路确定一个时间延时。大体上相似的方法在专利号分别为US4586437，4712477和5602360的美国专利中也有公布。在每个实例中，每组连续爆破之间的延时仅由各自定时电路的程控时延确定。这就是说，掌握每个雷管的地理位置是必要的，一旦所有雷管已经放置到它们各自的爆破孔，则用程序设置合适的延时时间到各个雷管。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种雷管系统，至少部分克服了背景技术中所述的不足或缺陷。

本发明提供一种雷管系统，包括：

若干延时继电器相互串联连接组成的阵列；以及

若干各自按预定间隔连接到该阵列上的雷管。

其中所述延时继电器采用导线连接；雷管通过连接部件连接到所述导线上。

更适宜地，阵列上相邻的两延时继电器之间相隔一定距离；各雷管连接在相邻的两个延时继电器之间。

优选地，所述雷管连接到所述延时继电器上。

优选地，所述延时继电器与连接部件集成在一起，所述雷管通过所述连接部件连接到所述阵列上。

更适宜地，在至少一个延时继电器上使用桥连接，使所述延时继电器的输入输出端直接相连。

更适宜地，阵列上的每个延时继电器产生第一时延；各雷管包括延时组件，该延时组件用于产生第二时延。

本发明提供的另一种雷管系统，包括若干雷管、若干包含延时继电器的连接部件，其中，

雷管与所述连接部件之间采用导线连接；

与第一雷管相连的第一连接部件连接到相邻的第二雷管及其对应的第二连接部件之间的导线上。

更适宜地，在其中的雷管及其连接部件之间的第一导线上设置第三连接部件；在另一雷管及其连接部件之间的第二导线上设置第四连接部件；第三连接部件与第四连接部件采用导线连接。

本发明还提供一种组合雷管系统，包括至少两个雷管子系统，其中，

第一雷管子系统，包括若干第一延时继电器通过导线相互串联连接组成的阵列；和若干各自按预定间隔连接到该阵列上的第一雷管；第一延时继电器产生的时延周期为T1；

第二雷管子系统，包括若干第二延时继电器通过导线相互串联连接组成的阵列；和若干各自按预定间隔连接到该阵列上的第二雷管；第二延时继电器产生的时延周期为T3；

所述第一雷管子系统与第二雷管子系统之间采用导线连接。

更适宜地，第一雷管包括延时组件，该延时组件用于产生时延T2a；

第二雷管包括延时组件，该延时组件用于产生时延T2b。

本发明还提供一种延时继电器，包括：

延时电路单元，用于产生第一时延；

控制电路单元，用于触发所述延时电路单元产生时延。

更适宜地，其中控制电路单元具体包括：

输入信号感应电路，用于检测输入到延时继电器的电压值大小，在所述输入电压值超过预定门限发送触发信号给延时电路单元；

超时电路单元，预定时延结束时，根据所述延时电路单元的信号触发输出控制开关；

输出控制开关，用于控制延时继电器的信号输出。

优选地，该延时继电器，还包括：

解码器，用于检测输入到延时继电器的电压信号进行解码识别；若该输入电压信号编码正确，则启动所述输入信号感应电路。

优选地，所述延时电路单元上设置有连接程序输入单元的输入端，用于提供调整第一时延的编程接口。

本发明还提供一种用于雷管系统的电子延时线，包括若干前述任一种延时继电器；

这些延时继电器通过长度不确定的电导体或导线串联连接在一起。

更适宜地，该电子延时线，还包括：

设置在延时线的末端的信号灯、蜂鸣器或其它信号显示装置。

综上所述，本发明实施例提供的技术方案，通过将若干延时继电器相互串联连接成阵列构成延时线，将若干雷管连接在该延时线上，由于延时继电器可产生精确的延时，且雷管本身也具有延时功能，这样可确定任意两个雷管之间精确的延时长度。另一方面，在延时线的末端设置信号灯、蜂鸣器或其它信号显示装置，可在雷管连接到延时线之前，指示延时线是否已实现整体连通，在不启动各雷管的情况下可检测冲击管雷管系统的完整性。根据本发明可确保从该延时线的一端到另一端能量和信号转换的连续性和有效性。

附图说明

下面将参照附图通过实例对本发明作进一步描述，其中：

图1a是本发明实施例中的雷管系统的架构示意图；

图1b是图1a所示雷管系统中的电子延时线示意图；

图1c是图1a所示雷管系统中的多个延时雷管示意图；

图2是本发明实施例提供的雷管系统中的电压时序图；

图3a和图3b分别示出了本发明实施例提供的雷管系统中所采用延时继电器和延时雷管的内部构成示意图；

图4a和图4b分别为本发明另一实施例提供的雷管系统中采用的延时继电器和雷管的内部构成示意图；

图5框为本发明实施例中采用的延时继电器的功能框图；

图6a是本发明实施例中采用的另一种延时继电器的功能框图；

图6b是图6a中延时继电器上的电压时序图；

图7是本发明另一实施例中的延时继电器的框图；

图8至图11是根据本发明原理的的不同实施例的示意图；

图12和图13是本发明所述雷管系统的其它变化实施例的示意图。

具体实施方式

为是本发明的原理、特性和优点更加清楚，下面结合具体实施例对本发明进一步说明。

实施例一

如图1a所示，本发明实施例提供的雷管系统10包括电子延时线12、多个延时雷管14以及用于连接延时雷管14到电子延时线12上的连接头30。

参照图1b，电子延时线12包括若干延时继电器16，每个延时继电器包含一个定时器16A和一个控制电路16B，这些延时继电器16通过长度不确定的电导体或导线18和20串联连接在一起。所述由导线18和20连接的延时继电器相互隔开一个固定的间距22，间距22的长度可根据需要决定，例如，可以是2m、4m或其它任一选定长度。间距22的大小不影响对本发明的理解，但是实际运用中很重要，应予以重视。

参照图1a，每个所述延时雷管14至少包含一个延时组件26和一个点火装置28。根据需要，每个延时雷管可以包含任何本领域已知的控制和通信电路。所述延时雷管通过电线32和34连接到连接头30。雷管系统10中若干延时雷管14在选定位置通过连接头30连接到电子延时线12上的导线18和20上。一般来说，在爆破装置中，电子延时线12可以沿着爆破孔之间的地面上某个方便的路径延伸，并且连接头30连接到导线18和20，以便导线32和34从连接头30向放置延时雷管14的爆破孔36延伸。点火装置28暴露在爆破孔36中的炸药44上。

本发明实施例中，每个延时继电器16通过其定时器16A产生一个精确的时延周期T1。每个延时组件26产生一个精确的时延周期T2。

图2所示为两个电压与时间关系曲线图A和B。曲线图A所示为在选定的位置和时间(T0)施加在延时线12上的电压阶梯波形。这个电压波形以延时周期T1确定的速度传递给延时线。这一过程在下面参照图3和图4作进一详细描述。由于每个延时继电器都产生一个延时时间周期T1，在与开始点相隔有N个延时继电器处的延时线12上的电压波形会在时间间隔Δt后时延周期为N*T1，。换句话说，这个电子延时线12以一种模块化的方法来产生时间延时，典型地，任何两个延时线点间总的延时时间是逐步变化的，而不是连续变化的。由于每个继电器可产生精确的时间周期，通过改变导线18和20的分隔开的两点之间的延时继电器16的数量，可以在沿表面的延时线12产生一连串精确的时延，仍然可按照选定的时延对在爆破孔中的每个雷管进行编程或利用已按照选定时延预编程过的雷管。

图3a和图3b分别示出了延时继电器16和延时雷管14的具体结构。

参照图3a，延时继电器16可用适当的方式封装起来，如虚点线54所示。这个继电器包括一个产生延时周期T1的集成电路定时器16A(也称为时延电路单元)；一个高效的电子开关58，例如一个低损耗的场效应管FET开关；与电线18和20分别相连的接线端60和62以及一个输出连接器64。

参照图3b，雷管14包含一个连接器30。当需要时，它只能以一种方式连接到连接器64。延时组件26被放入一个合适的外壳68内，电线32和34将连接器30和这个外壳68连接起来。一个设计合适的熔丝头70连接到电子开关72，这个开关可以是一个硅控整流器或者一个可由计时器26控制的场效应管FET开关。

如果一个幅度合适的电压施加在接线端60和62上，定时器16A被激活，从而产生一个间隔时间为T1的时序。这个通常会在外部实现，而不是在钻孔内。在时间间隔结束时，开关58闭合，接线端60和62上的电压就会施加在线32和34上。从而，定时器26以间隔T2产生它自己的时序，在间隔T2末尾开关72闭合，熔丝头70初始化。

图4a中所示为本发明实施例中采用的一个延时继电器16，包含一个检测施加到接线端60和62上电压的大小的输入信号感应电路76。如果所述电压值的大小超过预定值，定时器16A启动，预定时延T1开始，该预定时延T1结束时，向超时电路78传送一个信号，开关58闭合。然后，信号传输给雷管14。该信号还可以传输给爆破装置中一个或多个类似于延时继电器16的延时继电器。

图4b中所示为延时雷管14，包含一个类似于超时电路78的电路80和一个定时器26。电路80，通过检测控制开关58闭合时输出的电压信号，启动定时器26时延时T2开始。该时间延时周期T2结束时，开关72闭合，给熔丝70点火。

图5是本发明实施例中采用的延时继电器16的功能模块图。电路16B检测输入端60和62的电压大小，以便启动延时电路16A的时延周期开始，并在该时延周期结束时闭合位于延时继电器输出端62A和62B的开关58A和58B来启动超时电路78。

图6a是本发明另一种实施例中采用的延时继电器的功能框图，是图5中延时继电器的一种替换方案的电路结构，其中，开关58A和58B分别与稳压二极管84A和84B桥接。参照图6b，电压值大小为V的输入阶跃电压波形86施加于延时继电器，该延时继电器随之一个输出波形88。如果输入检测电路16B的触发阈值电压高于V/2，则由稳压二极管的击穿电压确定的电压V1首先出现在输出端60A和62A。当时间周期T1结束时，输出电压值上升到输入电压值的大小，即V。电压V1应该远低于所述触发阈值电压，并具有减少上升时间和电压抖动的预处理功能。

实施例二

本实施例中提供的雷管系统与实施例一中基本相同，区别在于，所采用的延时继电器不同。

图7为本实施例中采用的延时继电器，包含电压感应电路16B，延时定时器16A，和连接一个或多个输出开关58的开关驱动器78。上述组件置入外壳68中。外壳中还包含解码器90。如果一个输入电压信号Vin作用于输入端60和62，则解码器90对该输入电压信号进行解码识别。如果该输入电压信号编码正确，则电压感应器16B启动。此时，延时继电器的功能与前述延时继电器功能类似。这样，只有检测到正确的编码时电路才工作。

对该延时继电器作进一步改进，在定时器16B上提供一个允许连接程序输入单元94到定时器的输入端92。通过这种方式，时间间隔T1的长度可根据需要进行调整。从解码器90到程序输入单元94的导线96用于提供改变时间间隔T1的长度的串行编程接口。

本领域技术人员可想而知，上述发明构思可以通过不同方式实现。

实施例三

图8所示为本实施例提供的另一雷管系统10A，与图1中类似，该雷管系统10A包括：电子延时线12和雷管14。所述延时线为已在工厂制造好。所述延时继电器16以预定方式连接导线18和20。

与前述实施例不同之处在于，本实施例中，雷管14连接到延时继电器，而不是连接到相邻延时继电器之间的导线，以便雷管系统10A以类似方式工作且具有基本相同的特性。

实施例四

图9中所示为本实施例中提供的雷管系统。该雷管系统中包括已在工厂制造好的延时继电器16与延时雷管14。所述延时继电器16根据需要与相邻雷管14之间的导线18和20相连。在相邻雷管之间可根据需要设置一个或多个延时继电器16，延时继电器16产生的时延为T1，因此，相邻雷管之间的时延以T1的整数倍变化。

实施例五

图10中示出了本实施例提供的另一种雷管系统。该雷管系统中，每个雷管14通过导线32和34与相应的连接头30连接，延时继电器16封装在连接头30中。延时继电器16以所述方式产生时延T1。如图10所示的雷管系统10C中，如果雷管14通过封装有延时继电器16的连接头30与导线18和20连接，则在相邻雷管之间产生固定延时长度为2T1。其中，每个雷管以所述方式依次提供一个预定时延T2。

实施例六

图11中所示为本实施例中提供的另一雷管系统10D，包含多个雷管14。其中，每个连接头中包含一个延时继电器16。连接头30可以连接到其它雷管的导线32和34的任意选定位置。

若去掉连接在相邻雷管的导线32和34上的雷管连接头30，则可使雷管14直接相连。所述雷管根据需要放置在爆破孔36里。这样设置，由于每组导线没有兼有干线和支线功能的专门的总线或主线，因此，可通过连接头或所需延时继电器16x连接到其他雷管之间的连线或支线上。

实施例七

图12中所示为本实施例中提供的又一雷管系统10E，其中延时继电器16沿着延时线12的长度方向放置在雷管14之间。在该实施例中，每对相邻的雷管之间有两个延时继电器16。为改变延时周期，可在一个选定延时继电器上使用桥连接。所述桥连接使相应的延时继电器短路，将其输入输出端直接相连。这样可消除延时继电器16的定时影响，因此，该被短路的延时继电器在延时线12上不产生时延。

实施例八

图13示出的是本实施例提供的一种组合雷管系统10G，包含标示为10H的通过延时继电器16P产生时延T1的第一雷管系统，标示为10J的第二雷管系统通过延时继电器16R产生时延T3。支线100将第一雷管系统10H与第二雷管系统10J相连接。显然，可根据需要继续照此进行后续连接。

综上所述，本发明实施例提供的技术方案，通过包含有若干延时继电器的延时线将若干雷管连接，由于延时继电器可产生精确的延时，且雷管本身也具有延时功能，这样可确定任意两个雷管之间精确的延时长度。另一方面，在延时线的末端设置信号灯、蜂鸣器或其它信号显示装置，可在雷管连接到延时线之前，指示延时线是否已实现整体连通，在不启动各雷管的情况下可检测冲击管雷管系统的完整性。根据本发明可确保从该延时线的一端到另一端能量和信号转换的连续性和有效性。在实际操作过程中，可以通过组成延时组件的电路对施加在延时线上的电流进行调制，以证明已经实现整体连接。

另外，根据本发明，无论电压波形编码与否，都可以使用较高的电压，所述高电压解决了现有技术中存在的漏电问题。

尽管本发明所述系统在某些方面相似于冲击管系统，但是本发明也具备诸多优点：当系统无安全密码和命令而使爆破命令失效的情况下提供了的安全特性。另外，时间延时功能分两步实现，即第一步，通常通过延时继电器在地面进行，第二步，通过一个预编程雷管或对已安装雷管进行编程在每个爆破孔中实现。与传统的四线电子延时爆破系统相比，本发明所述系统使用较少导线，连接具有灵活性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (18)

1.一种雷管系统，其特征在于，包括：

若干延时继电器相互串联连接组成的阵列；以及

若干各自按预定间隔连接到该阵列上的雷管。

2.如权利要求1所述的雷管系统，其特征在于，所述延时继电器采用导线连接；

所述雷管通过连接部件连接到所述导线上。

3.如权利要求1所述的雷管系统，其特征在于，所述阵列上相邻的两延时继电器之间相隔一定距离；

所述各雷管连接在相邻的两个延时继电器之间。

4.如权利要求1所述的雷管系统，其特征在于，

连接在所述阵列上相邻的两雷管之间有一个或多个所述延时继电器。

5.如权利要求1所述的雷管系统，其特征在于，

所述雷管连接到所述延时继电器上。

6.如权利要求1所述的雷管系统，其特征在于，

所述延时继电器与连接部件集成在一起，所述雷管通过所述连接部件连接到所述阵列上。

7.如权利要求1所述的雷管系统，其特征在于，

在至少一个延时继电器上使用桥连接，使所述延时继电器的输入输出端直接相连。

8.如权利要求1至7中任一项所述的雷管系统，其特征在于，

所述阵列上的每个延时继电器产生第一时延；

所述雷管包括延时组件，该延时组件用于产生第二时延。

9.一种雷管系统，包括若干雷管、若干包含延时继电器的连接部件，其特征在于，

所述雷管与所述连接部件之间采用导线连接；

与第一雷管相连的第一连接部件连接到相邻的第二雷管及其对应的第二连接部件之间的导线上。

10.如权利要求9所述的雷管系统，其特征在于，

在其中的雷管及其连接部件之间的第一导线上设置第三连接部件；

在另一雷管及其连接部件之间的第二导线上设置第四连接部件；

第三连接部件与第四连接部件采用导线连接。

11.一种组合雷管系统，其特征在于，包括至少两个雷管子系统，其中，

第一雷管子系统，包括若干第一延时继电器通过导线相互串联连接组成的阵列；和若干各自按预定间隔连接到该阵列上的第一雷管；第一延时继电器产生的时延周期为T1；

第二雷管子系统，包括若干第二延时继电器通过导线相互串联连接组成的阵列；和若干各自按预定间隔连接到该阵列上的第二雷管；第二延时继电器产生的时延周期为T3；

所述第一雷管子系统与第二雷管子系统之间采用导线连接。

12.如权利要求11所述的组合雷管系统，其特征在于，

所述第一雷管包括延时组件，该延时组件用于产生时延T2a；

所述第二雷管包括延时组件，该延时组件用于产生时延T2b。

13.一种延时继电器，其特征在于，包括：

延时电路单元，用于产生第一时延；

控制电路单元，用于触发所述延时电路单元产生时延。

14.如权利要求13所述的延时继电器，其特征在于，所述控制电路单元具体包括：

输入信号感应电路，用于检测输入到延时继电器的电压值大小，在所述输入电压值超过预定门限发送触发信号给延时电路单元；

超时电路单元，预定时延结束时，根据所述延时电路单元的信号触发输出控制开关；

输出控制开关，用于控制延时继电器的信号输出。

15.如权利要求14所述的延时继电器，其特征在于，还包括：

解码器，用于检测输入到延时继电器的电压信号进行解码识别；若该输入电压信号编码正确，则启动所述输入信号感应电路。

16.如权利要求15所述的延时继电器，其特征在于，

所述延时电路单元上设置有连接程序输入单元的输入端，用于提供调整第一时延的编程接口。

17.一种用于雷管系统的电子延时线，其特征在于，包括若干如权利要求13至16中任一项所述的延时继电器；

所述延时继电器通过电导体串联连接在一起。

18.如权利要求17所述的电子延时线，其特征在于，还包括：

设置在延时线的末端的信号灯、蜂鸣器或其它信号显示装置。

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