CN102261872A - 数码延期电子雷管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数码延期电子雷管，包括管壳，管壳的内段由里向外依次装填主装药、传爆药、三次固定药和点火传爆药，三次固定药与点火传爆药之间以及点火传爆药之外分别压装有反扣的第一、第二加强帽，管壳的外段封装有输出端连接点火药头的延时起爆控制电路，延时起爆控制电路包括可编程延时芯片、晶体振荡电路、起爆电容、电子开关、起爆序列检测电路、雷管参数发送电路、第一和第二稳压电路，可编程延时芯片预存储有用于安全验证的ID识别码和起爆密码。本发明的雷管延期精度高，一致性好，有利于对雷管的全程监管，还能够在一定程度上防止非法解剖后的再次组装，可靠性和安全性高，价格低廉，使用方法简单，尤其适用于高精度微差爆破的场合。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于工程爆破的高精度数码延期电子雷管，尤其是用于高精度微差爆破的场合。
背景技术
目前工业延期雷管中普遍使用的延期体是化学药剂延期体，采用控制化学药剂延期体的药柱的燃烧时间的方法来获得不同的延期时间，如铅丹-硅系、铬酸钡-钨系等。由于化学药剂本身所固有的特点决定了其延期时间受配方和工艺的限制很大，使得其延期时间的控制精度较低、误差较大，而且段别越高时误差也就越大，并且一致性也较差，甚至出现串段的现象，并且上述缺陷由于受化学药剂自身性能的影响很难通过改良工艺或配方予以根本解决。另外，配方中还不可避免的使用一些有毒有害物质，对于生产和使用人员存在一定的健康危害，并且，在实际使用中只需要普通的电源、电池等即可引爆，不易于管理，社会安全性较差。
由于炸药的存在工业雷管的生产危险性较高，尤其是其中的火管的生产更属于事故高发工序，并且，由于现有的生产技术通常还需要在其中压装敏感度较高的起爆药以利于雷管的起爆，该种雷管不仅在生产和运输及使用中较易引发安全事故，并且，还存在非正常的引爆渠道，如果剖开雷管，重新插入导火索，仍然能将雷管引爆，存在较大的安全隐患，尤其是会给社会带来不安全因素。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种数码延期电子雷管，能够有效降低延期误差，提高延期精度，降低生产、运输和使用过程中误爆的危险，且有利于对雷管的全程监管，还能够在一定程度上防止非法解剖后的再次组装，可靠性和安全性高，生产成本低，使用方法简单。
本发明采用的技术方案是：
一种数码延期电子雷管，包括管壳，所述管壳的内段由里向外依次装填有主装药、传爆药、三次固定药和点火传爆药，所述三次固定药与点火传爆药之间以及点火传爆药之外分别压装有反扣的第一、第二加强帽，所述管壳的外段封装有延时起爆控制电路，所述延时起爆控制电路的两个输入端与雷管脚线相连，所述延时起爆控制电路的两个输出端连接用于引爆所述点火传爆药的点火药头，所述雷管脚线为所述雷管唯一对外的接口，可以输入用于引爆/检测雷管用的电信号/电子信号，可以通过所述延时起爆控制电路控制所述点火药头的桥丝中的电流引燃所述点火药头，再由所述点火药头引燃所述点火传爆药，直至引爆所述主装药引爆整个所述数码延期电子雷管。
较优地，所述第一加强帽底部边缘处对应的所述雷管管壳内壁上设有横向内伸的凸起，所述第一加强帽底部抵在所述凸起的外侧面，所述凸起可以为凸台或变径处。
所述三次固定药优选为珍珠岩，所述点火传爆药可以为PETA或包括黑索金的混合药。
较优地，所述雷管可以采用下列方式装药：
第一步，压装主装药与传爆药：所述管壳的口部向上，在管壳中装入主装药后，用压药冲头将主装药压制成型；
第二步，第一步完成后，向所述管壳中分别装入二次药和三次固定药，其间不得混动；
第三步，第二步完成后，向管壳内加入一反扣的所述第一加强帽，用压药冲头将所述第一加强帽压至管壳内两个直径段的变径处，该变径处的里侧的管径小于该变径处外侧的管径；
第四步，第三步完成后，向管壳内装入四次药，然后反扣一个所述第二加强帽，用压药冲头加压使所述第二加强帽至设定的位置。
上述任一项技术方案中，较优地，所述延时起爆控制电路包括：
起爆电容，其两端分别构成或分别连接所述延时起爆控制电路的两个输出端，为所述点火药头的桥丝提供起爆电流；
电子开关，连接在由所述起爆电容和所述桥丝构成的起爆回路上，用于接通或断开所述起爆回路；
可编程延时芯片，用于控制所述延时起爆控制电路的整体运行，包括用于控制所述电子开关的通断状态，根据有效的起爆信号，经设定的延时后控制所述电子开关由断开转换为导通。
较优地，所述延时起爆控制电路还可以包括：
起爆序列检测电路，连接所述可编程延时芯片的Code端，用于接收和识别外部控制信号；
雷管参数发送电路，连接所述可编程延时芯片的Out端，用于发送所述可编程延时芯片的输出信号；
晶体振荡电路，用于为所述可编程延时芯片提供时钟信号；
极性转换电路，用于将通过雷管脚线接入的任意极性的电输入转换为特定极性的电输入，其正极输入端设有分压电阻，其两输入端之间连接有稳压电阻；
起爆电容供电电路，用于将所述极性转换电路的电输入转换为为所述起爆电容充电的稳定电压；
芯片供电电路，用于将所述极性转换电路的电输入转换为为所述可编程延时芯片供电的稳定电压。
较优地，所述极性转换电路的输入端连接有同时构成所述起爆电容供电电路和所述芯片供电电路的稳压支路，所述稳压支路由第一稳压电路和第二稳压电路串联而成，所述第一稳压电路连接所述极性转换电路的正极输出端，所述第二稳压电路连接极性转换电路的负极输出端，所述第一稳压电路的正极输出端构成所述起爆电容供电电路的正极输出，所述第二稳压电路的正极输出端构成所述芯片供电电路的正极输出。
较优地，所述稳压支路、极性转换电路和电子开关可以采用具有下列特性的元件或元件组合：
所述第一稳压电路和第二稳压电路的烧毁方式是热击穿而非烧断，所述极性转换电路的烧毁方式是烧断而非热击穿，所述第一稳压电路和第二稳压电路的热击穿时间先于所述极性转换电路的烧断时间并引发所述极性转换电路的烧断，所述第一、第二稳压电路的元件在被击穿的过程中（通常指的是由电击穿转化为热击穿的过程）不发生爆裂和火花，所述电子开关的烧毁方式是烧断而非热击穿，且烧断的时间小于点火药头引爆所需的时间。
更进一步地，所述延时起爆控制电路还包括：
放电电路，与所述起爆电容连接成放电回路，并设有与所述可编程延时芯片连接的控制端，由所述可编程延时芯片控制其通断状态，所述可编程延时芯片在所述点火药头应被引爆而没有被引爆的情况下，经过一定的延时后控制所述放电电路由断开转换为接通，使所述引爆电容通过所述放电电路放电；
芯片电源电容,其两端分别连接于所述芯片供电电路的两个输出端，用于在网络断电时向所述可编程延时芯片供电。
较优地，所述起爆序列检测电路接收外部输入的起爆序列，所述起爆序列包括起爆密码，所述起爆序列检测电路通过验证接收到的起爆密码执行或拒绝外部控制信号的控制；和/或，所述起爆序列检测电路根据接收到的ID识别码读取命令将所述延时起爆控制电路中预存储的每发雷管唯一的用于标识雷管身份的ID识别码经所述雷管参数发送电路发出，并获得和执行外部输入的起爆命令。
所述可编程延时芯片还可以内置有自检密码，通过所述起爆序列检测电路接收外部输入的自检信号进行自检，并通过所述雷管参数发送电路输出自检结果信号，所述自检的检测内容包括延期时间、所述延时起爆控制电路的输入电阻和电容元件的充电电压以及点火药头焊接状态信息中的一种或多种，所述可编程延时芯片设有用于获得自检结果信号的自检电路。
较优地，所述起爆序列检测电路接收和识别所述外部控制信号的方式可以为：所述外部控制信号为脉宽调制的脉冲串，通过所述雷管脚线接入所述极性转换电路的输入端，所述起爆序列检测电路的输入端连接所述极性转换电路的输出端，对所述极性转换电路的输出端送来的相应脉冲串进行识别并生成相应的数据送入所述可编程延时芯片，所述雷管参数发送电路发送所述可编程延时芯片的输出信号的方式为所述雷管参数发送电路的输出端连接所述极性转换电路的输出端，对来自所述可编程延时芯片的输入信号进行编码，生成脉宽调制的脉冲串，以该脉冲串通过所述极性转换电路逐次拉低所述雷管脚线的电平。
上述任一项技术方案中，所述晶体振荡电路的延时可以采用手表晶振作为基本定时元件，所述电子开关的导通电阻优选小于100mΩ。
本发明的有益效果是：
由于本发明采用手表晶振作为基本定时元件，从根本上解决了化学药剂延期体的固有缺陷，既廉价、精度又高，并且受环境温度等因素的影响极小，经过大量的实测证明，在长达16秒的延期时间内，各种段别的数码延期电子雷管的延期误差均小于±0.3毫秒，即使是使用普通的点火药头时，药头自身的离散性是其误差的主要来源，此时其误差仍不超过±3毫秒，且生产过程完全无害；
由于本发明的数码延期电子雷管采用密码起爆，且每发雷管内部都有自己唯一的电子ID身份识别码，便于管理和追溯，具有较高的社会安全性，另外本发明的数码延期电子雷管的延期起爆控制电路中拒爆功能的设置使得本发明具有对普通交直流电源和普通发爆器的拒爆能力，如果密码不符，即使在雷管脚线直接施加220V的市电也无法引爆，本发明的数码延期电子雷管还设置了放电电路，降低了排哑炮等操作的危险性，并且，本发明还采用了特殊的装药结构，因此，如果不知道密码，即使从非法渠道得到了雷管也无法使用，既有效降低了雷管被非法起爆的危害，还降低了雷管被非法解剖或强制起爆的危险；
本发明的延期时间是通过对可编程延时芯片的编程来实现的，能够以毫秒为单位任意设定，无需调整，延期时间可长达16秒而不增加成本和难度，特别是，本发明的电路板加工、元器件焊接以及可编程延时芯片的编程均可以实现工业化大规模生产，既可以采用现有的生产工艺和设备进行生产，而目前国内的电路板加工厂、元器件焊接的贴片生产线的工艺水平、技术水平和生产能力基本能够满足要求，如果小批量生产可以采用编程器烧写代码，如果大规模生产可以采用掩膜生产，使得生产方式灵活多样，适合于大规模推广应用；
本发明的数码延期电子雷管除了必须使用专用的高压恒流起爆器外，与传统的起爆操作几乎完全相同，操作简单易学，例如可以按传统方式串联组成起爆网络，接在高压恒流起爆器的输出端，设定好起爆密码，按下起爆按钮即可起爆，另外，采用串联组网时，在网络连接完成之后只需使用普通的欧姆表即可以测量其通断，且还设置了极性转换电路，使得组网时基本不用考虑网络极性的影响，使用非常方便。
附图说明
图1是本发明的数码延期电子雷管的一个实施例示意图；
图2是本发明的数码延期电子雷管的延时起爆控制电路的结构示意图；
图3是本发明的数码延期电子雷管的延时起爆控制电路的一个实施例示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便更好理解，下面结合附图通过具体实施方式对本发明作更进一步地描述。
参见图1至图3，本发明提供了一种数码延期电子雷管，包括内段封装有炸药的管壳1，所述管壳的外段封装有延时起爆控制电路2，所述延时起爆控制电路的两个输入端10.1、10.2与雷管脚线202相连，两个输出端18.1、19.1与所述点火药头201的桥丝的两端连接，所述雷管脚线为所述雷管唯一对外的接口，可以输入用于引爆/检测雷管用的电信号/电子信号，可以通过所述延时起爆控制电路来控制延期时间，例如，可以控制所述桥丝中的电流的大小、时间以在预定的时间引燃所述点火药头，再由所述点火药头引燃所述点火传爆药，直至引爆所述主装药后引爆整个所述数码延期电子雷管。
为了通过所述延时起爆控制电路来控制延期时间，所述延时起爆控制电路可以包括：
可编程延时芯片15和电子开关18，所述电子开关可以连接在用于引爆所述点火药头的起爆回路上，用于接通或断开所述起爆回路；所述可编程延时芯片能够用于控制所述延时起爆控制电路的整体运行，包括控制所述电子开关的通断状态，并根据有效的起爆信号，经设定的延时后控制所述电子开关由断开转换为导通，以接通所述起爆回路，引燃所述点火药头。通常，所述可编程延时芯片中设有晶体振荡电路，用于为所述可编程延时芯片提供时钟信号以实现对延时的控制。
所述延期起爆控制电路的核心是所述的可编程延时芯片，所述晶体振荡电路可以包括石英晶体谐振器16，所述的石英晶体谐振器可以采用手表晶振作为基本定时元件，再配合两支小电容组成所述晶体振荡电路，其精度直接决定了整个延期起爆控制电路的延时精度，通常所述石英晶体谐振器的标称频率可以为32.768KHz。由于石英晶体本身的高精度和高稳定性（20～50ppm），因此既保证了微功耗，又保证了在长达16秒的延期时间内误差小于±0.3毫秒。
在实际应用中，通常在起爆网络上连接有各种不同段别的雷管，为了防止低段别的雷管爆炸将网络炸断造成高段别的雷管失去电力供应而无法引爆，通常所述延时起爆控制电路还可以设有起爆电容19，其两端分别构成或分别连接所述延时起爆控制电路的两个输出端，为所述桥丝提供起爆电流，由于其可以在网络接通时预先进行充电，当网络断电后点火药头的引爆将依靠该起爆电容的放电过程完成。为了保证通过点火药头的放电电流达到足以可靠地引爆点火药头的水平，除了必须保证起爆电容的容量足够大，充电电压足够高以外，所述电子开关的导通电阻还必须足够小，优选为达到100mΩ以下。
由于所述点火药头所需的点火电压大大高于所述可编程延时芯片的工作电压，因此，可以为两者单独供电，例如，可以同时设置起爆电容供电电路和芯片供电电路，分别用于将电输入转换为为所述起爆电容充电的稳定电压和用于将电输入转换为为所述可编程延时芯片供电的稳定电压。
通过所述起爆电容供电电路为所述桥丝提供稳定的高压电源，其输出瞬间电流可高达8～10A，足以可靠引爆普通点火药头，通过所述芯片供电电路为所述可编程延时芯片提供稳定的低压电源，所述起爆电容供电电路或起爆电容在所述可编程延时芯片的控制下为所述桥丝提供适应的电流，以保证电子雷管的安全，避免出现意外引爆。
较优地，所述延时起爆控制电路还可以包括芯片电源电容14,其两端分别连接于所述芯片供电电路的两个输出端，用于在网络断电时向所述可编程延时芯片供电，在网络断电后，所述芯片电源电容可以为可编程延时芯片提供微弱的维持电流，直至起爆完成，相当于每只雷管的可编程延时芯片中都设置了一个单独的电源，避免了网络断电对于延时精度的影响，特别是避免了网络断电影响段延期造成的哑炮现象。
通常，由于某些原因可能会导致充电后的雷管不予引爆或无法引爆，例如当电路故障、药头虚焊等原因造成哑炮时，对于没有引爆的雷管需要进行排除，以解除未引爆的雷管造成的安全隐患，而对于充电后的雷管进行排除时亦存在一定的安全隐患，为了提高排除时的安全系数，较优地，所述延时起爆控制电路还包括受所述可编程延时芯片控制的放电电路20，所述放电电路与所述起爆电容连接成放电回路，并设有与所述可编程延时芯片连接的控制端，由所述可编程延时芯片控制其通断状态，所述可编程延时芯片在所述点火药头应被引爆而没有被引爆的情况下，经过一定的延时后控制所述放电电路由断开转换为接通，例如超过设定的起爆发生时间一定时间之后还没有起爆时，使所述引爆电容通过所述放电电路放电，以将所述高压蓄能电路中贮存的电荷泄放掉，由于起爆网络已断电，起爆电容已没有能力引爆点火药头，在随后的排除过程中发生误爆的可能性就大大降低了。
较优地，所述延时起爆控制电路还包括能够将通过雷管脚线接入的任意极性的电输入转换特定极性的电输入（如上正下负的固定正负极性）的极性转换电路10，使得现场布网连接更加方便，不必考虑与起爆网络连接的极性，可以实现无极性连接，所述极性转换电路的正极输入端可以设有分压电阻，其两输入端之间还可以连接有稳压电阻。
较优地，所述极性转换电路的输入端可以连接有同时构成所述起爆电容供电电路和所述芯片供电电路的稳压支路，所述稳压支路由第一稳压电路12和第二稳压电路13串联而成，所述第一稳压电路连接所述极性转换电路的正极输出端，所述第二稳压电路连接极性转换电路的负极输出端，所述第一稳压电路的正极输出端构成所述起爆电容供电电路的正极输出，所述第二稳压电路的正极输出端构成所述芯片供电电路的正极输出。
为了提高安全性能，所述数码延期电子雷管通常需要专用起爆设备才能起爆，同时具有对一般交/直流电源、电池或普通起爆设备的拒爆功能，所述拒爆功能的时机选择和启动条件可以根据实际需要进行设置。
例如，可以通过筛选极性转换电路、电子开关和第一稳压电路/第二稳压电路中的元器件的烧毁方式和时间来实现所述拒爆功能：其中第一稳压电路和第二稳压电路的烧毁方式必须是热击穿而非烧断，所述极性转换电路的烧毁方式必须是烧断而非热击穿，且第一稳压电路和第二稳压电路的热击穿时间必须先于极性转换电路的烧断时间并引发所述极性转换电路的烧断，从而保护所述电子开关，其中，筛选第一稳压电路和第二稳压电路的元器件的条件是，所述第一、第二稳压电路的元件在被击穿的过程中不发生爆裂和火花，尤其是从电击穿到热击穿时不应发生爆裂和火花，必要时，所述电子开关也可以被烧毁，其烧毁方式必须是烧断而非热击穿，且烧断的时间必须小于点火药头被引爆所需的时间。
上述任一项技术方案中，出于使用安全性和社会安全性的考虑，所述数码延期电子雷管可以设置为只有在完成特定的验证后才能被控制操作，例如，所述延时起爆控制电路还可以设有起爆序列检测电路17和雷管参数发送电路11，所述起爆序列检测电路可以连接在所述可编程延时芯片的Code端，能够用于接收和识别外部控制信号，所述外部控制信号通常可以包括设于所述起爆序列中的起爆密码、自检密码、ID识别码读取命令，所述雷管参数发送电路可以连接在所述可编程延时芯片的Out端，用于发送所述可编程延时芯片的输出信号。
所述可编程延时芯片预存储有ID识别码和/或起爆密码，所述起爆序列检测电路接收外部输入的外部控制信号后，检测其中的起爆序列的有效性，所述起爆序列检测电路接收和识别所述外部控制信号的方式为：所述外部控制信号为脉宽调制的脉冲串，通过所述雷管脚线接入所述极性转换电路的输入端，所述起爆序列检测电路的输入端连接所述极性转换电路的输出端，对所述极性转换电路的输出端送来的相应脉冲串进行识别并生成相应的数据送入所述可编程延时芯片，所述雷管参数发送电路发送所述可编程延时芯片的输出信号的方式为所述雷管参数发送电路的输出端连接所述极性转换电路的输出端，对来自所述可编程延时芯片的输入信号进行编码，生成脉宽调制的脉冲串，以该脉冲串通过所述极性转换电路逐次拉低所述雷管脚线的电平。
具体的验证方式可以为：
（1）所述起爆序列包括起爆密码，所述起爆序列检测电路通过验证接收到的起爆密码来确定执行或拒绝外部控制信号的控制，该起爆密码使用特殊定义的脉宽调制后即可以成为起爆密码脉冲序列，所述起爆密码脉冲序列可以由一组连续的高/低电平交替的（或者通/断交替的）脉冲串组成，其中每个脉冲的宽度（即持续时间）代表一个十进制或十六进制的密码位，所述起爆序列检测电路通过检测每个所述脉冲的宽度以及每个脉冲串中脉冲的个数，并与存储在数码延期电子雷管中的起爆密码或起爆密码脉冲序列相对照，如果两者一致，则允许下一步操作，如果不一致，不做任何反应或拒绝下一步操作；
和/或，
（2）所述起爆序列包括ID识别码读取命令，所述起爆序列检测电路根据接收到的ID识别码读取命令将所述延时起爆控制电路中预存储的每发雷管唯一的用于标识雷管身份的ID识别码经所述雷管参数发送电路发出，并获得和执行外部输入的起爆指令，通常，为了便于管理和安全的考虑，自生产开始至使用结束，每发数码延期电子雷管都有一个能够标识其身份的唯一的ID识别码，如可以是电子ID身份识别码，并一直存储在所述延期起爆控制电路中，以增强其可追溯性，当起爆序列检测电路检测到外来的要求读取雷管中的电子ID身份识别码的ID识别码读取命令后，输入可编程延时芯片中，可编程延时芯片再将其内部储存的电子ID身份识别码发送到所述雷管参数发送电路，所述雷管参数发送电路采用逐次将10.1和10.2之间电压拉低的方式，将该电子ID身份识别码发送出去，通常，每次电压拉低的时间宽度或间隔代表一个十进制或十六进制数。
所述起爆密码的起爆序列中可以还包括所述的ID识别码读取命令，当所述起爆序列检测电路验证所述起爆密码成功后执行所述的ID识别码读取命令；或者，所述外部输入的起爆指令中包括含有所述起爆密码的起爆序列，所述起爆序列检测电路对所述起爆密码的验证在接收到所述外部输入的起爆指令后进行。具体方案应根据实际需要选择，优选为前者。
通常，为了保证足够高的出厂成品率，雷管出厂前需进行检测，例如可以采取抽检的方式，但是通常的检测方法每检测一发就要消耗一发，并不能实现真正意义上的完全检测，如果要实现所述数码延期电子雷管的出厂全检，则需要证明每发雷管能够正常起爆而又不能真正的去引爆。例如，对出厂前雷管的无损检测可以采用下列方式：通过所述起爆序列检测电路接收外来的自检信号，并进行自检，所述可编程延时芯片可以设有用于获得自检结果信号的自检电路，所述自检结果信号通过所述雷管参数发送电路输出；或者，所述延时起爆控制电路设有用于对成品雷管进行出厂前全检的附加检测电路，所述附加检测电路根据通过雷管脚线输入的外来的自检信号进行自检，并将自检结果由所述雷管参数发送电路通过所述脚线发出。较优地，所述可编程延时芯片还可以内置有自检密码，所述可编程延时芯片可以通过内置的自检密码验证接收到的自检信号，验证成功后允许进行自检。
所述自检的检测内容可以包括延期时间、所述延时起爆控制电路的输入电阻和电容元件（包括起爆电容和芯片电源电容）的充电电压以及点火药头焊接状态信息中的一种或多种，还可以包括单只雷管的电阻、起爆网络的总电阻等。
通常，若干个所述数码延期电子雷管可以采用串联、并联或串并联混合的连接方式组网以构成起爆网络。优选为采用串联方式组网，以便于操作。
通常，上述数码延期电子雷管的工作过程如下（以串联为例）：
（1）串联组网：将若干发所述数码延期电子雷管采用串联的方式组成起爆网络；
（2）充电过程：采用专用起爆器通过串联网络向每发雷管中的延期起爆控制电路进行充电，充电过程通常持续5秒以上，起爆电容和芯片电源电容均被充满，可编程延时芯片在短暂的复位过程完成后进入休眠状态，等待来自专用起爆器的起爆序列，所述专用起爆器可以为高压恒流起爆器；
（3）二次充电过程：由于在起爆序列验证前断电过程的存在，会使起爆电容/芯片电源电容上的电量有少量损失，为了保证在其后的延期过程中/结束之后两电容仍有足够的电量，二次充电过程至少要持续0.5秒以上；
（4）延期过程：二次充电过程结束之后断电的瞬间，作为起爆网络上所有延时起爆控制电路启动内部延时程序的时间基准（即起点），在这一时刻，起爆网络上所有的延时起爆控制电路按照各自的段别开始延期；
（5）起爆：每个延时起爆控制电路的延期时间结束的瞬间，其电子开关被接通，起爆电容的放电过程使点火药头被瞬间引爆；
（6）放电过程：如果点火药头没有被引爆，其可编程延时芯片在等待了足够长的时间后接通放电电路，解除隐患，为排除哑炮提供安全条件。
本发明的数码延期电子雷管的主要部分延期起爆控制电路可以做成一块外形尺寸不超过6×30mm的小电路板，其中最主要的元器件均可以采用贴片封装的形式分布在其上，如可编程延时芯片、起爆电容、低压蓄能电容、石英晶体谐振器、电子开关等，该小电路板可以封装在内径Ф6.2mm规格的管壳体内。
上述任一项技术方案中，在本发明的一个实施例中，所述管壳内段由里向外依次装填有主装药101、传爆药102、三次固定药103和点火传爆药104，所述三次固定药与点火传爆药之间以及点火传爆药之外分别压装有反扣的第一、第二加强帽105、106，所述管壳的外段封装有延时起爆控制电路，所述延时起爆控制电路的两个输出端连接用于引爆所述点火传爆药的点火药头。
所述三次固定药主要起固定作用，防止传爆药在雷管倾斜的时候出现洒药情况。并且，由于所述三次固定药的敏感度相比传爆药更低，因此，可以在压装的过程中利用压药冲头直接压制所述三次固定药/所述第一加强帽的方式对所述传爆药进行间接压装，提高生产的安全性。
较优地，所述第一加强帽底部边缘处对应的所述雷管管壳内壁上设有横向内伸的凸起，所述第一加强帽底部抵在所述凸起的外侧面上，所述凸起可以为凸台或变径处。
由于所述第一加强帽的底部边缘处于凸起外侧（即远离炸药一侧），因此，可以有效防止在后续的生产加工过程中导致的传爆药被压死的情况。所述第二加强帽可以起到防止所述点火传爆药出现洒药现象。
较优地，所述主装药可以为黑索金，由于炸药的传爆速度随着炸药密度的增加而增加，为了使雷管产品具有良好的起爆威力，所述主装药的密度通常应大于或等于1.65g/cm3，所述传爆药可以为黑索金或太安，所述传爆药的密度相对较低，且应尽量采用敏感度较低的传爆药，所述三次固定药优选为珍珠岩，所述珍珠岩可以为膨胀珍珠岩或珍珠岩原砂，所述点火传爆药可以为PETA或包括黑索金的混合药。
上述任一种技术方案中的雷管，可以采用下列方式装药：
第一步，压装主装药与传爆药：所述管壳的口部向上，在管壳中装入主装药后，用压药冲头将主装药压制成型；
第二步，第一步完成后，向所述管壳中分别装入二次药和三次固定药，其间不得混动；
第三步，第二步完成后，向管壳内加入一反扣的所述第一加强帽，用压药冲头将所述第一加强帽压至管壳内两个直径段的变径处，该变径处的里侧的管径小于该变径处外侧的管径；
第四步，第三步完成后，向管壳内装入四次药，然后反扣一个所述第二加强帽，用压药冲头加压使所述第二加强帽至设定的位置。
本发明提供了一种延期精度高、一致性好、使用方法简单、可靠性和安全性高，且价格低廉、能够为国内广大用户所普遍接受的数码延期电子雷管，尤其适合于高精度微差爆破场合的使用。
Claims (10)
1.一种数码延期电子雷管，包括管壳，其特征在于所述管壳的内段由里向外依次装填有主装药、传爆药、三次固定药和点火传爆药，所述三次固定药与点火传爆药之间以及点火传爆药之外分别压装有反扣的第一、第二加强帽，所述管壳的外段封装有延时起爆控制电路，所述延时起爆控制电路的两个输出端连接用于引爆所述点火传爆药的点火药头。
2.根据权利要求1所述的数码延期电子雷管，其特征在于所述三次固定药为珍珠岩，所述点火传爆药为PETA或包括黑索金的混合药。
3.根据权利要求2所述的数码延期电子雷管，其特征在于采用下列方式装药：
第一步，压装主装药与传爆药：所述管壳的口部向上，在管壳中装入主装药后，用压药冲头将主装药压制成型；
第二步，第一步完成后，向所述管壳中分别装入二次药和三次固定药，其间不得混动；
第三步，第二步完成后，向管壳内加入一反扣的所述第一加强帽，用压药冲头将所述第一加强帽压至管壳内两个直径段的变径处，该变径处的里侧的管径小于该变径处外侧的管径；
第四步，第三步完成后，向管壳内装入四次药，然后反扣一个所述第二加强帽，用压药冲头加压使所述第二加强帽至设定的位置。
4.根据权利要求1、2或3所述的数码延期电子雷管，其特征在于所述延时起爆控制电路包括：
起爆电容，其两端分别构成或分别连接所述延时起爆控制电路的两个输出端，为所述点火药头的桥丝提供起爆电流；
电子开关，连接在由所述起爆电容和所述桥丝构成的起爆回路上，用于接通或断开所述起爆回路；
可编程延时芯片，用于控制所述电子开关的通断状态，根据有效的起爆信号，经设定的延时后控制所述电子开关由断开转换为导通。
5.根据权利要求4所述的数码延期电子雷管，其特征在于所述延时起爆控制电路还包括：
起爆序列检测电路，连接所述可编程延时芯片的Code端，用于接收和识别外部控制信号；
雷管参数发送电路，连接所述可编程延时芯片的Out端，用于发送所述可编程延时芯片的输出信号；
晶体振荡电路，用于为所述可编程延时芯片提供时钟信号；
极性转换电路，用于将通过雷管脚线接入的任意极性的电输入转换为特定极性的电输入，其正极输入端设有分压电阻，其两输入端之间连接有稳压电阻；
起爆电容供电电路，用于将所述极性转换电路的电输入转换为为所述起爆电容充电的稳定电压；
芯片供电电路，用于将所述极性转换电路的电输入转换为为所述可编程延时芯片供电的稳定电压。
6.根据权利要求5所述的数码延期电子雷管，其特征在于：所述极性转换电路的输入端连接有同时构成所述起爆电容供电电路和所述芯片供电电路的稳压支路，所述稳压支路由第一稳压电路和第二稳压电路串联而成，所述第一稳压电路连接所述极性转换电路的正极输出端，所述第二稳压电路连接极性转换电路的负极输出端，所述第一稳压电路的正极输出端构成所述起爆电容供电电路的正极输出，所述第二稳压电路的正极输出端构成所述芯片供电电路的正极输出。
7.根据权利要求6所述的数码延期电子雷管，其特征在于所述稳压支路、极性转换电路和电子开关采用具有下列特性的元件或元件组合：
所述第一稳压电路和第二稳压电路的烧毁方式是热击穿而非烧断，所述极性转换电路的烧毁方式是烧断而非热击穿，所述第一稳压电路和第二稳压电路的热击穿时间先于所述极性转换电路的烧断时间并引发所述极性转换电路的烧断，所述第一、第二稳压电路的元件在被击穿过程不发生爆裂和火花，所述电子开关的烧毁方式是烧断而非热击穿，且烧断的时间小于点火药头引爆所需的时间。
8.根据权利要求7所述的数码延期电子雷管，其特征在于所述延时起爆控制电路还包括：
放电电路，与所述起爆电容连接成放电回路，并设有与所述可编程延时芯片连接的控制端，由所述可编程延时芯片控制其通断状态，所述可编程延时芯片在所述点火药头应被引爆而没有被引爆的情况下，经过一定的延时后控制所述放电电路由断开转换为接通，使所述引爆电容通过所述放电电路放电；
芯片电源电容,其两端分别连接于所述芯片供电电路的两个输出端，用于在网络断电时向所述可编程延时芯片供电。
9.根据权利要求8所述的数码延期电子雷管，其特征在于：所述起爆序列检测电路接受外部输入的起爆序列，所述起爆序列包括起爆密码，所述起爆序列检测电路通过验证接收到的起爆密码执行或拒绝外部控制信号的控制；和/或，所述起爆序列检测电路根据接收到的ID识别码读取命令将所述延时起爆控制电路中预存储的每发雷管唯一的用于标识雷管身份的ID识别码经所述雷管参数发送电路发出，并获得和执行外部输入的起爆指令；
所述可编程延时芯片还内置有自检密码，通过所述起爆序列检测电路接收外部输入的自检信号进行自检，并通过所述雷管参数发送电路输出自检结果信号，所述自检的检测内容包括延期时间、所述延时起爆控制电路的输入电阻和电容元件的充电电压以及点火药头焊接状态信息中的一种或多种，所述可编程延时芯片设有用于获得自检结果信号的自检电路。
10.根据权利要求9所述的数码延期电子雷管，其特征在于所述起爆序列检测电路接收和识别所述外部控制信号的方式为：所述外部控制信号为脉宽调制的脉冲串，通过所述雷管脚线接入所述极性转换电路的输入端，所述起爆序列检测电路的输入端连接所述极性转换电路的输出端，对所述极性转换电路的输出端送来的相应脉冲串进行识别并生成相应的数据送入所述可编程延时芯片，所述雷管参数发送电路发送所述可编程延时芯片的输出信号的方式为所述雷管参数发送电路的输出端连接所述极性转换电路的输出端，对来自所述可编程延时芯片的输入信号进行编码，生成脉宽调制的脉冲串，以该脉冲串通过所述极性转换电路逐次拉低所述雷管脚线的电平。
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