CN103134397B - 一种光学测量数码电子雷管药头起爆延时的方法及测时仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及雷管测量技术领域，公开一种光学测量数码电子雷管药头起爆延时的方法及测时仪。所述测时仪包括：光电传感器、信号处理电路、雷管接口电路、16位高速单片机、数码管驱动显示电路和起爆按钮控制电路；位于光电传感器的壳体内的光电传感器通过信号处理电路与16位高速单片机相连，16位高速单片机的控制端与起爆按钮控制电路相连，16位高速单片机的输出端通过雷管接口电路与雷管电连接；16位高速单片机的输出显示端与数码管驱动显示电路相连。本发明用于测量数码电子雷管药头起爆延期时间的专用计量设备，具有很强的过滤可见光的性能，有效的降低了可见光对测量时的干扰。具有误差小、结构合理，成本低廉，携带方便等优点。

Description

一种光学测量数码电子雷管药头起爆延时的方法及测时仪

技术领域

本发明涉及雷管测量技术领域，尤其涉及一种光学测量数码电子雷管药头起爆延时的方法及测时仪。

背景技术

目前，在现有的测量雷管药头起爆延时的精密仪器大都采用传统的声学传感器采集起爆信号，其传感器灵敏度低，并容易受到外界干扰。并且处理芯片速度与精度都不是很高，导致测量仪器误差较大，急需一种误差小的精密仪器测量雷管药头起爆延时。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明提供一种光学测量数码电子雷管药头起爆延时的方法及测时仪。

为了实现上述发明目的，本发明采用技术方案如下：

一种光学测量数码电子雷管药头起爆延时的测时仪，包括：光电传感器、信号处理电路、雷管接口电路、16位高速单片机、数码管驱动显示电路和起爆按钮控制电路；位于光电传感器的壳体内的光电传感器通过信号处理电路与16位高速单片机相连，16位高速单片机的控制端与起爆按钮控制电路相连，16位高速单片机的输出端通过雷管接口电路与雷管电连接；16位高速单片机的输出显示端与数码管驱动显示电路相连。

一种光学测量数码电子雷管药头起爆延时的测时仪，所述光电传感器的壳体为矩形箱体结构，底座侧设置为黑暗状态的搜集光侧，且底座侧设置有散气孔；壳体上侧设置为光线较强侧，其上侧设置散气孔，上侧散气孔且与底座散气孔不对称，在进光相对较弱的两侧设置对称的散气孔，其中，底座与底座侧设置有间隙。

一种光学测量数码电子雷管药头起爆延时的测时仪，所述光电传感器测量的误差具有上升与下降的时间均设置在3us以内，并且设置有过滤可见光干扰的过滤膜。

一种光学测量数码电子雷管药头起爆延时的测时仪，所述16位高速单片机，具有12位模数转换器通过单片机的32位定时器电连接构成对雷管药头起爆延时时间的微秒级别的计时器；微秒级别的误差为：100ms内0.01us。

一种光学测量数码电子雷管药头起爆延时的方法，其步骤如下：

1）、将药头放于光电传感器的壳体中，使药头与光电传感器位于同一轴线上；其中光电传感器的壳体底座侧设置为黑暗状态的搜集光侧，且底座侧设置有散气孔；壳体上侧设置为光线较强侧，其上侧设置散气孔，上侧散气孔且与底座散气孔不对称，在进光相对较弱的两侧设置对称的散气孔，其中，底座与底座侧设置有间隙；该光电传感器的壳体具有降低可见光对光电传感器影响的同时，能迅速疏导药头起爆时的烟雾，起到了降低测量误差的作用；

2）、所述光敏二极管信号处理电路采用+5V反偏电压处理电路，负载电阻采用1K欧姆；其中，药头点燃时光敏二极管所产生的波形几乎呈直线状态，抖动小，光敏二极管所产生的电压峰值在2～4V之间，响应速度快，光敏二极管具有对药头点燃时起爆火焰的光学信号的敏感波段，工作频率为400～1050nm，上升与下降的时间在3us以内；

3）、当按下起爆按钮时，向数码电子雷管发送起爆指令，同时单片机的32位定时器开始计时，当光电传感器接收到雷管药头起爆时的起爆火焰的光学信号时，经过单片机的12位模数转换器A/D的中断以及内部判断：是否是雷管药头发出起爆火焰的光信号，如果是，则中断计时，并通过数码管显示出来，其微秒级别校准的误差为：100ms内0.01us；

光学测量数码电子雷管药头起爆延时的具体工作流程如下：

开始，系统初始化；

判断起爆按钮是否按下；否，返回，是，进行下一步；

发送起爆指令，起爆指令发送结束，启动32位定时器；

判断是否有AD中断；否，返回，是，进行下一步判断；

判断是否大于光信号判断数据；否，返回，是，进行下一步；

停止计时，数据处理转换，LED显示，结束。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

本发明的测时仪采用先进的光电传感器-高灵敏度光敏二极管，适用于药头点燃时敏感波段，工作频率范围400～1050nm。药头点燃时光敏二极管所产生的波形几乎呈直线状态，抖动较小，电压峰值在2～4V左右，同时其响应速度快，上升与下降时间可达到3us以内，有效的降低了测量时的误差。具有很强的过滤可见光的性能，有效的降低了可见光对测量时的干扰。

本发明的测时仪测量雷管药头延时时，药头放于专门设计的光学传感器壳体中，该壳体在降低可见光对光电传感器影响的同时，能迅速疏导药头起爆时的烟雾，起到了降低测量误差的作用。本测时仪具有误差小，成本低廉，携带方便等优点。

本发明的测时仪专用于测量QJQJ-1-CDED-FY1/10000S10-8数码电子雷管药头起爆延期时间的专用计量设备，具有误差小，结构设计合理，小型化等优点。该测时仪是一种用于测量数码电子雷管药头起爆延时精度的精密仪器。

附图说明

图1为本雷管光学精密测时仪总体结构的方框示意图；

图2为光电传感器的壳体的结构示意图；

图3为光学精密测时仪的工作流程图。

图中：1、壳体，2、药头，3、光电传感器，4、上侧设置散气孔，5、底座侧散气孔，6、两侧对称的散气孔，7、底座。

具体实施方式

如图1、2、3所示， 一种光学测量数码电子雷管药头起爆延时的测时仪，包括：光电传感器、信号处理电路、雷管接口电路、16位高速单片机、数码管驱动显示电路和起爆按钮控制电路；位于光电传感器的壳体内的光电传感器通过信号处理电路与16位高速单片机相连，16位高速单片机的控制端与起爆按钮控制电路相连，16位高速单片机的输出端通过雷管接口电路与雷管电连接；16位高速单片机的输出显示端与数码管驱动显示电路相连。

所述光电传感器的壳体为矩形箱体结构，底座侧设置为黑暗状态的搜集光侧，且底座侧设置有散气孔；壳体上侧设置为光线较强侧，其上侧设置散气孔，上侧散气孔且与底座散气孔不对称，在进光相对较弱的两侧设置对称的散气孔，其中，底座与底座侧设置有间隙。

所述光电传感器测量的误差具有上升与下降的时间均设置在3us以内，并且设置有过滤可见光干扰的过滤膜。

所述16位高速单片机，具有12位模数转换器通过单片机的32位定时器电连接构成对雷管药头起爆延时时间的微秒级别的计时器；微秒级别的误差为：100ms内0.01us。

一种光学测量数码电子雷管药头起爆延时的方法，其步骤如下：

1）、将药头放于光电传感器的壳体中，使药头与光电传感器位于同一轴线上；其中光电传感器的壳体底座侧设置为黑暗状态的搜集光侧，且底座侧设置有散气孔；壳体上侧设置为光线较强侧，其上侧设置散气孔，上侧散气孔且与底座散气孔不对称，在进光相对较弱的两侧设置对称的散气孔，其中，底座与底座侧设置有间隙；该光电传感器的壳体具有降低可见光对光电传感器影响的同时，能迅速疏导药头起爆时的烟雾，起到了降低测量误差的作用；

2）、所述光敏二极管信号处理电路采用+5V反偏电压处理电路，负载电阻采用1K欧姆；其中，药头点燃时光敏二极管所产生的波形几乎呈直线状态，抖动小，光敏二极管所产生的电压峰值在2～4V之间，响应速度快，光敏二极管具有对药头点燃时起爆火焰的光学信号的敏感波段，工作频率为400～1050nm，上升与下降的时间在3us以内；

3）、当按下起爆按钮时，向数码电子雷管发送起爆指令，同时单片机的32位定时器开始计时，当光电传感器接收到雷管药头起爆时的起爆火焰的光学信号时，经过单片机的12位模数转换器A/D的中断以及内部判断：是否是雷管药头发出起爆火焰的光信号，如果是，则中断计时，并通过数码管显示出来，其微秒级别校准的误差为：100ms内0.01us；

光学测量数码电子雷管药头起爆延时的具体工作流程如下：

开始，系统初始化；

判断起爆按钮是否按下；否，返回，是，进行下一步；

发送起爆指令，起爆指令发送结束，启动32位定时器；

判断是否有AD中断；否，返回，是，进行下一步判断；

判断是否大于光信号判断数据；否，返回，是，进行下一步；

停止计时，数据处理转换，LED显示，结束。

该仪器采用16位高速单片机作为处理核心，数码显示电路、光敏二极管、信号处理电路等设计，光敏二极管信号处理电路采用+5V反偏电压处理电路，负载电阻采用1K欧姆，其电阻的选择不仅能使光敏二极管取得微秒级的响应速度，也保证了输出电压满足设计需求。从而实现对光信号的精确检测和计时。

在设计时，该壳体在搜集光的一侧采用不开孔的原则，保证其黑暗状态，在光线较强的上侧开散气孔，且与底座散气孔不对称，在进光相对较弱的两侧开对称的散气孔，同时抬高底座的高度加强空气流通。该设计可降低可见光对光电传感器影响，该壳体在降低可见光对光电传感器影响的同时，能迅速疏导药头起爆时的烟雾，起到了降低测量误差的作用。并且具有很强的过滤可见光的性能，有效的降低了可见光对测量时的干扰。

测量时，将药头放于光学传感器壳体中，该壳体在降低可见光对光电传感器影响的同时，能迅速疏导药头起爆时的烟雾，起到了降低测量误差的作用。

当按下起爆按钮时，向雷管发送起爆指令，同时定时器开始计时，当光电传感器接收到雷管药头起爆光学信号时，经过A/D中断以及内部判断是否是雷管药头光信号，如果是，则中断计时，并通过数码管显示出来。本测时仪具有误差小，成本低廉，携带方便等优点。其中，药头起爆时的光信号经过内部高速12位模数转换，其转换速度可达到微秒级别，通过单片机32位定时器精确计时雷管药头起爆延时。单片机时钟经过更高精度计数器校准，可达到100ms内0.01us的误差。

Claims (2)

1.一种光学测量数码电子雷管药头起爆延时的测时仪，包括：光电传感器、信号处理电路、雷管接口电路、16位高速单片机、数码管驱动显示电路和起爆按钮控制电路；位于光电传感器的壳体内的光电传感器通过信号处理电路与16位高速单片机相连，16位高速单片机的控制端与起爆按钮控制电路相连，16位高速单片机的输出端通过雷管接口电路与雷管电连接；16位高速单片机的输出显示端与数码管驱动显示电路相连；

所述光电传感器的壳体为矩形箱体结构，底座侧设置为黑暗状态的搜集光侧，且底座侧设置有散气孔；壳体上侧设置为光线较强侧，其上侧设置散气孔，上侧散气孔且与底座散气孔不对称，在进光相对较弱的两侧设置对称的散气孔，其中，底座与底座侧设置有间隙；

所述光电传感器测量的误差具有上升与下降的时间均设置在3us以内，并且设置有过滤可见光干扰的过滤膜；

所述16位高速单片机，具有12位模数转换器通过单片机的32位定时器电连接构成对雷管药头起爆延时时间的微秒级别的计时器；微秒级别的误差为：100ms内0.01us。

2.采用权利要求1所述光学测量数码电子雷管药头起爆延时的测时仪的一种光学测量数码电子雷管药头起爆延时的方法，其特征在于：其步骤如下：

1）、将药头放于光电传感器的壳体中，使药头与光电传感器位于同一轴线上；其中光电传感器的壳体底座侧设置为黑暗状态的搜集光侧，且底座侧设置有散气孔；壳体上侧设置为光线较强侧，其上侧设置散气孔，上侧散气孔且与底座散气孔不对称，在进光相对较弱的两侧设置对称的散气孔，其中，底座与底座侧设置有间隙；该光电传感器的壳体具有降低可见光对光电传感器影响的同时，能迅速疏导药头起爆时的烟雾，起到了降低测量误差的作用；

2）、采用光敏二极管作为光电传感器，所述光敏二极管信号处理电路采用+5V反偏电压处理电路，负载电阻采用1K欧姆；其中，药头点燃时光敏二极管所产生的波形几乎呈直线状态，抖动小，光敏二极管所产生的电压峰值在2～4V之间，响应速度快，光敏二极管具有对药头点燃时起爆火焰的光学信号的敏感波段，工作频率为400～1050nm，上升与下降的时间在3us以内；

3）、当按下起爆按钮时，向数码电子雷管发送起爆指令，同时单片机的32位定时器开始计时，当光电传感器接收到雷管药头起爆时的起爆火焰的光学信号时，经过单片机的12位模数转换器A/D的中断以及内部判断：是否是雷管药头发出起爆火焰的光信号，如果是，则中断计时，并通过数码管显示出来，其微秒级别校准的误差为：100ms内0.01us；

光学测量数码电子雷管药头起爆延时的具体工作流程如下：

开始，系统初始化；

判断起爆按钮是否按下；否，返回，是，进行下一步；

发送起爆指令，起爆指令发送结束，启动32位定时器；

判断是否有AD中断；否，返回，是，进行下一步判断；

判断是否大于光信号判断数据；否，返回，是，进行下一步；

停止计时，数据处理转换，LED显示，结束。