CN103808213A - 程控时序起爆装置及其起爆方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人工催雨的起爆装置领域，公开了一种程控时序起爆装置及其起爆方法。本发明所述的程控时序起爆装置，包括聚甲醛外壳和控制系统；所述控制系统被环氧树脂固化封装于所述外壳内部，并且通过起爆长针和起爆短针作为输入输出接口；所述控制系统包括储能和电压调节模块、微处理器、编程接口和起爆模块。本发明所述的程控时序起爆装置，无需电池作为能源，从而也就避免了受潮瞎火的问题，同时定时精度高，定时时长也可以根据气象参数进行调整，通用性强。本发明所述的程控时序起爆装置起爆方法，具有起爆简单、定时精度高的特点。

Description

程控时序起爆装置及其起爆方法

技术领域

本发明涉及人工催雨的起爆装置领域，尤其涉及一种程控时序起爆装置及其起爆方法。

背景技术

人工催雨也称为人工增雨，是根据不同云层的物理特性，选择合适时机，用飞机、火箭弹向云中播散干冰、碘化银、盐粉等催化剂，促使云层降水或增加降水量。人工催雨常分为暖云催化增雨与冷云催化增雨两种。欲要暖云层(温度高于0℃的云层)降水，就得使云层中半径大于0.04毫米的大云滴有足够的密度数，要让它们迅速与小云滴碰撞并增长，成为半径超过1.0毫米的雨滴以便形成降水，因此在那些大云滴密度数较小而无法形成降雨的云层中，人们使用飞机、炮弹携带等方法，播撒盐粉、尿素等吸湿性粒子，促使形成许多大云滴，就可更进一步形成或增加降水。欲要冷云层降水，就得使冷云层上部的冰晶密度数超过1个/升，对那些冰晶密度数不足的冷云，用飞机等播撒干冰、碘化银等催化剂，便可产生大量冰晶，促成或增加降水量。利用高炮、火箭从地面上发射催化剂，炮弹在云中爆炸，把炮弹中的碘化银燃成烟剂撒在云中，火箭在到达云中一定高度以后，碘化银剂开始点燃，随着火箭的飞行，沿途拉烟播撒。但是在此过程中使用的高炮或者火箭采用的是一种定时起爆装置，即火药药盘定时装置，在长时间存放过程中电池容易受潮而导致瞎火，同时定时精度也比较差，定时的时长也无法再次改变。

发明内容

本发明实施例的第一目的是：提供一种程控时序起爆装置，无需电池作为能源，从而也就避免了受潮瞎火的问题，同时定时精度高，定时时长也可以根据气象参数进行调整，通用性强。

本发明实施例的第一目的是：提供一种程控时序起爆装置起爆方法，具有起爆简单、定时精度高的特点。

本发明实施例提供的一种程控时序起爆装置，包括聚甲醛外壳和控制系统；所述控制系统被环氧树脂固化封装于所述外壳内部，并且通过起爆长针和起爆短针作为输入输出接口；

所述控制系统包括：

储能和电压调节模块，用来存储电能，并且将充电后的电压稳压调制起爆所需的电压；

微处理器，根据时间参数程序发出撒药起爆、开伞起爆指令；

编程接口，为所述微处理器提供写入时间参数的接口；

起爆模块，接收和执行所述微处理器发出的撒药起爆指令和开伞起爆指令；

所述微处理器分别与所述储能和电压调节模块、编程接口、起爆模块电相连。

可选的，所述储能和电压调节模块包括储能电容和电压调节芯片。

可选的，所述电压调节芯片为MAXIM5024。

可选的，所述微处理器为8位PIC单片机16F688。

本发明实施例提供的一种程控时序起爆装置的起爆方法，包括如下步骤：

根据现场气象条件计算撒药起爆时间参数T1和开伞起爆时间参数T2，并将所述时间参数T1、T2写入所述微处理器，其中T1＜T2；

对所述储能和电压调节模块充电，并且将充电后的电压稳压调制起爆所需的电压；

所述微处理器开始计时，计时T1完成后，发出撒药指令；计时T2完成后，发出开伞起爆指令。

可选的，所述气象条件为气象部门提供的云层高度、风速气象参数。

由上可见，应用本发明实施例的技术方案，采用充电式的电池作为能源，即在需要使用时，对所述储能和电压调节模块进行充电即可完成起爆时的能源需求，并且还可以对电压值进行调整，使得电压值为最佳起爆电压，从而也就避免了电池受潮瞎火的问题。同时，微处理器可以根据气象参数对撒药和开伞起爆的时间进行设定，即通过编程接口写入，不仅定时精度大大提高，同时也可以实时变换定时时长，通用性强，并且催雨的效果也更好。其实施起爆的方法具体为：首先根据现场气象条件计算起爆时间参数，然后将实时时间参数写入实时微处理器中，与此同时对实时储能和电压调节模块进行充电，并且将充电后的电压稳压调制到最佳的起爆所需的电压。充电完成时，所述微处理器计时开始，计时T1完成后，发出撒药指令；计时T2完成后，发出开伞起爆指令。此过程计时准确无误，精度高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种程控时序起爆装置起爆的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种程控时序起爆装置起爆的电路系统原理框图；

图3为本发明实施例提供的一种程控时序起爆装置起爆的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1和图2所示，本发明所述的程控时序起爆装置，包括聚甲醛外壳1和控制系统2，所述控制系统被环氧树脂3固化封装于所述外壳1内部，并且通过起爆长针4和起爆短针5作为输入输出接口；其中，所述控制系统2包括储能和电压调节模块21、微处理器22、编程接口23和起爆模块24。所述储能和电压调节模块21用来接受外部充电操作从而进行储能，并且将充电后的电压稳压调制起爆所需电压，其中进行储能的则为储能电容，进行调制电压的则为电压调节芯片MAXIM5024；所述微处理器22作为控制中心，根据写入的时间参数发出撒药起爆指令和开伞起爆指令，采用的是8为PIC单片机16F688。所述编程接口23则作为所述微处理器22写入时间参数的接口；所述起爆模块24则接收和执行所述微处理器22发出的撒药起爆指令和开伞起爆指令。

如图3所示，为所述程控时序起爆装置的电路原理图，其包括三部分：储能和电压调节模块21、微处理器22和起爆模块24。

在所述储能和电压调节模块21中，由2200uf的铝电解储能电容C7、超低功耗电压调节芯片MAXIM5024(满载功耗为90uA)，对应标号为U1、1uf滤波电容C1、10ufC2组成。在火箭发射的瞬间利用25V火箭发射电源给C7充电，经电压调节芯片稳压到3V后作为火箭发射出去后整个所述程控时序起爆装置的电源，在1mw功耗状态下，本电源可持续供电120秒以上。

在所述微处理器22中，采用8位PIC超低功耗单片机16F688，对应标号为U2，所述单片机在3V、外部晶振Y1为32.768的工作状态下的功耗为20uA，所述微处理器的主要功能是计时两个时间参数T1、T2，当T1计时完成时单片机的第9脚输出一个高电平；当T2计时完成时单片机的第7角输出一个高电平；当输出为高电平信号时，晶闸管Q1、Q2的导通控制信号。单片机U2控制的两个时间控制参数预先烧入单片机EPPROM，需要更改时可通过所述编程接口23的串口通信将需要新的参数再次写入单片机的EPPROM。

在所述起爆模块24中，采用经典的电容、晶闸管起爆电路，在给储能电容充电的瞬间也完成给起爆电容C3、C4充电，晶闸管Q1、Q2的控制极及单片机U2的第9脚、7脚处于低电平及0电位，当单片机U2控制的两个计时完成时，其9脚、7脚输出高电平，晶闸管Q1、Q2导通，接于OUT1、OUT2的点火头起爆。

以上是对本发明所述的程控时序起爆装置的结构的详细描述，以下则为本发明所述的程控时序起爆装置的起爆方法的说明：

(1)根据现场气象条件计算撒药起爆时间参数T1和开伞起爆时间参数T2，并将所述时间参数T1、T2写入所述微处理器22，其中T1＜T2，气象条件为气象部门提供的云层高度、风速气象参数；

(2)对所述储能和电压调节模块21充电，并且将充电后的电压稳压调制起爆所需的电压；

(3)所述微处理器22开始计时，计时T1完成后，发出撒药指令；计时T2完成后，发出开伞起爆指令。

本发明所述的程控时序起爆装置，与现有技术相比，不需要火药药盘定时，从而解决了受潮瞎火的问题，因为现有技术中，采用的电池是储有电能的，存储的时间一般不超过一年，但是本发明采用现用现充的方式，所述储能和电压调节模块21在常温条件下存放，可以保存50000小时，约六年。同时，所述控制系统2采用的是微功耗技术(工作功耗在0.9mA～2.4mA之间)，抗干扰能力强，性能稳定，使用环境在-40℃～85℃，时间精度高(±2ms)，并且体积小、重量轻、成本低廉、通用性好，可以修改过个定时起爆参数。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种程控时序起爆装置，其特征在于：

包括聚甲醛外壳和控制系统；

所述控制系统被环氧树脂固化封装于所述外壳内部，并且通过起爆长针和起爆短针作为输入输出接口；

所述控制系统包括：

储能和电压调节模块，用来存储电能，并且将充电后的电压稳压调制起爆所需的电压；

微处理器，根据时间参数程序发出撒药起爆、开伞起爆指令；

编程接口，为所述微处理器提供写入时间参数的接口；

起爆模块，接收和执行所述微处理器发出的撒药起爆指令和开伞起爆指令；

所述微处理器分别与所述储能和电压调节模块、编程接口、起爆模块电相连。

2.根据权利要求1所述的程控时序起爆装置，其特征在于：

所述储能和电压调节模块包括储能电容和电压调节芯片。

3.根据权利要求2所述的程控时序起爆装置，其特征在于：

所述电压调节芯片为MAXIM5024。

4.根据权利要求1所述的程控时序起爆装置，其特征在于：

所述微处理器为8位PIC单片机16F688。

5.一种根据权利要求1所述的程控时序起爆装置的起爆方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据现场气象条件计算撒药起爆时间参数T1和开伞起爆时间参数T2，并将所述时间参数T1、T2写入所述微处理器，其中T1＜T2；

对所述储能和电压调节模块充电，并且将充电后的电压稳压调制起爆所需的电压；

所述微处理器开始计时，计时T1完成后，发出撒药指令；计时T2完成后，发出开伞起爆指令。

6.根据权利要求5所述的程控时序起爆装置的起爆方法，其特征在于：

所述气象条件为气象部门提供的云层高度、风速气象参数。

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