CN105526833B - 一种电子雷管的储能电容快速充电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子雷管的储能电容快速充电方法，该方法通过控制主机对其内的母线输出电压分两阶段进行，第一阶段为母线输出电压从0伏逐渐提升到安全电压V1，在安全电压V1下控制电子雷管将其内的储能电容C1的电压从0V充到V1以检测电子雷管是否正常；第二阶段为母线输出电压从V1逐渐提升到起爆电压V2，在电压V2下采用闭环充电控制方法同时给网络中的所有电子雷管充电从而完成对电子雷管的充电，当控制主机与电子雷管联网后，控制主机在确认网络中的所有电子雷管功能后，快速完成起爆操作流程；在起爆过程中网络中所有电子雷管同时进入相对危险的起爆准备就绪状态起爆准备就绪状态的时间较短，有效降低安全责任事故的发生。
Description
技术领域
本发明的一种电子雷管的储能电容快速充电方法，属于电子雷管技术领域。
背景技术
目前，在并联型的电子雷管的起爆过程中，控制主机需要起爆指令发出前先通过两根母线给电子雷管内的储能电容充电；由于控制主机中升压电路输出功率有限，当网络中电子雷管数量超过一定数量后，所有并联在起爆器即控制主机输出的两个母线的电子雷管同时充电电流太大，容易损坏升压电路，所以对电子雷管储能电容充电的方式为基本都采用逐发充电的方式。给储能电容充电的逐发充电流程有多种，但是主要为一下两种流程：1.逐发将电子雷管内储能电容的电压直接由0V充到起爆电压；2.分档逐发对电子雷管内储能电容进行充电(即：控制主机需要将电子雷管储能电容的电压分两档或者多档进行逐发充电)；上述方法每发电子雷管内储能电容的充电时间最少需要100毫秒，当网络中连接的电子雷管数量较大时，将耗费大量时间而严重影响工作效率；由于第一发电子雷管完成充电时间与最后一发电子雷管完成充电的时间间隔较长，所以前期完成充电的电子雷管处于起爆前相对危险的高压状态时间过长增加了意外事故发生的概率。
发明内容
本发明的目的是：提供一种电子雷管的储能电容快速充电方法及装置，解决上述现有技术中所存在的充电时间太长及电子雷管处于起爆前相对危险的高压状态时间太长的问题，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：一种电子雷管的储能电容快速充电方法，该方法通过控制主机对其内的母线输出电压分两阶段进行，第一阶段为母线输出电压从0伏逐渐提升到安全电压V1，在安全电压V1下控制电子雷管将其内的储能电容C1的电压从0V充到V1以检测电子雷管是否正常；第二阶段为母线输出电压从V1逐渐提升到起爆电压V2，在电压V2下采用闭环充电控制方法同时给网络中的所有电子雷管充电从而完成对电子雷管的充电。
前述的一种电子雷管的储能电容快速充电方法中，在控制主机使其内的母线输出电压调压电路E1调整母线输出电压从0伏逐渐提升到安全电压V1时，上述电压提升期间使用其内的母线输出电流检测电路E2实时检测母线的输出电流,如果母线输出电流小于临界电流Imax则输出母线为正常状态,否则视输出母线为短路状态并且发出母线短路警告。
前述的一种电子雷管的储能电容快速充电方法中，在安全电压V1下控制电子雷管将其内的储能电容C1的电压从0V充到V1后，控制主机在V1电压下对在线的每一发电子雷管进行功能检测,如果检测到某发电子雷管功能参数不合格则提示用户剔除不合格产品,然后继续后续操作，否则直接进行后续操作。
前述的一种电子雷管的储能电容快速充电方法中，在控制主机使其内的母线输出电压调压电路E1调整母线输出电压从V1逐渐提升到起爆电压V2时，上述电压提升期间使用E2实时检测母线的输出电流，如果电流偏大则降低升压速度，如果电流偏小则提高升压速度，并且根据网络中电子雷管的数量及母线输出电流实时调整储能电容C1的充电时间。
前述的一种电子雷管的储能电容快速充电方法中，在网络中所有电子雷管的储能电容C1的电压都充到了V2后，在控制主机做一个固定时间的倒计时,如果在倒计时期间内没有检测到起爆操作，则控制主机发出放电指令Cmd2，并且返回初始操作界面;电子雷管收到Cmd2后将储能电容C1的电压从V2释放到0伏，并且返回初始状态。
前述的一种电子雷管的储能电容快速充电方法中，其特征在于：该方法的具体步骤如下：
步骤一、控制主机母线连接到已经并联的电子雷管网络中;开始操作流程后控制主机先使用其内的母线输出电压调压电路E1调整母线输出电压从0伏逐渐提升到安全电压V1，并且在上述电压提升期间使用其内的母线输出电流检测电路E2实时检测母线的输出电流,如果母线输出电流小于临界电流Imax则输出母线为正常状态,否则视输出母线为短路状态并且发出母线短路警告；
步骤二、经过步骤一确认电子雷管网络的连接没有短路后,控制主机在V1电压下对在线的每一发电子雷管进行功能检测,如果检测到某发电子雷管功能参数不合格则剔除不合格产品,然后继续后续操作；否则直接进行后续操作;由于功能检测过程有对储能电容的充电、放电电路进行功能检测所以功能检测后电子雷管内C1的电压为V1；
步骤 三、控制主机首先发出充电指令Cmd1告诉所有在线的电子雷管将储能电容电压从电压V1充电到电压V2，然后根据网络中电子雷管的数量多少计算出升压时间,并且在上述升压时间内使用其内的母线输出电压调压电路E1调整母线输出电压由V1逐渐提升到V2,并且在升压时间内使用其内的母线输出电流检测电路E2实时监测母线的输出电流，将检测到的电流与E1电路在当前电压能够提供的电流进行比较，如果电流偏大则降低升压速度，如果电流偏小则提高升压速度;
步骤四、经过步骤三后网络中所有电子雷管的储能电容C1的电压都充到了V2，此时控制主机发出相对危险高压警告并且提示电子雷管已经完成起爆前的准备工作，只要接收到控制主机发出的起爆指令就可以开始延期起爆流程了；同时在控制主机内做一个固定时间的倒计时,如果在倒计时期间内没有检测到起爆操作，则控制主机发出放电指令Cmd2，并且返回初始操作界面；电子雷管收到Cmd2后将储能电容C1的电压从V2释放到0伏，并且返回初始状态。
由于采用了上述技术方案，当用户将控制主机与电子雷管联网后，控制主机可以在确认网络中的所有电子雷管功能及连接正常后，快速完成起爆操作流程；在起爆过程中网络中所有电子雷管同时进入相对危险的起爆准备就绪状态，并且处于相对危险的起爆准备就绪状态的时间不长，这样有效降低安全责任事故的发生概率。并且联网的电子雷管数量越多，本发明的优越性越明显。
附图说明
附图1为本发明中起爆器与电子雷管并联网络的连接示意图；
附图2为本发明中起爆器母线输出电压变化示意图；
附图3为本发明中储能电容充电电压变化示意图；
附图4是本发明中起爆器内部功能模块示意图；
附图5是本发明中电子雷管内部功能模块示意图。
具体实施方式：
下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实例仅仅是本发明一部分实例，而不是全部的实例，基于本发明中的实例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实现方式实例，都属于本发明保护的范围。
本发明的实施例：本发明提供一种电子雷管领域里的电子雷管的储能电容快速充电方法和装置，涉及电子雷管专用起爆器（即控制主机）和电子雷管，其中起爆器具有母线输出电压调压电路E1、母线输出电流检测电路E2及相关通信控制协议;电子雷管具有储能电容C1的充电、放电电路、C1的电压检测电路及解析通信控制协议的逻辑处理电路；
起爆器与电子雷管并联网络连接示意图如附图1所示，从起爆器引出的两条通信导线并联了多台硬件相同但是其标识地址不同的电子雷管。
本实际中起爆器母线输出电压变化如图2所示；
本实例储能电容充电电压变化如图3所示。
本实例起爆器内部功能模块如图4所示。
本实例电子雷管内部功能模块如图5所示。
起爆器要快速给储能电容充电需要进行以下步骤：
步骤1：起爆器并联接入电子雷管网络，闭合K1电子开关，使用其内的E1在Time1时间内将输出母线S1的输出电压逐渐提升到9V，并且在Time1时间内使用其内的E2检测输出母线S2的电流，用以判断网络中是否存在短路情况；此过程电子雷管没有对储能电容C1充电，其电容仍然为0V，上述的Time1与网络中并联连接的电子雷管数量有关，并联接有500发电子雷管的网络，Time1时间在5秒内。
步骤2：起爆器在9V电压下逐发对网络中所有的电子雷管进行功能检查，如果所检查的电子雷管功能合格，则控制电子雷管将其内的储能电容C1的电压从0V充到9V，依次升压过程使用的时间在0.1秒左右。
步骤3、起爆器在9V电压下发出充电指令Cmd1,控制网络中每一发电子雷管后面的步骤将进行高压充电；然后起爆器根据网络中电子雷管的数量多少计算出升压时间Time2,并且在Time2时间内使用其内的E1电路调整母线输出电压由9V逐渐提升到22V,并且在升压时间Time2内使用E2电路实时监测母线的输出电流，使用检测到的电流与E1电路在当前电压能够提供的电流进行比较，如果电流偏大则降低升压速度，如果电流偏小则适当提高升压速度;起爆器经过上述步骤且通过闭环充电控制方法，用最快的速度同时给网络中的所有电子雷管充电22V，上述的Time2是根据网络中电子雷管的数量决定的，并联接有500发电子雷管的网络，充电时间在15秒左右。
步骤4：当所有在线电子雷管的都处于起爆前的危险状态，此时起爆器发出高压危险警告并且提示可以起爆了;同时做一个Time3的倒计时,如果在Time3时间内没有检测到起爆按键，则起爆器发出放电指令CMD2，并且返回开始起爆界面;电子雷管收到CMD2后将储能电容C1的电压从22V释放到0伏，并且返回初始状态；如果Time3时间内收到起爆指令，则停止Time3倒计时，并且开始延期起爆倒计时。这样可以限定所有电子雷管处于高压危险时间；上述的Time3我们综合爆破现场操作习惯设置为90秒。
最后应说明的是：以上实例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种电子雷管的储能电容快速充电方法，其特征在于：该方法通过控制主机对其内的母线输出电压分两阶段进行，第一阶段为母线输出电压从0伏逐渐提升到安全电压V1，在安全电压V1下控制电子雷管将其内的储能电容C1的电压从0V充到V1以检测电子雷管是否正常；第二阶段为母线输出电压从V1逐渐提升到起爆电压V2，在电压V2下采用闭环充电控制方法同时给网络中的所有电子雷管充电从而完成对电子雷管的充电；在控制主机使其内的母线输出电压调压电路E1调整母线输出电压从V1逐渐提升到起爆电压V2时，上述电压提升期间使用电流检测电路E2实时检测母线的输出电流，如果电流偏大则降低升压速度，如果电流偏小则提高升压速度，并且根据网络中电子雷管的数量及母线输出电流实时调整储能电容C1的充电时间。
2.根据权利要求1所述的一种电子雷管的储能电容快速充电方法，其特征在于：在控制主机使其内的母线输出电压调压电路E1调整母线输出电压从0伏逐渐提升到安全电压V1时，上述电压提升期间使用其内的母线输出电流检测电路E2实时检测母线的输出电流,如果母线输出电流小于临界电流Imax则输出母线为正常状态,否则视输出母线为短路状态并且发出母线短路警告。
3.根据权利要求1所述的一种电子雷管的储能电容快速充电方法，其特征在于：在安全电压V1下控制电子雷管将其内的储能电容C1的电压从0V充到V1后，控制主机在V1电压下对在线的每一发电子雷管进行功能检测,如果检测到某发电子雷管功能参数不合格则提示操作者剔除不合格产品,然后继续后续操作，否则直接进行后续操作。
4.根据权利要求1所述的一种电子雷管的储能电容快速充电方法，其特征在于：在网络中所有电子雷管的储能电容C1的电压都充到了V2后，在控制主机做一个固定时间的倒计时,如果在倒计时期间内没有检测到起爆操作，则控制主机发出放电指令Cmd2，并且返回初始 操作界面；电子雷管收到Cmd2后将储能电容C1的电压从V2释放到0伏，并且返回初始状态。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种电子雷管的储能电容快速充电方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：
步骤一、控制主机母线连接到已经并联的电子雷管网络中；开始操作流程后控制主机先使用其内的母线输出电压调压电路E1调整母线输出电压从0伏逐渐提升到安全电压V1，并且在上述电压提升期间使用其内的母线输出电流检测电路E2实时检测母线的输出电流,如果母线输出电流小于临界电流Imax则输出母线为正常状态,否则视输出母线为短路状态并且发出母线短路警告；
步骤二、经过步骤一确认电子雷管网络的连接没有短路后,控制主机在V1电压下对在线的每一发电子雷管进行功能检测,如果检测到某发电子雷管功能参数不合格则剔除不合格产品,然后继续后续操作；否则直接进行后续操作；由于功能检测过程有对储能电容的充电、放电电路进行功能检测所以功能检测后电子雷管内C1的电压为V1；
步骤三、控制主机首先发出充电指令Cmd1告诉所有在线的电子雷管将C1电压从电压V1充电到电压V2，然后根据网络中电子雷管的数量多少计算出升压时间,并且在上述升压时间内使用其内的母线输出电压调压电路E1调整母线输出电压由V1逐渐提升到V2,并且在升压时间内使用其内的母线输出电流检测电路E2实时监测母线的输出电流，将检测到的电流与E1电路在当前电压能够提供的电流进行比较，如果电流偏大则降低升压速度，如果电流偏小则提高升压速度；步骤四、经过步骤三后网络中所有电子雷管的储能电容C1的电压都充到了V2，此时控制主机发出相对危险高压警告并且提示电子雷管已经完成起爆前的准备工作，只要接收到控制主机发出的起爆指令就可以开始延期起爆流程了；同时在控制主机内做一个固定时间的倒计 时,如果在倒计时期间内没有检测到起爆操作，则控制主机发出放电指令Cmd2，并且返回初始操作界面；电子雷管收到Cmd2后将储能电容C1的电压从V2释放到0伏，并且返回初始状态。
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