CN106440978B - 电子雷管桥丝检测电路及检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电子雷管的桥丝检测电路及检测方法，属于集成电路和火工品交叉领域。本发明的桥丝检测方法采用低压多间隔微脉冲放电方法，桥丝检测电路在低压模式下利用多个微脉冲对储能电容进行间隔放电，通过检测电压变化来检测电子雷管桥丝状态。本桥丝检测方法通过降低电压、减少热能产生和积聚效应，使得桥丝在放电过程中产生的热量远低于起爆所需热能，在保证放电安全性的前提下实现桥丝自动测试。本发明可以实现快速批量自动检测，并适用于成品电子雷管的安全检测。

Description

电子雷管桥丝检测电路及检测方法
技术领域
本发明属于集成电路和火工品交叉领域，涉及电子雷管的桥丝部分。
背景技术
集成电路技术和火工品技术相结合产生的电子雷管是工业用雷管的必然发展趋势。电子雷管使用集成电路取代了工业雷管中的延期火药，利用集成电路实现了高精度延期、安全控制和可靠起爆等特性。
电子雷管主要由电路板、带有药头的桥丝、火药管(或无起爆药管)构成，其中集成电路、附加电子元件和桥丝都焊接在电路板上。电子雷管在使用中利用集成电路对桥丝进行放电加热药头来起爆火药管(或无起爆药管)。
在电子雷管设计和生产过程中，需要对电子雷管进行检测。每个组装步骤均需要对电子雷管的相关模块和功能进行检测，而最终组装成功后，由于电路板和桥丝均被封装至火药管(或无起爆药管)内，无法进行直接接触式检测，而桥丝又非常敏感很容易引爆雷管，因此，采用安全的方法对电子雷管成品进行检测是生产过程中非常重要的步骤。
发明内容
本发明目的是提供一种电子雷管桥丝检测电路及检测方法，通过电子雷管芯片内的电路实现对桥丝的自动安全检测，适用于生产过程中各阶段以及电子雷管成品的安全检测，并可以快速实现批量自动检测。
本发明通过以下技术方案来实现：一种电子雷管桥丝检测电路，包括检测模块、充电模块、储能电容、桥丝、开关和脉冲产生模块，
充电模块用于对储能电容进行低压充电，当储能电容两端的电压达到目标值后，停止对储能电容进行充电；所述低压为低于电子雷管起爆电压的电压值；
检测模块用于对储能电容两端的电压进行测量，得到充电完成后的电压值和放电完成后的电压值，根据充电完成后的电压值、放电完成后的电压值以及脉冲参数判断桥丝状态；所述脉冲参数包括脉冲个数、脉冲宽度和间隔宽度；
脉冲产生模块用于产生多间隔微脉冲，并通过多间隔微脉冲控制开关通断；每次开关导通时，储能电容通过桥丝进行低压放电；每次开关关断时，储能电容停止放电；多次放电后储能电容两端电压达到放电目标值，储能电容完成放电。
其中，所述开关为MOS管。
其中，检测模块还用于根据充电完成后的电压值、放电完成后的电压值以及脉冲参数评估桥丝的阻值。
其中，所述脉冲个数≥1，脉冲宽度为5μS至100μS，间隔宽度为1mS至500mS。
一种电子雷管桥丝检测方法，使用低压多间隔微脉冲方式对电子雷管的桥丝进行检测；所述低压为低于电子雷管起爆电压的电压值。
具体包括以下步骤：
步骤1，充电模块对储能电容进行低压充电，在储能电容两端电压达到充电目标值后，充电模块完成充电；
步骤2，检测模块对储能电容两端的电压进行测量，得到充电完成后的电压值；
步骤3，脉冲产生模块产生多间隔微脉冲，并通过多间隔微脉冲控制开关通断；
步骤4，每次开关导通时，储能电容通过桥丝进行低压放电，每次开关关断时，储能电容停止放电；在多次放电后储能电容两端电压达到放电目标值，储能电容完成放电；
步骤5，检测模块对储能电容两端的电压进行测量，得到放电完成后的电压值后，根据充电完成后的电压值、放电完成后的电压值以及脉冲参数判断桥丝状态；所述脉冲参数包括脉冲个数、脉冲宽度和间隔宽度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明采用的低压多间隔微脉冲放电方法工作在低压模式下，采用具有间隔的微脉冲进行放电。首先，在远低于可引爆雷管的电压下工作，保证桥丝在放电过程中产生的热量远低于起爆所需热能；其次，采用微脉冲的方式进行放电，使得每次放电过程在桥丝上产生微小的热能，进一步保证了放电安全性。再次，采用多间隔的放电方式，在下次脉冲放电前耗散掉上次脉冲放电产生的热能，降低热能积聚效应，最终保证放电安全性。
2)本方法具有极高安全性。基于桥丝电热转化物理特性，根据电路研究和实验，充分降低了桥丝热效应，保证检测过程安全可靠。
3)本方法通过降低电压、减少热能产生和积聚效应，使得桥丝在放电过程中产生的热量远低于起爆所需热能，在保证放电安全性的前提下实现桥丝自动测试。
4)本方法可在电子雷管生产任意过程中进行检测，尤其可用于成品电子雷管检测过程中。可以实现批量测试，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明实施方式的电路结构示意图。
图2为本发明实施方式的多间隔微脉冲示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明的电子雷管桥丝检测方法是基于图1的电子雷管桥丝检测电路进行检测，电子雷管桥丝检测电路由检测模块A1、充电模块A2、储能电容C1、桥丝Rq、开关S1和脉冲产生模块A3等电路模块构成。
储能电容C1存储桥丝放电检测所需的电能，其两端分别接T1点和T2点，其中T2点接地。
检测模块A1对储能电容C1两端的电压进行检测并获取结果，其两端分别接T1点和T2点，与储能电容C1并联。
充电模块A2在低压模式下对储能电容C1进行充电操作，其两端分别接T1点和T2点，与储能电容C1并联。充电模块A2控制充电开关、时间和电流。
桥丝Rq为电子雷管的桥丝，与开关S1串联，Rq与S1的串联构成放电通路，放电通路两端分别接T1点和T2点，与储能电容C1并联。桥丝Rq被检测是否正确接入，在工业上其阻值一般为1Ω至10Ω。
脉冲产生模块A3产生多间隔微脉冲，对开关S1进行开关控制。脉冲产生模块A3可以根据工作模式调制多间隔微脉冲。多间隔微脉冲波形如图2所示，其中TC为脉冲宽度，TO为间隔宽度，VC为S1的导通电压，VO为S1的关断电压，N为脉冲个数。
开关S1通过桥丝Rq对储能电容C1进行脉冲放电操作。开关S1采用多间隔微脉冲的导通与关断方式，其导通时间为TC，关断时间为TO。开关S1为MOS管。
电子雷管桥丝Rq极其敏感，在工作时将电能转化为热能，从而引爆雷管。本发明设计一种低压多间隔微脉冲放电方法对桥丝进行检测，该方法在低压模式下，通过采用多间隔、微秒级脉冲进行安全放电的方法来检测桥丝。具体包括以下步骤：
1)充电模块A2对储能电容C1进行低压充电。
根据电路和桥丝阻值特性，充电电压选择低于正常起爆的电压，典型范围为2V至8V。
2)检测模块A1对充电完成后的储能电容C1两端的电压进行测量，获取电压测量结果VH。
在储能电容C1两端电压达到目标值后，充电模块A2完成充电，同时检测模块A1获取电压测量结果VH。
3)脉冲产生模块A3产生多间隔微脉冲并控制开关S1的导通和关断。
脉冲宽度TC根据电子雷管芯片的工作状态可选择在mS量级以内，典型范围为5μS至100μS。间隔宽度TO根据电子雷管芯片的工作状态可选择在S量级以内，典型范围为1mS至500mS。脉冲个数N可根据电子雷管芯片的工作状态选择≥1的合适值。
4)开关S1在导通时间TC内通过桥丝Rq对储能电容C1进行放电，桥丝Rq通过电流并产生热量；开关S1在关断时间TO内停止对储能电容C1放电，桥丝Rq耗散热量。开关S1进行N个微脉冲放电后，储能电容C1两端电压降低至一定值，储能电容C1完成放电。
5)检测模块A1获取放电后电压测量结果VL，根据放电前电压测量结果VH、放电后电压测量结果VL、脉冲宽度TC、间隔宽度TO和脉冲个数N进行计算；根据计算结果可判断是否成功放电，判断桥丝是否正确接入，同时也可评估桥丝Rq阻值，完成电子雷管桥丝自动检测。
根据电子雷管的参数和工作要求，该方法既可以将充电电压和多间隔微脉冲波形等各参数设计为定值，依据流程对桥丝进行检测和评估，也可以设计为自适应值，由检测电路根据电子雷管状态实时调整充电电压和多间隔微脉冲波形，对桥丝进行自动检测和评估。
本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种电子雷管桥丝检测电路，包括检测模块、充电模块、储能电容和桥丝，其特征在于：还包括开关和脉冲产生模块，
充电模块用于对储能电容进行低压充电，当储能电容两端的电压达到目标值后，停止对储能电容进行充电；所述低压为低于电子雷管起爆电压的电压值；
检测模块用于对储能电容两端的电压进行测量，得到充电完成后的电压值和放电完成后的电压值，根据充电完成后的电压值、放电完成后的电压值以及脉冲参数判断桥丝状态；所述脉冲参数包括脉冲个数、脉冲宽度和间隔宽度；
脉冲产生模块用于产生多间隔微脉冲，并通过多间隔微脉冲控制开关通断；每次开关导通时，储能电容通过桥丝进行低压放电；每次开关关断时，储能电容停止放电；多次放电后储能电容两端电压达到放电目标值，储能电容完成放电。
2.根据权利要求1所述的一种电子雷管桥丝检测电路，其特征在于：所述开关为MOS管。
3.根据权利要求1或2所述的一种电子雷管桥丝检测电路，其特征在于：检测模块还用于根据充电完成后的电压值、放电完成后的电压值以及脉冲参数评估桥丝的阻值。
4.根据权利要求1或2所述的一种电子雷管桥丝检测电路，其特征在于：所述脉冲个数≥1，脉冲宽度为5μS至100μS，间隔宽度为1mS至500mS。
5.一种电子雷管桥丝检测方法，其特征在于：使用低压多间隔微脉冲方式对电子雷管的桥丝进行检测；所述低压为低于电子雷管起爆电压的电压值；具体包括以下步骤：
步骤1，充电模块对储能电容进行低压充电，在储能电容两端电压达到充电目标值后，充电模块完成充电；
步骤2，检测模块对储能电容两端的电压进行测量，得到充电完成后的电压值；
步骤3，脉冲产生模块产生多间隔微脉冲，并通过多间隔微脉冲控制开关通断；
步骤4，每次开关导通时，储能电容通过桥丝进行低压放电，每次开关关断时，储能电容停止放电；在多次放电后储能电容两端电压达到放电目标值，储能电容完成放电；
步骤5，检测模块对储能电容两端的电压进行测量，得到放电完成后的电压值后，根据充电完成后的电压值、放电完成后的电压值以及脉冲参数判断桥丝状态；所述脉冲参数包括脉冲个数、脉冲宽度和间隔宽度。
6.根据权利要求5所述的一种电子雷管桥丝检测方法，其特征在于：所述开关为MOS管。
7.根据权利要求5或6所述的一种电子雷管桥丝检测方法，其特征在于：步骤5中还包括根据充电完成后的电压值、放电完成后的电压值以及脉冲参数评估桥丝的阻值。
8.根据权利要求5或6所述的一种电子雷管桥丝检测方法，其特征在于：所述脉冲个数≥1，脉冲宽度为5μS至100μS，间隔宽度为1mS至500mS。
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