CN110260736A - 一种数据和能量级联的数码电子雷管多级连接器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据和能量级联的数码电子雷管多级连接器，包括电子雷管探测单元、连接器电子数据处理单元、多级级联单元、电源单元。该多级连接器可组建规模庞大的起爆网络；在统一指令下起爆器联网可同时起爆连接的所有电子雷管，同时该多级连接器有过流保护和功率放大以及信号放大的作用，可克服大规模、远距离爆破作业中电压、信号传输不稳定的问题。
Description
技术领域
本发明涉及数码电子雷管技术领域，具体涉及一种数据和能量级联的数码电子雷管多级连接器。
背景技术
2006年首次在中国长江三峡围堰拆除爆破工程应用电子雷管以来，安全、可靠、精准、环保等电子雷管与生俱来的特点和优势已经获得爆破专家们的广泛认可。电子雷管用电子芯片取代了传统雷管中的化学黑火药，在生产、运输、存贮上更加的安全，因此电子雷管的应用越来越广泛。
在以往爆破作业中，起爆器和电子雷管通常用一根总线连接，在起爆电子雷管时，起爆器与电子雷管之间的连线可能达2～3km的距离，同时因起爆器对电子雷管的发送信号是复合信号(含雷管电源的供给和起爆信号等)，CAN总线会随着传输距离增加，最高传输速率会下降，如果距离过长会引起信号衰减故障；除此之外，单台起爆器只能起爆有限发的电子雷管，但是在实际爆破中存在很多大规模爆破作业，为了有效解决这些问题，本发明设计了一种数据和能量级联的数码电子雷管多级连接器。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种克服单台起爆器接入电子雷管数量少，不能完成大规模爆破作业的缺陷；以及起爆器和电子雷管组成的起爆工作电路电压不稳定、信号衰减问题的数据和能量级联的数码电子雷管多级连接器。
为达到上述目的本发明采用的技术方案：
一种数据和能量级联的数码电子雷管多级连接器，包括:电子雷管探测单元、连接器电子数据处理单元、多级级联单元和电源单元。
所述电子雷管探测单元包括UID码验证模块、起爆指令输出模块和雷管连接端口识别模块，所述UID码验证模块与所述起爆指令输出模块相连并通讯，所述雷管连接端口识别模块的一个端口对应一个与之连接的电子雷管，，用于识别接入的电子雷管；所述电子雷管探测单元用于对电子雷管UID码的验证、起爆指令的输出以及电子雷管连接端口的识别。
所述连接器电子数据处理单元包括传输信号处理模块、起爆器指令处理模块和数据存储再发模块，所述传输信号处理模块与所述起爆器指令处理模块相连并通讯，所述起爆器指令处理模块与所述UID码验证模块、起爆指令输出模块分别相连并通讯；所述连接器电子数据处理单元用于起爆器指令的处理、传输信号的处理以及数据的存储再发。
所述多级级联单元包括：串行ROM存储模块、连接器控制模块、多路串口通信模块、波特率设置模块，用于多级连接器与电子雷管的自适应的连接识别与通信。所述多级级联单元，由n个端口组成，用于实现多级连接器与各路电子雷管网络的自适应连接。
所述电源模块为电子雷管探测单元、连接器电子数据处理单元、多级级联单元供电，同时可以过流保护和功率放大以及信号放大。
进一步地，所述电源单元包括低压电源模块和电压逆变模块，所述低压电源模块包括输入滤波保护电路、尖峰抑制保护电路、过压浪涌抑制电路、升压电路和DC/DC转换电路，采用低压实现各个工业电子雷管间的相连并通讯；所述电压逆变模块包括脉冲调制电路、反馈电路、滤波电路、过流保护电路和功率放大电路，实现同步整流升压，使电压稳定输出。
本多级连接器采用一对一连接的方式连接多条起爆线路，对所连入起爆网络的电子雷管进行控制，使得信号传输更可靠。
与现有技术相比本说明的有益效果在于：
1、本发明多级连接器可连接多条起爆线路，用于起爆线路的不同时序控制，供电线和通信线复用方式，对多路电子雷管网络进行供电及信息传输，解决了单台起爆器只能起爆有限发电子雷管的缺陷；
2、本发明多级连接器在统一指令下单台起爆器联网可同时起爆连接的所有发电子雷管，同时该多级连接器有过流保护和功率放大以及信号放大的作用，解决了大规模爆破作业中电压不稳定、信号传输不稳定的问题。
附图说明
图1是本发明的结构组成示意图；
图2是本发明的结构和网络形式示意图；
图3本发明的多级级联单元结构组成示意图；
图4本发明的电源单元组成结构示意图；
图5本发明的工作流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
一种数据和能量级联的数码电子雷管多级连接器，包括:电源单元1、电子雷管探测单元2、连接器电子数据处理单元3和多级级联单元4。
所述电子雷管探测单元2，包括：UID码验证模块21、起爆指令输出模块22、雷管连接端口识别模块23。
所述电子雷管探测单元2用于对电子雷管UID码的验证、起爆指令的输出以及电子雷管连接端口的识别，所述UID码验证模块21与所述起爆指令输出模块22相连并通讯。
所述雷管连接端口识别模块23的一个端口对应一个连接的电子雷管，用于识别接入的电子雷管；所述UID码验证模块21用于接收起爆器指令处理模块32 输出的UID码，传输给电子雷管，电子雷管接收到UID码后，若为电子雷管的UID 码，输出正确信号，记录电子雷管连接到多级连接器的端口和UID码；若不是电子雷管的UID码，则不输出信号。
所述起爆指令输出模块22接收起爆指令处理模块输出的起爆指令，转发起爆指令给多级级联单元4中的多路串口通信模块43，通过每个串口发送给电子雷管，电子雷管自动验证起爆指令，起爆指令正确执行起爆功能；
所述连接器电子数据处理单元3，包括：传输信号处理模块31、起爆器指令处理模块32、数据存储再发模块33；
所述连接器电子数据处理单元3用于起爆器指令的处理、传输信号的处理以及数据的存储再发。
所述传输信号处理模块31与所述起爆器指令处理模块32相连并通讯，所述起爆器指令处理模块32与所述UID码验证模块21、起爆指令输出模块22分别相连并通讯；
所述起爆器指令处理模块32接传输信号处理模块31的信号，判断处理信号内容是否为UID码，如果是就转发给起爆器指令处理模块32，将起爆指令转发给起爆指令输出模块22；
所述多级级联单元4，由n个端口组成，包括：串行ROM存储模块41、连接器控制模块42、多路串口通信模块43、波特率设置模块44，用于多级连接器与电子雷管的自适应的连接识别与通信。
所述连接器控制模块42用来集中处理串行ROM存储模块41和多路串口通信模块43发送的信号，可采用数字信号处理芯片，实现信号的整形和放大，扩大信号传输的距离。
所述多路串口通信模块43采用RS232异步串行通信模式，以字符为传输单位，相邻两个字符间隔时间不定，接收和发送的波特率是由波特率设置模块44 设置。多路串口通信模块43通过连接起爆器的主端口一路接收起爆指令输出模块22输出的起爆指令，然后通过连接电子雷管的从端口群发送给电子雷管。
所述波特率设置模块44通过三路拨码开关设置8种波特率，确保主从端口接收发送数据波特率一致，波特率设置对应分别是：000＝2400；001＝4800； 010＝9600；011＝14400；100＝19200；101＝38400；110＝43000；111＝56000。
利用本多级连接器的多级级联单元4，可以实现对接收到的信号进行放大，以扩大信号的传输距离，使起爆可靠性更高。
所述电源模块采用弹载电源实现，为电子雷管探测单元2、连接器电子数据处理单元3、多级级联单元4供电，同时可以过流保护和功率放大以及信号放大。
本多级连接器采用单总线结构连接多条起爆线路，用于起爆线路的不同时序控制，起爆线路连接电子雷管,采用单总线结构，即总线只有一根双绞线，供电线和通信线复用方式。
实施例2
如图4所示，为更加清晰的描述表达本发明,在实施例1的基础上,对实施例1中的电源模块进行详细阐述:
所述电源单元1，包括：低压电源模块5和电压逆变模块6。
其中，所述低压电源模块5包括输入滤波保护电路51、尖峰抑制保护电路52、过压浪涌抑制电路53、升压电路54和DC/DC转换电路55，采用低压(≤50VDC) 实现各个工业电子雷管间的相连并通讯。输入电压经过输入滤波保护电路51、尖峰抑制保护电路52和过压浪涌抑制电路53到达DC/DC转换电路55，实现二次电源转换，当输入电压过低时，升压电路54开始工作，将经过过压浪涌抑制的输入电压进行升压，通过共阴极二极管输入到DC/DC转换电路55。输入电压处于正常稳态电压时，升压电路54不工作，当输入电压过低时，升压电路54 开始工作，主回路主要由升压电路54这一支路进行供电，实现输入电压全范围的工作要求；
所述电压逆变模块6将低压转换为高压200V，该模块采用电子开关以及升压电路54对储能电容充电，使其只有在起爆准备(连接、检测、延期时间设定、充电等)完成后，才处于高压(≥100VDC)储能触发雷管的待起爆状态。包括脉冲调制电路61、反馈电路62、滤波电路63、过流保护电路64、功率放大电路65。输入电压经过脉冲调制电路61、反馈电路62、滤波电路63、过流保护电路64、功率放大电路65，实现同步整流升压，先输出为稳定的PWM波，然后反馈到输入端，从而控制输出，通过滤波消除电路中的杂波，经过过流保护和功率放大，使电压稳定输出。
利用本多级连接器的电源单元1，可以实现对输入电压的放大，使得整个起爆网络更加稳定。
如图4所示,为了让本领域的技术人员更好的理解本发明,在此详细描述本多级连接器的工作流程:
电子雷管和多级连接器连接完毕后，电子雷管探测单元2中的雷管连接端口识别模块23识别接入电子雷管的端口号，判断是否连接好，若没有连接好就重新连接；若连接好就能识别出端口号，连接器电子数据处理单元3中的数据存储再发模块33会将此端口号存储下来。此时电子雷管处于接收数据状态，当接收到数据，电子雷管探测单元2中的UID码验证模块21判断接收的是否为电子雷管自己的UID序列码，若不是，则返回继续等待接收数据；若是，则进行数据校验，通过校验，起爆指令输出模块22将起爆指令传输给连接器电子数据处理单元3进行信号的滤波、放大，最后转换成数字信号输出给多级级联单元4 的多路串口通信模块43，连接器控制模块42再次对起爆指令的数字信号进行整形放大，再转发给起爆网络中的各路电子雷管进行起爆。
利用本多级连接器，可以连接多条起爆线路，用于起爆线路的不同时序控制，供电线和通信线复用方式，对多路电子雷管网络进行供电及信息传输。一个起爆器可带载n个多级连接器，每个多级连接器可带载n发电子雷管，从而可组建高达nn发的起爆网络，解决了单台起爆器只能起爆有限发的电子雷管的缺陷，可以使电子雷管应用在更多的大规模爆破作业中；在统一指令下单台起爆器联网可以同时起爆所连接好的所有电子雷管，同时该多级连接器有过流保护、功率放大以及信号放大作用，解决了大规模爆破作业中起爆线路电压不稳定、信号传输不稳定的问题。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种数据和能量级联的数码电子雷管多级连接器，电子雷管探测单元、连接器电子数据处理单元、多级级联单元和电源单元，其特征在于，
所述电子雷管探测单元包括UID码验证模块、起爆指令输出模块和雷管连接端口识别模块，所述UID码验证模块与所述起爆指令输出模块相连并通讯，所述雷管连接端口识别模块的一个端口对应一个连接的电子雷管，用于识别接入的电子雷管；
所述连接器电子数据处理单元包括传输信号处理模块、起爆器指令处理模块和数据存储再发模块，所述传输信号处理模块与所述起爆器指令处理模块相连并通讯，所述起爆器指令处理模块与所述UID码验证模块、起爆指令输出模块分别相连并通讯；
所述多级级联单元包括串行ROM存储模块、连接器控制模块、多路串口通信模块和波特率设置模块,所述串行ROM存储模块与所述数据存储再发模块相连并通讯，所述连接器控制模块与所述串行ROM存储模块、所述多路串口通信模块分别相连并通讯，所述多路串口通信模块与所述起爆指令输出模块相连并通讯，所述多路串口通信模块与所述波特率设置模块相连并通讯；
所述电源模块为电子雷管探测单元、连接器电子数据处理单元、多级级联单元供电，同时可以过流保护和功率放大以及信号放大。
2.根据权利要求1所述的一种数据和能量级联的数码电子雷管多级连接器，其特征在于，所述电源单元包括低压电源模块和电压逆变模块，所述低压电源模块包括输入滤波保护电路、尖峰抑制保护电路、过压浪涌抑制电路、升压电路和DC/DC转换电路，采用低压实现各个工业电子雷管间的相连并通讯；所述电压逆变模块包括脉冲调制电路、反馈电路、滤波电路、过流保护电路和功率放大电路，实现同步整流升压，使电压稳定输出。
3.根据权利要求1所述的一种数据和能量级联的数码电子雷管多级连接器，其特征在于，本多级连接器用于连接起爆器和电子雷管，电子雷管采用一对一方式进行连接，将每一发电子雷管都直接连入多级连接器的端口,提高了通信可靠性，使整个起爆网络稳定。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190920 |