CN114719700A - 一种无线起爆系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及爆破领域，具体是一种无线起爆系统及方法，其中无线起爆系统包括起爆器、无线起爆控制器和数个数码电子雷管，数个数码电子雷管均连接至所述无线起爆控制器，所述起爆器向该无线起爆控制器发送无线信号，该无线起爆控制器根据接收的信号控制数个数码电子雷管按指定的顺序起爆。本发明通过定位模块实现数码电子雷管的精确定位，并将每个数码电子雷管的控制和电源部分设置在所述无线起爆控制器上，不仅减小了数码电子雷管的体积、提高了安全性能；而且通过无线起爆控制器可方便、精确控制每个数码电子雷管的起爆，达到了多个数码电子雷管共用一个无线起爆控制器的目的，方便了操作、降低了成本。

Description

一种无线起爆系统及方法

技术领域

本发明涉及爆破领域，具体是一种无线起爆系统及方法。

背景技术

随着无线传输技术和爆破技术的发展，在矿山开采等领域逐渐采用了无线起爆系统实现爆破。现有的无线起爆系统一般包括起爆器、中继器、无线模块和数码电子雷管等，由于现有数码电子雷管的授权、延时和定位的限制，加之，中继器和无线模块的主要功能是信息传送，不具备计算、控制等功能，因此一个数码电子雷管需要匹配一个无线模块，不仅布线麻烦，而且成本较高。而如果多个数码电子雷管共用一个无线模块，则可能导致多个数码电子雷管的点火顺序混乱，从而造成较差的爆破效果。且现有的数码电子雷管一般包括点火装置、授权验证模块、延时模块和电源等，不仅体积较大、运输存储成本高，而且存在安全隐患。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种安全性能较高、成本较低的无线起爆系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种无线起爆系统，包括起爆器、无线起爆控制器和数个数码电子雷管，数个数码电子雷管均连接至所述无线起爆控制器，所述起爆器向该无线起爆控制器发送无线信号，该无线起爆控制器根据接收的信号控制数个数码电子雷管按指定的顺序起爆。

作为优选，每个数码电子雷管上设置有定位模块，每个定位模块将对应的位置信息发送至所述无线起爆控制器，该无线起爆控制器根据数个位置信息生成位置的图标排列信息，并显示在所述起爆器上，该起爆器通过图标排列信息设置数个数码电子雷管的起爆顺序。

作为优选，在所述起爆器上，按设计的起爆方案通过逐个点击图标排列信息中的图标向所述无线起爆控制器发送延时指令，该无线起爆控制器根据延时指令逐个修改对应数码电子雷管的延迟时间。

作为优选，所述无线起爆控制器的壳体内设置有PCB板，该PCB板上设有控制处理芯片、收发模块和与每个数码电子雷管对应的延时模块，所述收发模块接收所述起爆器的延时指令并发送至所述控制处理芯片，该控制处理芯片根据延时指令逐个控制对应的延时模块修改延迟时间。

作为优选，所述PCB板上设有图标生成模块，数个定位模块的位置信息发送至所述控制处理芯片，该控制处理芯片控制所述图标生成模块生成位置的图标排列信息，并通过所述收发模块传送至所述起爆器。

作为优选，每个数码电子雷管的外壳内设有电路板，该电路板上设置有点火模块、起爆安全验证模块和所述定位模块，所述控制处理芯片根据所述起爆器发送的指令控制所述起爆安全验证模块获得授权验证后，再控制所述点火模块点火起爆。

作为优选，所述壳体内设有为PCB板供电的电源，所述壳体上设有与每个数码电子雷管对应的接口，每个数码电子雷管的电路板上设有供电电路，所述电源通过对应的接口与所述供电电路连接以给对应的电路板供电。

作为优选，所述点火模块包括点火药、设置在该点火药后侧的点火头和设置在所述电路板上的点火电路，所述点火电路中设有点火电容，所述点火电容包括电连接的工作电容和起爆电容，所述工作电容与所述供电电路连接，所述起爆电容与所述点火头连接；所述控制处理芯片通过对应的接口控制所述起爆电容引燃所述点火头使点火药起爆。

作为优选，所述起爆安全验证模块、点火电路和定位模块均通过数据线连接至对应的接口与所述控制处理芯片通信，该接口与对应的延时模块连接。

本发明还提供一种无线起爆方法，其包括所述起爆器、无线起爆控制器和数个数码电子雷管，并采用以下步骤：

（1）控制处理芯片根据起爆器发送的检测指令控制电源向每个数码电子雷管供电并对对应的点火模块进行检测，确保点火模块工作正常；

（2）每个定位模块将位置信息发送至所述控制处理芯片，该控制处理芯片控制图标生产模块生成位置的图标排列信息，并发送至所述起爆器显示；

（3）通过起爆器逐个点击图标排列信息中的图标向所述控制处理芯片发送延时指令，该控制处理芯片根据接收的延时指令逐个控制延时模块修改对应数码电子雷管的延迟时间；

（4）所述控制处理芯片根据所述起爆器发送的授权指令控制每个起爆安全验证模块进行授权验证，确保授权验证通过；

（5）所述控制处理芯片根据所述起爆器发送的起爆指令控制每个点火模块按顺序点火起爆。

从以上技术方案可知，本发明通过定位模块实现数码电子雷管的精确定位，并将每个数码电子雷管的控制和电源部分设置在所述无线起爆控制器上，不仅减小了数码电子雷管的体积、提高了安全性能；而且通过无线起爆控制器可方便、精确控制每个数码电子雷管的起爆，达到了多个数码电子雷管共用一个无线起爆控制器的目的，方便了操作、降低了成本。

附图说明

图1是本发明无线起爆系统的结构示意图。

图2是本发明无线起爆系统的数码电子雷管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1和图2详细介绍本发明，在此本发明的示意性实施例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，本发明提供了一种无线起爆系统，其包括起爆器6、无线起爆控制器2和数个数码电子雷管1，数个数码电子雷管均连接至所述无线起爆控制器，所述起爆器向该无线起爆控制器发送无线信号，该无线起爆控制器根据接收的信号控制数个数码电子雷管按指定的顺序起爆，从而实现了一个无线起爆控制器控制多个数个数码电子雷管按有规律的顺序起爆。在实施过程中，一个起爆器可同时连接多个无线起爆控制器，且一个无线起爆控制器可控制多个数码电子雷管，由此可形成庞大的起爆网络，满足不同规模的爆破工程作业，不仅减少了无线起爆控制器数量，节约了成本；而且组网方便、快捷，操作便利。

本发明的每个数码电子雷管1的外壳11内设有电路板14，该电路板上设置有点火模块12和起爆安全验证模块13；所述无线起爆控制器2的壳体21内设置有PCB板25，该PCB板上设有控制处理芯片22、收发模块26和与每个数码电子雷管对应的延时模块23。本发明将现有数码电子雷管的电源和控制部分转移至地面的无线起爆控制器，一方面减小了数码电子雷管的体积，另一方面避免了电源和点火模块并存，提高了存储运输的安全性能；且控制部分设置在更开阔的地面，可提高信号传送、控制的稳定性。在实施过程中，所述收发模块26接收所述起爆器的各种指令并发送至所述控制处理芯片，以便无线起爆控制器控制各个数码电子雷管起爆。

本发明的每个数码电子雷管1上还设置有定位模块16，即在所述电路板14上设置所述定位模块17，所述PCB板25上设有图标生成模块28，数个定位模块的位置信息发送至所述控制处理芯片，该控制处理芯片控制所述图标生成模块生成位置的图标排列信息，并通过所述收发模块传送至所述起爆器并显示出来，所述起爆器通过图标排列信息设置数个数码电子雷管的起爆顺序。具体来说，每个定位模块均有一个位置信息如坐标信息，而控制处理芯片根据多个位置信息控制启动所述图标生成模块28生成图标排列信息，即图标生成模块将每个数码电子雷管的位置的坐标以图标的形式排列在模拟的二维或三维空间上，从而可在起爆器上清晰显示每个数码电子雷管位置，以便按起爆方案控制多个数码电子雷管的起爆顺序。

在所述起爆器上，按设计的起爆方案通过逐个点击图标排列信息中的图标向所述控制处理芯片发送延时指令，该控制处理芯片根据延时指令逐个修改对应数码电子雷管的延迟时间，从而实现控制多个数码电子雷管的起爆顺序。如在矿山上设计呈直线排列的多个炮孔，每个炮孔放置数码电子雷管和炸药，运行本发明的无线起爆系统后，在起爆器上显示有呈直线排列的多个图标，一个图标对应一个数码电子雷管，且图标的排列顺序与炮孔内数码电子雷管的排列顺序一致。然后通过点击每个图标向控制处理芯片发送延时指令，控制处理芯片根据起爆方案控制延时模块修改延迟时间，从而可给每个数码电子雷管注入不同的延迟时间，如直线排列的数个数码电子雷管从左至右的延迟时间依次递增等，从而达到了多个数码电子雷管按顺序起爆的目的。

作为优选，所述壳体内设有为PCB板供电的电源24，还可设置备用电源；所述壳体上设有与每个数码电子雷管对应的接口27，每个数码电子雷管的电路板上设有供电电路15，所述电源通过对应的接口与所述供电电路连接以给对应的电路板供电。在实施过程中，所述起爆安全验证模块、定位模块和点火模块12的点火电路122均通过数据线连接至对应的接口与所述控制处理芯片通信，且该接口与对应的延时模块连接。在实施过程中，在外壳的出线端采用胶塞3密封端口，一方面可防止涉水；另一方面可固定穿过该胶塞与所述接口连接的电源线和数据线，避免电源线和数据线在安装、运输过程松断，确保线路连接的稳固性。

具体来说，每个数码电子雷管的电源线和数据线均在接口汇集，方便线路连接；且一个接口插接一个数码电子雷管，一个延时模块对应一个接口，由此对每个数码电子雷管实现延时控制。当一个数码电子雷管插接在任意一个接口上后，其位置信息可显示在起爆器上，再通过点击起爆器上图标触发控制处理芯片控制与该接口对应的延时模块以修改延时时间。由此，本发明无须按照指定的接口插接数码电子雷管，数码电子雷管插接在任意接口上就可清晰了解其准确位置，不仅大大便利了布线，提高了效率；而且可精确控制起爆顺序，提高了爆破效果。

本发明的所述点火模块12包括点火药4、设置在该点火药后侧的点火头121和设置在所述电路板上的点火电路122，所述点火电路中设有点火电容5，所述点火电容5包括电连接的工作电容51和起爆电容52，所述工作电容与所述供电电路连接，从而可给所述点火电路供电，所述起爆电容与所述点火头连接，进而在工作电容通电后通过起爆电容使点火头实现点火。在实施过程中，所述控制处理芯片通过对应的接口控制所述起爆电容引燃所述点火头使点火药起爆。由此可见，本发明不仅将点火控制部分设置在地面的无线起爆控制器上，提高了安全性能；而且采用有线连接的数据传输方式，提高了稳定性。作为优选，所述点火药4包括后侧的起爆药41和前侧的加强药42，所述点火头引燃该起爆药后，进而引起起爆药和加强药的爆炸，以进一步提高爆破效果。

本发明还提供一种无线起爆方法，其包括上述的起爆器、无线起爆控制器和数个数码电子雷管，具体步骤是： 首先，控制处理芯片根据起爆器发送的检测指令控制电源向每个数码电子雷管供电并对对应的点火模块进行检测，确保点火模块工作正常。具体来说，当无线起爆控制器开启通电后，起爆器向控制处理芯片发送检测指令，控制处理芯片控制所述电源向点火电路供电，从而对所述工作电容充电，以检测点火电路运行是否正常，如可通过设置信号灯显示点火模块的电路连接是否通电等；当数码电子雷管通电后，每个定位模块将位置信息发送至所述控制处理芯片，该控制处理芯片控制图标生产模块生成位置的图标排列信息，并发送至所述起爆器显示出来。

然后，通过起爆器逐个点击图标排列信息中的图标向所述控制处理芯片发送延时指令，该控制处理芯片根据接收的延时指令逐个控制延时模块修改对应数码电子雷管的延迟时间，以精确控制起爆时间，提高爆破作业的效果和安全性；接着，起爆器向所述控制处理芯片发送授权指令，控制处理芯片根据授权指令控制每个起爆安全验证模块进行授权验证，即从监管平台获取的授权口令是否与起爆安全验证模块的口令一致，如一致则显示授权验证通过；如不一致，授权验证不通过，无法起爆，需重新进行授权验证操作。

当授权验证通过后，所述控制处理芯片则可根据所述起爆器发送的起爆指令控制每个点火模块按顺序点火起爆，完成爆破作业；具体来说，当控制处理芯片接收起爆指令后，其控制所述电源继续向点火电路供电，当供电超过一定电压后，所述起爆电容引燃所述点火头，从而实现起爆。由上可知，本发明的方法操作方法简单、起爆安全；且通过定位模块和特殊设计的数码电子雷管和无线起爆控制器达到了一个无线起爆控制器同时控制多个数码电子雷管按起爆设计方案安全起爆的目的，不仅方便了布线，提高了爆破效率；而且安全性能高，较低了成本。

Claims (10)

1.一种无线起爆系统，包括起爆器、无线起爆控制器和数个数码电子雷管，其特征在于：数个数码电子雷管均连接至所述无线起爆控制器，所述起爆器向该无线起爆控制器发送无线信号，该无线起爆控制器根据接收的信号控制数个数码电子雷管按指定的顺序起爆。

2.根据权利要求1所述无线起爆系统，其特征在于：每个数码电子雷管上设置有定位模块，每个定位模块将对应的位置信息发送至所述无线起爆控制器，该无线起爆控制器根据数个位置信息生成位置的图标排列信息，并显示在所述起爆器上，该起爆器通过图标排列信息设置数个数码电子雷管的起爆顺序。

3.根据权利要求2所述无线起爆系统，其特征在于：在所述起爆器上，按设计的起爆方案通过逐个点击图标排列信息中的图标向所述无线起爆控制器发送延时指令，该无线起爆控制器根据延时指令逐个修改对应数码电子雷管的延迟时间。

4.根据权利要求3所述无线起爆系统，其特征在于：所述无线起爆控制器的壳体内设置有PCB板，该PCB板上设有控制处理芯片、收发模块和与每个数码电子雷管对应的延时模块，所述收发模块接收所述起爆器的延时指令并发送至所述控制处理芯片，该控制处理芯片根据延时指令逐个控制对应的延时模块修改延迟时间。

5.根据权利要求4所述无线起爆系统，其特征在于：所述PCB板上设有图标生成模块，数个定位模块的位置信息发送至所述控制处理芯片，该控制处理芯片控制所述图标生成模块生成位置的图标排列信息，并通过所述收发模块传送至所述起爆器。

6.根据权利要求4或5所述无线起爆系统，其特征在于：每个数码电子雷管的外壳内设有电路板，该电路板上设置有点火模块、起爆安全验证模块和所述定位模块，所述控制处理芯片根据所述起爆器发送的指令控制所述起爆安全验证模块获得授权验证后，再控制所述点火模块点火起爆。

7.根据权利要求6所述无线起爆系统，其特征在于：所述壳体内设有为PCB板供电的电源，所述壳体上设有与每个数码电子雷管对应的接口，每个数码电子雷管的电路板上设有供电电路，所述电源通过对应的接口与所述供电电路连接以给对应的电路板供电。

8.根据权利要求7所述无线起爆系统，其特征在于：所述点火模块包括点火药、设置在该点火药后侧的点火头和设置在所述电路板上的点火电路，所述点火电路中设有点火电容，所述点火电容包括电连接的工作电容和起爆电容，所述工作电容与所述供电电路连接，所述起爆电容与所述点火头连接；所述控制处理芯片通过对应的接口控制所述起爆电容引燃所述点火头使点火药起爆。

9.根据权利要求8所述无线起爆系统，其特征在于：所述起爆安全验证模块、点火电路和定位模块均通过数据线连接至对应的接口与所述控制处理芯片通信，该接口与对应的延时模块连接。

10.一种无线起爆方法，其特征是包括权利要求1至9中任意一项所述起爆器、无线起爆控制器和数个数码电子雷管，并采用以下步骤：

（1）控制处理芯片根据起爆器发送的检测指令控制电源向每个数码电子雷管供电并对对应的点火模块进行检测，确保点火模块工作正常；

（2）每个定位模块将位置信息发送至所述控制处理芯片，该控制处理芯片控制图标生产模块生成位置的图标排列信息，并发送至所述起爆器显示；

（3）通过起爆器逐个点击图标排列信息中的图标向所述控制处理芯片发送延时指令，该控制处理芯片根据接收的延时指令逐个控制延时模块修改对应数码电子雷管的延迟时间；

（4）所述控制处理芯片根据所述起爆器发送的授权指令控制每个起爆安全验证模块进行授权验证，确保授权验证通过；

（5）所述控制处理芯片根据所述起爆器发送的起爆指令控制每个点火模块按顺序点火起爆。

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