CN211626283U - 一种雷管引爆用高压触发装置 - Google Patents
一种雷管引爆用高压触发装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN211626283U CN211626283U CN202020250730.8U CN202020250730U CN211626283U CN 211626283 U CN211626283 U CN 211626283U CN 202020250730 U CN202020250730 U CN 202020250730U CN 211626283 U CN211626283 U CN 211626283U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- compression module
- capacitor
- pulse
- trigger device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Air Bags (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种雷管引爆用高压触发装置，包括传输线、高压脉冲形成单元、引爆控制单元，还包括脉冲压缩模块，所述高压脉冲形成单元及引爆控制单元设置在高压触发装置的后端，所述脉冲压缩模块设置在高压触发装置的前端，所述高压脉冲形成单元与脉冲压缩模块通过传输线电连接，所述引爆控制单元用于实现高压脉冲形成单元与脉冲压缩模块之间的导通状态控制。本高压触发装置不仅具有更低的设置成本，同时布线方便；本高压触发装置还具有更强的抗干扰性。
Description
技术领域
本实用新型涉及雷管引爆器领域，特别是涉及一种雷管引爆用高压触发装置。
背景技术
目前的用于雷管引爆的高压引爆装置的结构设计中，主要包含高压电源、控制单元和高压脉冲形成单元，且控制单元与高压电源同模块设计，控制单元与高压电源形成的组合结构与高压脉冲形成单元两者之间为较长距离的传输控制电缆(一般超过20m)。现有的用于雷管引爆的高压引爆装置的工作过程一般为：高压电源通过高压电缆给高压脉冲形成单元内部的储能装置充电，然后采集负载通过电缆电压传输回控制单元，然后控制单元通过控制电缆触发高压脉冲形成单元放电，采集输出脉冲形成同步信号波形通过电缆传输回控制单元。具体结构形式如图1所示。
故以上两者之间的电缆一般包括：高压充电电缆、低压供电电缆、脉冲触发电缆、高压测量电缆和同步信号电缆。同时，高压脉冲形成单元内部包含供电电源、控制电路和高压开关等众多有源器件。而且高压脉冲形成单元工作在引爆现场，与雷管之间的距离较短(一般为几米)，故在设计高压脉冲形成单元时，对高压脉冲形成单元的可靠性和稳定有更高的要求。
对用于雷管引爆的高压引爆装置的结构作进一步优化，以达到方便使用、提高性能可靠性，是本领域技术人员研究的重要方向。
实用新型内容
针对上述提出的对用于雷管引爆的高压引爆装置的结构作进一步优化，以达到方便使用、提高性能可靠性，是本领域技术人员研究的重要方向的技术问题，本实用新型提供了一种雷管引爆用高压触发装置。本高压触发装置不仅具有更低的设置成本，同时布线方便；本高压触发装置还具有更强的抗干扰性。
针对上述问题，本实用新型提供的一种雷管引爆用高压触发装置通过以下技术要点来解决问题：一种雷管引爆用高压触发装置，包括传输线、高压脉冲形成单元、引爆控制单元，还包括脉冲压缩模块，所述高压脉冲形成单元及引爆控制单元设置在高压触发装置的后端，所述脉冲压缩模块设置在高压触发装置的前端，所述高压脉冲形成单元与脉冲压缩模块通过传输线电连接，所述引爆控制单元用于实现高压脉冲形成单元与脉冲压缩模块之间的导通状态控制。
本方案旨在针对现有技术中雷管引爆用高压触发装置，存在的包括高压脉冲形成单元的前端设备与包括控制单元的后端设备之间电缆较多的问题，提供了一种将高压脉冲形成单元与引爆控制单元设置在高压触发装置的后端、同时在高压触发装置的前端设置脉冲压缩模块的技术方案，采用本方案，针对高压触发装置的接线设计，仅需要在以上前端与后端之间设置脉冲传输电缆以及信号测量电缆即可，故采用本方案，可有效减少高压触发装置前端与后端之间的接线，这样，不仅可降低接线成本，同时可减小布线难度。本方案中，高压脉冲设置在装置的后端，考虑引爆的可靠性，设置为还包括所述脉冲压缩模块，旨在解决在不对高压脉冲形成单元的性能提出更高要求的情况下实现可靠引爆：来自高压脉冲形成单元的高压脉冲在长电缆传输过程中，由于电缆回路回路电感的影响，造成高压脉冲电流幅值变小和谐振周期变大，从而，在原始脉冲电流幅值和谐振周期没有足够余量的情况下，可能导致雷管引爆失败的问题，本方案中，通过设置为在装置的前端设置所述脉冲压缩模块，通过脉冲压缩模块对来自高压脉冲形成单元的高压脉冲进行压缩，以增大高压脉冲电流幅值、缩短电流震荡周期，即可保证引爆的成功率。在具体运用时，如设置为：脉冲压缩模块输出的电流正弦振荡周期为2～3μs，电流峰值为2-3kA。进一步的，采用以上高压脉冲形成单元及引爆控制单元后端设置，通过消除前端的有源器件，如高压脉冲形成单元内部的有源器件随高压脉冲形成单元全部移到后端，利用脉冲压缩模块内部只存在无源器件，可有效提高装置的抗干扰性。
更进一步的技术方案为：
作为传输线的具体实现方式，设置为：所述传输线有两根：用于传输高压脉冲的脉冲传输电缆、用于实现测量信号传递的信号测量电缆。
为实现引爆快速触发，设置为：所述高压脉冲形成单元及脉冲压缩模块上均设置有用于实现引爆触发用蓄能的电容器；
在高压脉冲形成单元中，电容器用于与高压电源相连，所述控制单元用于控制电容器与传输线的导通状态；
在脉冲压缩模块上，电容器与传输线相连。本方案中，后端的电容器可通过如和高压电源接通后实现蓄能，而后再在引爆控制单元的控制下与前端的电容器接通，实现为前端电容器快速充电，从而实现：在引爆控制单元发出引爆指令或执行引爆动作后，能够使得前端的电容器快速响应，实现引爆。
作为一种具体的后端电容器蓄能形式，设置为：所述高压脉冲形成单元还包括用于实现对电容器进行充电的钳位单元。
更为具体的，设置为：所述钳位单元为电阻器或电感器。
作为脉冲压缩模块的具体实现形式，设置为：所述脉冲压缩模块还包括磁饱和开关，所述磁饱和开关串联在脉冲压缩模块上的电容器与负载之间，高压脉冲形成单元上电容器输出的高压脉冲给脉冲压缩模块上的电容器充电，当脉冲压缩模块上的电容器上的电压达到磁饱和开关的饱和电压时，磁饱和开关导通，电容器通过磁饱和开关和负载传输线放电，在负载上触发电火花。本方案中，在高压电源实现对后端电容器蓄能后，在引爆控制单元的控制下，高压脉冲形成单元输出的高压脉冲快速给脉冲压缩模块上的电容器充电，当脉冲压缩模块上的电容器达到磁饱和开关的饱和电压，磁饱和开关导通，电容器通过磁饱和开关和负载之间的负载传输线放电，击穿负载火花间隙，形成快速振荡波形实现引爆触发。
为实现前端电容器、磁饱和开关保护，设置为：还包括相对于磁饱和开关并联的反向续流回路。本方案中，旨在利用所述反向续流电路传递震荡电流，以为震荡电流形成相对于磁饱和开关并联的震荡电流回路。
作为一种结构简单、在触发情况下反向续流电路断开的实现方案，设置为：所述反向续流回路包括电连接线及串联在电连接线上的二极管，所述二极管的电流导通方向为：当脉冲压缩模块上的电容器上的电压达到磁饱和开关的饱和电压时，磁饱和开关导通，电容器通过磁饱和开关和负载传输线放电，在负载上触发电火花时，所述反向续流回路处于断开状态。
不可避免的，需要在负载与磁饱和开关之间设置导电线路，由于导电线路的电感特性，会导致脉冲压缩单元输入至负载的高压脉冲的电流谐振周期变大，作为一种可削弱所述电感特性，同时便于连接多个负载的技术方案，设置为：所述磁饱和开关多路输出。具体运用时，单路输出可分别对应一个负载。
本实用新型具有以下有益效果：
本方案旨在针对现有技术中雷管引爆用高压触发装置，存在的包括高压脉冲形成单元的前端设备与包括控制单元的后端设备之间电缆较多的问题，提供了一种将高压脉冲形成单元与引爆控制单元设置在高压触发装置的后端、同时在高压触发装置的前端设置脉冲压缩模块的技术方案，采用本方案，针对高压触发装置的接线设计，仅需要在以上前端与后端之间设置脉冲传输电缆以及信号测量电缆即可，故采用本方案，可有效减少高压触发装置前端与后端之间的接线，这样，不仅可降低接线成本，同时可减小布线难度。本方案中，高压脉冲设置在装置的后端，考虑引爆的可靠性，设置为还包括所述脉冲压缩模块，旨在解决在不对高压脉冲形成单元的性能提出更高要求的情况下实现可靠引爆：来自高压脉冲形成单元的高压脉冲在长电缆传输过程中，由于电缆回路回路电感的影响，造成高压脉冲电流幅值变小和谐振周期变大，从而，在原始脉冲电流幅值和谐振周期没有足够余量的情况下，可能导致雷管引爆失败的问题，本方案中，通过设置为在装置的前端设置所述脉冲压缩模块，通过脉冲压缩模块对来自高压脉冲形成单元的高压脉冲进行压缩，以增大高压脉冲电流幅值、缩短电流震荡周期，即可保证引爆的成功率。在具体运用时，如设置为：脉冲压缩模块输出的电流正弦振荡周期为2～3μs，电流峰值为2-3kA。进一步的，采用以上高压脉冲形成单元及引爆控制单元后端设置，通过消除前端的有源器件，如高压脉冲形成单元内部的有源器件随高压脉冲形成单元全部移到后端，利用脉冲压缩模块内部只存在无源器件，可有效提高装置的抗干扰性。
附图说明
图1为现有技术中的雷管引爆用高压触发装置的系统拓扑图；
图2为本实用新型所述的一种雷管引爆用高压触发装置一个具体实施例的系统拓扑图；
图3为本实用新型所述的一种雷管引爆用高压触发装置一个具体实施例中，后端模块的系统拓扑图；
图4为本实用新型所述的一种雷管引爆用高压触发装置一个具体实施例中，前端模块的系统拓扑图；
图5为图3所示模块，在工作过程中的电压与电流波形图，其中，上图用于展示电压波形，下图用于展示电流波形；
图6为图4所示模块，在工作过程中的电压与电流波形图，其中，连续的线条用于展示电压波形，间断的线条用于展示电流波形；
图7为图4所示模块，且磁饱和开关具体为：具有两路输出时，各路的电流波形图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型不仅限于以下实施例：
实施例1：
如图1至图7所示，一种雷管引爆用高压触发装置，包括传输线、高压脉冲形成单元、引爆控制单元，还包括脉冲压缩模块，所述高压脉冲形成单元及引爆控制单元设置在高压触发装置的后端，所述脉冲压缩模块设置在高压触发装置的前端，所述高压脉冲形成单元与脉冲压缩模块通过传输线电连接，所述引爆控制单元用于实现高压脉冲形成单元与脉冲压缩模块之间的导通状态控制。
本方案旨在针对现有技术中雷管引爆用高压触发装置，存在的包括高压脉冲形成单元的前端设备与包括控制单元的后端设备之间电缆较多的问题，提供了一种将高压脉冲形成单元与引爆控制单元设置在高压触发装置的后端、同时在高压触发装置的前端设置脉冲压缩模块的技术方案，采用本方案，针对高压触发装置的接线设计，仅需要在以上前端与后端之间设置脉冲传输电缆以及信号测量电缆即可，故采用本方案，可有效减少高压触发装置前端与后端之间的接线，这样，不仅可降低接线成本，同时可减小布线难度。本方案中，高压脉冲设置在装置的后端，考虑引爆的可靠性，设置为还包括所述脉冲压缩模块，旨在解决在不对高压脉冲形成单元的性能提出更高要求的情况下实现可靠引爆：来自高压脉冲形成单元的高压脉冲在长电缆传输过程中，由于电缆回路回路电感的影响，造成高压脉冲电流幅值变小和谐振周期变大，从而，在原始脉冲电流幅值和谐振周期没有足够余量的情况下，可能导致雷管引爆失败的问题，本方案中，通过设置为在装置的前端设置所述脉冲压缩模块，通过脉冲压缩模块对来自高压脉冲形成单元的高压脉冲进行压缩，以增大高压脉冲电流幅值、缩短电流震荡周期，即可保证引爆的成功率。在具体运用时，如设置为：脉冲压缩模块输出的电流正弦振荡周期为2～3μs，电流峰值为2-3kA。进一步的，采用以上高压脉冲形成单元及引爆控制单元后端设置，通过消除前端的有源器件，如高压脉冲形成单元内部的有源器件随高压脉冲形成单元全部移到后端，利用脉冲压缩模块内部只存在无源器件，可有效提高装置的抗干扰性。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，如图1至图7所示，作为传输线的具体实现方式，设置为：所述传输线有两根：用于传输高压脉冲的脉冲传输电缆、用于实现测量信号传递的信号测量电缆。
为实现引爆快速触发，设置为：所述高压脉冲形成单元及脉冲压缩模块上均设置有用于实现引爆触发用蓄能的电容器；
在高压脉冲形成单元中，电容器用于与高压电源相连，所述控制单元用于控制电容器与传输线的导通状态；
在脉冲压缩模块上，电容器与传输线相连。本方案中，后端的电容器可通过如和高压电源接通后实现蓄能，而后再在引爆控制单元的控制下与前端的电容器接通，实现为前端电容器快速充电，从而实现：在引爆控制单元发出引爆指令或执行引爆动作后，能够使得前端的电容器快速响应，实现引爆。
作为一种具体的后端电容器蓄能形式，设置为：所述高压脉冲形成单元还包括用于实现对电容器进行充电的钳位单元。
更为具体的，设置为：所述钳位单元为电阻器或电感器。
作为脉冲压缩模块的具体实现形式，设置为：所述脉冲压缩模块还包括磁饱和开关，所述磁饱和开关串联在脉冲压缩模块上的电容器与负载之间，高压脉冲形成单元上电容器输出的高压脉冲给脉冲压缩模块上的电容器充电，当脉冲压缩模块上的电容器上的电压达到磁饱和开关的饱和电压时，磁饱和开关导通，电容器通过磁饱和开关和负载传输线放电，在负载上触发电火花。本方案中，在高压电源实现对后端电容器蓄能后，在引爆控制单元的控制下，高压脉冲形成单元输出的高压脉冲快速给脉冲压缩模块上的电容器充电，当脉冲压缩模块上的电容器达到磁饱和开关的饱和电压，磁饱和开关导通，电容器通过磁饱和开关和负载之间的负载传输线放电，击穿负载火花间隙，形成快速振荡波形实现引爆触发。
为实现前端电容器、磁饱和开关保护，设置为：还包括相对于磁饱和开关并联的反向续流回路。本方案中，旨在利用所述反向续流电路传递震荡电流，以为震荡电流形成相对于磁饱和开关并联的震荡电流回路。
作为一种结构简单、在触发情况下反向续流电路断开的实现方案，设置为：所述反向续流回路包括电连接线及串联在电连接线上的二极管，所述二极管的电流导通方向为：当脉冲压缩模块上的电容器上的电压达到磁饱和开关的饱和电压时，磁饱和开关导通，电容器通过磁饱和开关和负载传输线放电，在负载上触发电火花时，所述反向续流回路处于断开状态。
不可避免的，需要在负载与磁饱和开关之间设置导电线路，由于导电线路的电感特性，会导致脉冲压缩单元输入至负载的高压脉冲的电流谐振周期变大，作为一种可削弱所述电感特性，同时便于连接多个负载的技术方案，设置为：所述磁饱和开关多路输出。具体运用时，单路输出可分别对应一个负载。
实施例3：
本实施例基于实施例2，提供了一种具体的实现方式：后端模块中，高压脉冲形成及控制单元储能电容器C1为0.2μF，充电电压为-18kV，控制单元对应的具体执行机构为放电开关，更为具体的，采用冷阴极闸流管，钳位电路采用1kΩ高压电阻，前端模块与后端模块之间的传输电缆为20m，电缆电感为2.5μH。脉冲压缩单元模块中，电容器C2为0.2μF，磁饱和开关饱和电压为9kV，分成两路输出，每路负载传输线长度为4m，回路电感为1.0μH，等效电阻负载为0.1Ω。
图5为高压脉冲形成单元开关电压和电流波形，开关电压从-18kV上升到4.8kV，电流从0上升到2.3kA。整个电流周期为5.0μs。
磁饱和开关电压和电流波形如图6所示。饱和电压为9.1kV，电流峰值为5.1kA。
磁饱和开关两路输出电流波形如图7所示，输出电流类正弦振荡，电流峰值为2.55kA，振荡周期为2.8μs。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种雷管引爆用高压触发装置，包括传输线、高压脉冲形成单元、引爆控制单元，其特征在于，还包括脉冲压缩模块，所述高压脉冲形成单元及引爆控制单元设置在高压触发装置的后端，所述脉冲压缩模块设置在高压触发装置的前端，所述高压脉冲形成单元与脉冲压缩模块通过传输线电连接，所述引爆控制单元用于实现高压脉冲形成单元与脉冲压缩模块之间的导通状态控制。
2.根据权利要求1所述的一种雷管引爆用高压触发装置，其特征在于，所述传输线有两根：用于传输高压脉冲的脉冲传输电缆、用于实现测量信号传递的信号测量电缆。
3.根据权利要求1所述的一种雷管引爆用高压触发装置，其特征在于，所述高压脉冲形成单元及脉冲压缩模块上均设置有用于实现引爆触发用蓄能的电容器；
在高压脉冲形成单元中，电容器用于与高压电源相连，所述控制单元用于控制电容器与传输线的导通状态；
在脉冲压缩模块上，电容器与传输线相连。
4.根据权利要求3所述的一种雷管引爆用高压触发装置，其特征在于，所述高压脉冲形成单元还包括用于实现对电容器进行充电的钳位单元。
5.根据权利要求4所述的一种雷管引爆用高压触发装置，其特征在于，所述钳位单元为电阻器或电感器。
6.根据权利要求3所述的一种雷管引爆用高压触发装置，其特征在于，所述脉冲压缩模块还包括磁饱和开关，所述磁饱和开关串联在脉冲压缩模块上的电容器与负载之间，高压脉冲形成单元上电容器输出的高压脉冲给脉冲压缩模块上的电容器充电，当脉冲压缩模块上的电容器上的电压达到磁饱和开关的饱和电压时，磁饱和开关导通，电容器通过磁饱和开关和负载传输线放电，在负载上触发电火花。
7.根据权利要求6所述的一种雷管引爆用高压触发装置，其特征在于，还包括相对于磁饱和开关并联的反向续流回路。
8.根据权利要求7所述的一种雷管引爆用高压触发装置，其特征在于，所述反向续流回路包括电连接线及串联在电连接线上的二极管，所述二极管的电流导通方向为：当脉冲压缩模块上的电容器上的电压达到磁饱和开关的饱和电压时，磁饱和开关导通，电容器通过磁饱和开关和负载传输线放电，在负载上触发电火花时，所述反向续流回路处于断开状态。
9.根据权利要求6所述的一种雷管引爆用高压触发装置，其特征在于，所述磁饱和开关多路输出。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020250730.8U CN211626283U (zh) | 2020-03-04 | 2020-03-04 | 一种雷管引爆用高压触发装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020250730.8U CN211626283U (zh) | 2020-03-04 | 2020-03-04 | 一种雷管引爆用高压触发装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN211626283U true CN211626283U (zh) | 2020-10-02 |
Family
ID=72620479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020250730.8U Active CN211626283U (zh) | 2020-03-04 | 2020-03-04 | 一种雷管引爆用高压触发装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN211626283U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111207633A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-05-29 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种雷管引爆用高压触发装置 |
-
2020
- 2020-03-04 CN CN202020250730.8U patent/CN211626283U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111207633A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-05-29 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种雷管引爆用高压触发装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103248264B (zh) | 一种用于触发Trigatron气体开关的触发器 | |
| CN105119517A (zh) | 多个等离子体合成射流激励器同步放电的高压脉冲电源 | |
| CN104467772B (zh) | 脉冲变压器型触发器 | |
| CN201656806U (zh) | 一种基于恒功率充电系统的液相脉冲等离子体电源 | |
| CN106357147B (zh) | 一种高效能大电流组合波发生电路 | |
| CN103546056A (zh) | 一种xram脉冲产生电路 | |
| CN211626283U (zh) | 一种雷管引爆用高压触发装置 | |
| CN103391078A (zh) | 一种小型高效的大功率固态调制器 | |
| CN106024497B (zh) | 一种高短路关断直流断路器用辅助电路及其控制方法 | |
| CN102931867A (zh) | 一种重复频率的脉冲倍压发生装置 | |
| CN105372462B (zh) | 多波形冲击电流发生器 | |
| CN111207633B (zh) | 一种雷管引爆用高压触发装置 | |
| CN209913692U (zh) | 一种低压侧供电的车载dcdc变换器原边电压采样电路 | |
| CN105763096B (zh) | 一种用于驱动消融毛细管放电的组合波电路 | |
| CN101478259B (zh) | 方波crowbar脉冲电流系统 | |
| CN205038296U (zh) | 雷电流冲击试验台 | |
| CN201210034Y (zh) | 电火工品的静电引燃起爆仪 | |
| CN101841253A (zh) | 基于多路igct并联的液相脉冲放电系统 | |
| CN102237800A (zh) | 适合宽脉冲负载的前级储能交替馈电式高压变换器 | |
| CN201707360U (zh) | 长波形冲击电流发生器 | |
| CN204612618U (zh) | 小型高峰值功率驱动电路和驱动器 | |
| CN211606504U (zh) | 具有钳位及续流保护功能的脉冲系统 | |
| CN205067543U (zh) | 多波形冲击电流发生器 | |
| CN101902147A (zh) | 一种使用磁开关的冲击电压发生器 | |
| CN113691239A (zh) | 一种用于电脉冲破岩的磁开关脉冲发生器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |