CN217686891U - 电子雷管通信装置、控制模块、电子雷管及起爆控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子雷管通信技术领域，具体公开了一种电子雷管通信装置，包括通信接口、整流电路和雷管控制电路，雷管控制电路包括集成控制芯片及点火电路，整流电路通过通信母线连接在通信接口和集成控制芯片的输入端之间，集成控制芯片输出端与点火电路电连接；电子雷管通信装置还包括通信信号调制模块，通信信号调制模块包括限压电路，限压电路输入端连接在整流电路与集成控制芯片之间的一通信母线上，输出端接地。本实用新型通过在电子雷管通信装置的整流电路与集成控制芯片之间设置通信信号调制模块，来提升电子雷管与起爆器之间的通信性能，提高了整个电子雷管的安全可靠性，避免电子雷管拒爆或报废，减少爆破损失。

Description

电子雷管通信装置、控制模块、电子雷管及起爆控制系统

技术领域

本实用新型涉及电子雷管通信技术领域，尤其涉及到一种电子雷管通信装置、控制模块、电子雷管及起爆控制系统。

背景技术

电子雷管主要由电子雷管控制模块、带有药头的桥丝、火药管(或无起爆药管)等构成，目前，电子雷管与电子雷管起爆器之间常见的通信方式为采用母线并联的方式，电子雷管通过其内设置的电子控制模块来识别母线通信电压波形达到传输控制指令和数据的目的，起爆前，外部起爆器通过母线对电子雷管进行供电和通信，从而实现对电子雷管的编码、检测、充电、延时控制等操作，如当模块电路中的集成控制芯片收到起爆器储能指令时会打开充电开关，对储能电容充电，当集成芯片收到起爆主机点火指令时会打开点火器放电开关，使储能电容、放电开关、点火器形成一个电流回路—即点火电路，放电开关使储能电容上的电能通过点火器放电，以使点火器电阻发热，从而引爆雷管。

由上可见，电子雷管与起爆器之间的通信性能将直接影响整个电子雷管的安全可靠性，在具体实施过程中电子雷管控制模块需要满足额定高低压通信需求，且能够及时稳定地接收并识别外部起爆主机发出的信号，如当电子雷管控制模块受到外部电磁干扰的影响或进行特定测试(如静电测试)时，产生的过电压会严重干扰电子雷管控制模块内的控制芯片工作，导致控制芯片工作异常，甚至击穿损坏芯片，而且，现有的电子雷管控制模块中的集成控制芯片在工作过程易出现信号中断、接收识别不到外部信号的情况，上述情形均会造成电子雷管拒爆或报废，给爆破作业带来不必要的损失。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电子雷管通信装置、控制模块、电子雷管及起爆控制系统，用以解决现有技术提到的电子雷管控制模块受到过电压的干扰会导致控制芯片工作异常，甚至击穿损坏芯片的问题。

依据本实用新型的第一个方面，提供一种电子雷管通信装置，包括通信接口、整流电路和雷管控制电路，所述雷管控制电路包括集成控制芯片及点火电路，所述整流电路通过通信母线连接在所述通信接口和所述集成控制芯片的输入端之间，所述集成控制芯片输出端与所述点火电路电连接；所述电子雷管通信装置还包括通信信号调制模块，所述通信信号调制模块包括限压电路，所述限压电路输入端连接在所述整流电路与所述集成控制芯片之间的一通信母线上，输出端接地。

可选的，所述限压电路包括电压保护元件，所述电压保护元件一端连接在所述整流电路与所述集成控制芯片之间连接的通信母线上，另一端接地；当所述整流电路输出的电能参数超过所述电压保护元件的反向导通参数时，所述电压保护元件导通，以使所述通信母线接地释放多余电能。

可选的，所述限压电路还包括开关器件；所述开关器件具有信号控制端，所述信号控制端与所述电压保护元件的接地端电连接，当所述整流电路输出的电能参数超过所述电压保护元件的反向导通参数时，所述电压保护元件通过信号控制端控制所述开关器件导通，以使所述通信母线接地释放多余电能。

可选的，所述电压保护元件包括如下类型中的一种：

稳压二极管；

气体放电管；

压敏电阻。

可选的，所述开关器件为MOS场效应管或三极管。

可选的，所述开关器件为N沟道增强型MOS场效应管时，所述MOS场效应管的栅极作为所述信号控制端与所述电压保护元件的接地端电连接，源极连接在所述整流电路与所述集成控制芯片之间连接的通信母线上，漏极接地，当所述整流电路输出的电能参数超过所述电压保护元件的反向导通参数时，所述电压保护元件控制所述MOS场效应管导通，以使所述通信母线通过所述MOS场效应管释放多余电能，由于MOS场效应管本身具有很高的输入电阻，更有利于电能的释放。

可选的，所述通信信号调制模块还包括设置在所述限压电路与所述集成控制芯片之间的信号维持电路，且所述信号维持电路与所述限压电路并联连接。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过在电子雷管通信装置的整流电路与集成控制芯片之间设置通信信号调制模块，来提升电子雷管与起爆器之间的通信性能，当整流电路向集成控制芯片输出的电压高于电压保护元件的反向导通电压时，电压保护元件导通以控制开关器件导通释放多余电能，从而保护集成控制芯片，确保芯片能够正常工作，而且，通信信号调制模块内设置的信号维持电路用于增加电子雷管内外部的环路电流，特别是在电子雷管延时期间用点火电路内的储能电容给点火器供电的时候，利于集成控制芯片对外部起爆主机控制信号的识别，使得电子雷管能够及时稳定地接收并识别外部起爆主机发出的控制信号，提高了整个电子雷管的安全可靠性，避免电子雷管拒爆或报废，减少爆破损失。

依据本实用新型的第二个方面，提供一种电子雷管控制模块，所述电子雷管控制模块设置有电子雷管通信装置，所述电子雷管通信装置包括通信接口、整流电路和雷管控制电路，所述雷管控制电路包括集成控制芯片及点火电路，所述整流电路通过通信母线连接在所述通信接口和所述集成控制芯片的输入端之间，所述集成控制芯片输出端与所述点火电路电连接；所述电子雷管通信装置还包括通信信号调制模块，所述通信信号调制模块包括限压电路，所述限压电路输入端连接在所述整流电路与所述集成控制芯片之间的一通信母线上，输出端接地。

本实用新型的有益效果为：

通过在电子雷管控制模块的电子雷管通信装置的整流电路与集成控制芯片之间设置通信信号调制模块，来提升电子雷管控制模块的通信性能，当整流电路向集成控制芯片输出的电压高于电压保护元件的反向导通电压时，电压保护元件导通并控制具有很大输入电阻的开关器件导通以释放多余电能，从而保护集成控制芯片，确保芯片能够正常工作，而且，通信信号调制模块内设置的信号维持电路能够增加电子雷管控制模块内外部的环路电流，特别是在电子雷管延时期间用点火电路内的储能电容给点火器供电的时候，利于集成控制芯片对外部起爆主机控制信号的识别，提高了整个电子雷管控制模块的安全可靠性，大大降低了电子雷管控制模块的报废率，减少生产损失。

依据本实用新型的第三个方面，提供一种电子雷管，所述电子雷管内设置有所述电子雷管控制模块，所述电子雷管控制模块设置有电子雷管通信装置，所述电子雷管通信装置包括通信接口、整流电路和雷管控制电路，所述雷管控制电路包括集成控制芯片及点火电路，所述整流电路通过通信母线连接在所述通信接口和所述集成控制芯片的输入端之间，所述集成控制芯片输出端与所述点火电路电连接；所述电子雷管通信装置还包括通信信号调制模块，所述通信信号调制模块包括限压电路，所述限压电路输入端连接在所述整流电路与所述集成控制芯片之间的一通信母线上，输出端接地。

依据本实用新型的第四个方面，提供一种电子雷管起爆控制系统，包括起爆主机、电子雷管，所述起爆主机通过通信母线，与所述电子雷管内设置的电子雷管控制模块上的电子雷管通信装置的通信接口进行通信连接。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过在电子雷管控制模块上的电子雷管通信装置内设置通信信号调制模块，提升控制系统内电子雷管与起爆主机之间的通信性能，确保了整个控制系统的安全可靠性。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型第一实施例提供的一种电子雷管通信装置的结构示意图；

图2为本实用新型一具体实施例提供的一种电子雷管通信装置的结构示意图

图3为本实用新型第五实施例提供的一种电子雷管起爆控制系统的结构示意图。

图中：1-起爆主机，2-电子雷管通信装置，21-通信接口，22-整流电路，23-雷管控制电路，231-集成控制芯片，232-点火电路，24-通信信号调制模块，241-限压电路，242-信号维持电路。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

具体请参见图1-2，本实用新型的第一实施例提供了一种电子雷管通信装置2，包括通信接口21、整流电路22和雷管控制电路23，雷管控制电路23包括集成控制芯片231及点火电路232，整流电路22通过通信母线连接在通信接口21和集成控制芯片231的输入端之间，集成控制芯片231输出端与点火电路232电连接，具体请参见图2，整流电路22为整流桥电路U1。电子雷管通信装置2还包括通信信号调制模块24，通信信号调制模块24包括限压电路241，限压电路241输入端连接在整流电路22与集成控制芯片231之间的一通信母线上，输出端接地，限压电路241用于保护集成控制芯片231不受输入的过电压的干扰破坏。

在本实用新型一可选实施例中，限压电路241包括电压保护元件，电压保护元件一端连接在整流电路22与集成控制芯片231之间连接的通信母线上，另一端接地。当整流电路22输出的电压小于电压保护元件的导通参数时，电压保护元件不导通，通信母线与雷管控制电路23内的集成控制芯片231连通，正常为雷管控制电路23提供工作能源和传输控制信号，而当整流电路22输出的电压超过电压保护元件的反向导通参数时，电压保护元件被击穿导通，通信母线接地以释放多余电能。具体请参见图2，本实用新型可选实施例中，电压保护元件为稳压二极管ZD1，具体的，稳压二极管ZD1的负极连接在整流电路22与集成控制芯片231之间的通信母线上，正极通过电阻R2接地，若整流电路22的输出电压高于稳压二极管ZD1的反向击穿电压，则稳压二极管ZD1被击穿导通，通信母线通过稳压二极管ZD1、电阻R2进行释能。

请参见图2，在本实用新型一可选实施例中，限压电路241还包括开关器件，开关器件具有信号控制端，信号控制端与电压保护元件—即稳压二极管ZD1的接地端电连接，当整流电路22输出的电能参数超过电压保护元件的反向导通参数时，电压保护元件导通并通过信号控制端控制开关器件导通，以使通信母线接地释放多余电能。具体的，在本实用新型优选实施例中，开关器件为N沟道增强型MOS场效应管，MOS场效应管的栅极作为信号控制端电连接在稳压二极管ZD1的正极与电阻R2之间，源极连接在整流电路22与集成控制芯片231之间连接的通信母线上，漏极接地，当整流电路22输出的电压大于稳压二极管ZD1的反向导通电压时，稳压二极管ZD1导通，此时，MOS场效应管的栅极为高电平，MOS场效应管导通，以使通信母线通过MOS场效应管释放多余电能，由于MOS场效应管本身具有很高的输入电阻，更有利于释放通信母线上多余的电能。

在本实用新型可选实施例中，通信信号调制模块24还包括设置在限压电路241与集成控制芯片231之间的信号维持电路242，且信号维持电路242与限压电路241并联连接。具体的，请参见图2，在本实用新型优选实施例中，信号维持电路242为并联在限压电路241上的电阻R3，即电阻R3一端接在通信母线上，另一端接地，由此，电阻R3能够增加雷管控制电路的环路电流，利于集成控制芯片231对外部信号的识别，而且避免了过度设计，成本压力小。

本实用新型通过在电子雷管通信装置2的整流电路22与集成控制芯片231之间设置通信信号调制模块24，来提升电子雷管与起爆器之间的通信性能，当整流电路22向集成控制芯片231输出的电压高于电压保护元件的反向导通电压时，电压保护元件导通以控制开关器件导通释放多余电能，从而保护集成控制芯片231，确保芯片能够正常工作，而且，通信信号调制模块24内设置的信号维持电路242用于增加电子雷管内外部的环路电流，特别是在电子雷管延时期间用点火电路232内的储能电容给点火器供电的时候，利于集成控制芯片231对外部起爆主机控制信号的识别，使得电子雷管能够及时稳定地接收并识别外部起爆主机发出的控制信号，提高了整个电子雷管的安全可靠性，避免电子雷管拒爆或报废，减少爆破损失，通信信号调制模块24设计合理、性能可靠，成本压力小。

本实用新型第二实施例提供了一种电子雷管控制模块，电子雷管控制模块设置有电子雷管通信装置2，电子雷管通信装置2包括通信接口21、整流电路22和雷管控制电路23，雷管控制电路23包括集成控制芯片231及点火电路232，整流电路22通过通信母线连接在通信接口21和集成控制芯片231的输入端之间，集成控制芯片231输出端与点火电路232电连接；电子雷管通信装置2还包括通信信号调制模块24，通信信号调制模块24包括限压电路241，限压电路241输入端连接在整流电路22与集成控制芯片231之间的一通信母线上，输出端接地。电子雷管通信装置2的通信信号调制模块24的具体结构和功能参见第一实施例的内容，本实用新型实施例在此不再赘述。

本实用新型实施例通过在电子雷管控制模块的电子雷管通信装置2的整流电路22与集成控制芯片231之间设置通信信号调制模块24，来提升电子雷管控制模块的通信性能，当整流电路22向集成控制芯片231输出的电压高于电压保护元件的反向导通电压时，电压保护元件导通，以控制具有很大输入电阻的开关器件导通释放多余电能，从而保护集成控制芯片231，确保芯片能够正常工作，而且，通信信号调制模块24内设置的信号维持电路242能够增加电子雷管控制模块内外部的环路电流，特别是在电子雷管延时期间用点火电路232内的储能电容给点火器供电的时候，利于集成控制芯片231对外部起爆主机控制信号的识别，提高了整个电子雷管控制模块的安全可靠性，大大降低了电子雷管控制模块的报废率，减少生产损失。

本实用新型第三实施例提供了一种电子雷管，电子雷管内设置有电子雷管控制模块，电子雷管控制模块设置有第一实施例提供的电子雷管通信装置2，电子雷管通信装置2包括通信接口21、整流电路22和雷管控制电路23，雷管控制电路23包括集成控制芯片231及点火电路232，整流电路22通过通信母线连接在通信接口21和集成控制芯片231的输入端之间，集成控制芯片231输出端与点火电路232电连接；电子雷管通信装置2还包括通信信号调制模块24，通信信号调制模块24包括限压电路241，限压电路241输入端连接在整流电路22与集成控制芯片231之间的一通信母线上，输出端接地。通信信号调制模块24的具体结构和功能参见第一实施例的内容，本实用新型实施例在此不再赘述

请参见图3，本实用新型第四实施例提供了一种电子雷管起爆控制系统，包括起爆主机、电子雷管，起爆主机通过通信母线，与电子雷管内设置的电子雷管控制模块上的电子雷管通信装置2的通信接口21进行通信连接。

本实用新型通过在电子雷管控制模块上的电子雷管通信装置2内设置通信信号调制模块24，提升起爆控制系统内各电子雷管与起爆主机之间的通信性能，确保了整个控制系统的安全可靠性。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型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，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (10)

1.一种电子雷管通信装置，包括通信接口、整流电路和雷管控制电路，所述雷管控制电路包括集成控制芯片及点火电路，所述整流电路通过通信母线连接在所述通信接口和所述集成控制芯片的输入端之间，所述集成控制芯片输出端与所述点火电路电连接；其特征在于，还包括通信信号调制模块，所述通信信号调制模块包括限压电路，所述限压电路输入端连接在所述整流电路与所述集成控制芯片之间的一通信母线上，输出端接地。

2.如权利要求1所述的电子雷管通信装置，其特征在于，所述限压电路包括电压保护元件，所述电压保护元件一端连接在所述整流电路与所述集成控制芯片之间连接的通信母线上，另一端接地；当所述整流电路输出的电能参数超过所述电压保护元件的反向导通参数时，所述电压保护元件导通，以使所述通信母线接地释放多余电能。

3.如权利要求2所述的电子雷管通信装置，其特征在于，所述限压电路还包括开关器件；所述开关器件具有信号控制端，所述信号控制端与所述电压保护元件的接地端电连接，当所述整流电路输出的电能参数超过所述电压保护元件的反向导通参数时，所述电压保护元件控制所述开关器件导通，以使所述通信母线接地释放多余电能。

4.如权利要求3所述的电子雷管通信装置，其特征在于，所述电压保护元件包括如下类型中的一种：

稳压二极管；

气体放电管；

压敏电阻。

5.如权利要求3所述的电子雷管通信装置，其特征在于，所述开关器件为MOS场效应管或三极管。

6.如权利要求5所述的电子雷管通信装置，其特征在于，所述开关器件为N沟道增强型MOS场效应管时，所述MOS场效应管的栅极作为所述信号控制端与所述电压保护元件的接地端电连接，源极连接在所述整流电路与所述集成控制芯片之间连接的通信母线上，漏极接地，当所述整流电路输出的电能参数超过所述电压保护元件的反向导通参数时，所述电压保护元件控制所述MOS场效应管导通，以使所述通信母线通过所述MOS场效应管释放多余电能。

7.如权利要求1所述的电子雷管通信装置，其特征在于，所述通信信号调制模块还包括设置在所述限压电路与所述集成控制芯片之间的信号维持电路，且所述信号维持电路与所述限压电路并联连接。

8.一种电子雷管控制模块，其特征在于，所述电子雷管控制模块设置有如权利要求1-7任一所述的电子雷管通信装置。

9.一种电子雷管，其特征在于，所述电子雷管内设置有如权利要求8所述电子雷管控制模块。

10.一种电子雷管起爆控制系统，其特征在于，包括起爆主机、如权利要求9所述的电子雷管，所述起爆主机通过通信母线，与所述电子雷管内设置的电子雷管控制模块上的电子雷管通信装置的通信接口进行通信连接。

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