CN85103708B - 短线微差起爆器 - Google Patents

Abstract

短线微有起爆器是一种适用于各种爆破工程及点火系统的点火引爆仪器，采用短线连接网路，程序控制定时自动点火起爆。设有完善的保安装置和报信装置。具有段数多，起爆能力强，各段延时可分别连续调节，延时精度高，操作简便，安全可靠，能降低成本、提高工效、改善劳动条件等优点。

Description

短线微差起爆器

本发明涉及一种点火器和应用点火装置的爆破方法。

目前普遍采用诸如美国专利US3788228所述的高能起爆器给毫秒电雷管点火或引爆导爆管，借助毫秒电雷管或导爆管的不同延期实现微差起爆。这种高能起爆器必须放在身边手动操作，仅仅起电源变换作用，只能单次点火一个电负载（如电雷管群），无顺序点火功能，它在给雷管点火引爆后自动或手动放电只是结束点火和避免操作人员被起爆器高压触电。对爆破事故它不具备拒爆保安功能。因为延期电雷管（包括导爆管）一经通电点火，起爆器就无法再控制了。而每只电雷管和导爆管经延时之后是否能第二次点火引爆炸药包及其实际延时值完全取决于它的化学药剂。毫秒电雷管由于受结构和生产工艺的限制，其延时无法调节，延时精度差且随着段数的增加越加严重，又无法直接检测。导爆管也是如此，并且存在断药不传爆等缺点。所以它们的工作都不够可靠，会出现前段拒爆其后段继续起爆、前后段颠倒爆以及通电后延时超过“安全时间”，在爆破人员进入爆区后再起爆等严重事故，造成人员伤亡和重大经济损失。而且还会在处理事故中和后继工序中（如铲装、破碎等）引起雷管、炸药爆炸而造成事故。由于其延时不可调、不准确，就无法实现多段按最佳时控的微差爆破和控制爆破，难以取得良好爆效，无法满足现代爆破技术的要求。

自五十年代以来国际上先后研制成功多种微差起爆器。以电子延时取代了化学药剂延时，解决了延时调节、延时精度和直接检测的问题。但没有解决或没有完全解决拒爆保安问题，更没有解决由于起爆器放在身边手动操作而必须使用长导线的问题。如1979年GB2015791专利文献报导的《延时装置及点火系统》和1982年US4314507专利文献报导的《顺序点火系统》都必须手动操作放置身边的中央装置，都采用通过两根长导线控制放置爆区的延时点火装置而引爆电雷管。它们均无自动闭锁（前段拒爆其后各段自动停止起爆）和拒爆保安功能。

1976年US3934514专利文献报导的《顺序点火装置》同样要放在身边手动操作充电、起爆（第一段）、放电，它存在下列问题：

1、每一段都必须使用一对长导线控制引爆放置爆区的电雷管。由于它必须使用多根长导线就存在下列弊病：（1）、增加爆破作业的工作量：例如用它进行一次20段的微差起爆，如果操作人员与爆区之间的安全距离为150米，则必须铺设20对×150米的长导线，导线重量约为50kg。爆破结束后又要回收这20对×150米长导线。若不回收，每次爆破成本仅导线就要增加约800元。每次爆破都要增加如此巨大的工作量对爆破人员是一个沉重的负担，而且对许多爆破作业都是不允许的。（2）、增加爆破作业的时间：如上述，铺设和回收这20对×150米的长导线并逐段进行检查需要相当长的时间，这对许多爆破作业来说也是不允许的。（3）、爆破的可靠性差：这么多的长母线容易接错，也难以检查，稍有疏忽或意外，就会造成爆破事故。而且大面积铺设长导线容易被爆破飞石炸断而造成爆破事故。（4）、对地形狭窄的爆破作业，难以铺设长母线。（5）、对不定向的燃破作业，由于爆块岩石四处溅落，无法使用长母线的微差起爆器。（6）、操作人员与爆区之间的安全距离受限制，容易受爆破的飞石、巨响、震动、冲击波、炸药毒气和粉尘的侵害，影响身心健康。

2、虽具有自动闭锁功能，但无自动保安功能。其放电和关机都必须手动操作。

3、其工作可靠性和抗干扰性能不够好。首先，从其结构图可知，它采用每段的延时条件和点火电流条件通过逻辑电路和与门电路综合后控制启动下一段的延时触发电路。这种控制方式实际上不是直接条件的程序控制，降低了工作可靠性。其次，从其具体电路可知，它采用集成单稳态延时触发电路、集成逻辑电路和与门电路。这些电路从开机到关机始终接通电源，通过电路的状态翻转完成预定的功能。理论和实践均证明这些电路靠提高门坎电平来提高抗干扰性能是无法根本解决干扰、误动作问题的。而干扰和误动作正是爆破作业中急待解决的关键技术问题。

本发明的目的在于设计一种采用短导线同起爆网路连接，具有自动保安装置和报信装置、程序控制定时起爆的短线微差起爆器。

为达到此目的采用下列技术措施：

第一，采用全自动程序控制定时自动起爆并报信。爆破时，起爆器可放置爆区近离炮孔3米左右，用短导线连接起爆网络。所用导线只有US3934514的《顺序点火装置》的2%而且不回收。从而大大简化了网路，显著地减少了爆破作业工作量和业作业时间，有效地提高了爆破的可靠性。

第二，设置撤离定时保安器保证操作人员安全撤离。操作人员在连接好网路之后，用钥匙开机，然后揿动“指令按钮”即可自行撤离到安全地方。在撤离保安期间，起爆器禁止充高压，确保人员安全撤离。

第三，在程控顺序点火器中设置自动安全开关和自动高压检测装置。达到了“安全时间”安全开关自动接通，直流变换器给储能器自动充高压并自动检测，当达到所预选的点火电压时，就按预选的时间间隔给一系列电负载照预定顺序程控点火起爆。若在规定的时间内储能器充电达不到所预选的点火电压，则禁止点火起爆，从而避免可能造成严重的爆破事故。

第四，设置拒爆保安器。当某段发生拒爆时，程控顺序点火器即自动闭锁，其后各段自动停止起爆。然后由拒爆保安器完成自动放电、自动关机，实现拒爆自动安全保护并启动报信器发出“拒爆安全”信号。若在规定时间内储能器充电达不到所预选的点火电压，拒爆保安器则使程控顺序点火器停止充电并禁止起爆、完成自动放电和自动关机，实现拒爆自动安全保护并启动报信器发出“拒爆安全”信号。拒爆自动安全保护工作通道与正常起爆工作通道均由指令器同时启动后并行工作。在时间上合理设置。当爆破正常完成时，拒爆保安器被正常起爆工作通道自动切断。当发生拒爆时即自动实现拒爆安全保护。

第五，设置报信器。当各段均正常起爆时，它由顺序点火器启动，在完成自动放电、自动关机同时，发出“正常安全”信号。如果拒爆，则由拒爆保安器启动其发出“拒爆安全”信号。操作人员在听到报信器发出的上述信号之后才能进入爆区，用钥匙关机并收回起爆器。钥匙开关能避免他人误操作。

上述这些功能都是US3934514的《顺序点火装置》无可比拟的。这在爆破领域和起爆器中是没有先例的。

为了保证起爆器工作可靠，根除误动作，本发明在整机结构上无论是正常爆破工作通道（包括程控顺序点火器），还是拒爆自动保安工作通道均采用直接的时间条件、电压条件和电流条件有机地组成单线串联型自动程序控制，程控信号按“接力型”逐级传递。同时在具体单元电路上（包括报信器）也都采用串联型直接条件控制。特别是每个单元电路都采用电子开关控制其电源通断，都只在需要其工作期间才接通其电源，其余时间均关断其电源。有效地提高了单元电路的抗干扰性能，保证了整机工作的可靠性。理论和大量生产爆破作业实践均证明了本起爆器工作可靠，从未发生误动作。

图面说明：

本短线微差起爆器主要由五个部分构成。其结构框图如图1所示，图中，1-定时指令器，2-撤离定时保安器，3-程控顺序点火器，4-拒爆保安器，5-报信器。箭头方向表示它们之间控制关系。

其工作原理图如图2所示，图中1-定时指令器，21、22-延时触发装置，31-安全开关装置，32-直流变换装置，33-高压选择与逻辑检测装置，34.1～34.N-N个段延时装置，35.1～35.N-N个段点火装置;41-限时装置，42-滞后延时装置，43-放电装置，44-自动关机装置，51-信号延时装置，52-放电信号装置，53-关机信号装置，KY-钥匙开关，E₂、E₂-干电池电源，Z₁～Z_N-N个电雷管群或电负载。箭头方向表示电路间的控制关系。

延时触发装置〔21〕、〔22〕和限时装置〔41〕的电路原理图如图3所示。

安全开关装置〔31〕、自动关机装置〔44〕和关机信号装置〔53〕的电路原理图如图4所示，图中〔311〕及〔312〕均为电子开关。

高压选择与逻辑检测装置〔33〕、N个段点火装置〔35.1〕～〔35.N〕、放电装置〔43〕和放电信号装置〔52〕的电路原理图如图5所示。

N个段延时装置〔34.1〕～〔34.N〕、滞后延时装置〔42〕和信号延时装置〔51〕的电路原理图如图6所示。以下是本起爆器各部分的说明。

定时指令器〔1〕是一个手动操作的按钮开关装置。它在接收到操作人员提供的指令信号后，同时给撤离定时保安器〔2〕和拒爆保安器〔4〕提供启动信号。它也可以采用各种遥控开关装置，如无线电遥控的开关装置等。

撤离定时保安器〔2〕，示于图2，由两个延时触发装置〔21〕与〔22〕串级或并级构成。它由定时指令器〔1〕提供的启动信号。启动后即开始计时，当达到定时值T_A时给程控顺序点火器〔3〕提供启动信号并给本装置提供一个自关断信号。撤离定时保安的定时值T_A为操作人员撤离到安全地带所需要的时间，一般为几秒至几十分钟，可根据需要确定，它也可以采用一个其他形式的电子、电气或机械的延时触发装置。

延时触发装置〔21〕和〔22〕的电路原理相同，如图3所示，每一个延时触发装置均由一个用一只可控硅与一只三极管串联组成的电子开关、一个电源稳压器、一个单结晶体管弛张振荡器、一个间歇充电的单结晶体管延时触发器和一个自关断组件组成。电子开关直接控制本装置的电源通断，由定时指令器〔1〕提供的一个启动信号接通，被本装置提供的一个自关断信号关断。弛张振荡器控制延时触发器的间歇充电频率。延时触发器从本装置的电子开关接通即开始计时，当达到延时值T₂₁或T₂₂时给程控顺序点火器〔3〕提供启动信号并给本装置的电子开关提供一个自关断信号。自关断组件跨接在本装置的输出端和电子开关的三极管基极上，返回自关断信号关断电子开关。其延时值T₂₁和T₂₂均可在几秒至几十分钟范围内根据T_A大小确定。若〔21〕与〔22〕串级，应使T₂₁≥T_A，T₂₂≥T_A;若〔21〕与〔22〕并级、则应使T₂₁＝T_A，T₂₂≥T₂₁;T₂₁、T₂₂通常为几分钟。延时触发装置〔21〕和〔22〕也可以采用不同的电路结构。

程控顺序点火器〔3〕，示于图2，由一个安全开关装置〔31〕、一个直流变换装置〔32〕、一个高压选择与逻辑检测装置〔33〕、N个段延时装置〔34.1〕～〔34.N〕和N个段点火装置〔35.1〕～〔35.N〕组成;用于按预选的点火电压及预选的的时间间隔顺序引爆N个电负载〔Z₁〕～〔Z_N〕。段数N可以为几个～几十个或更多。

安全开关装置〔31〕、示于图4，由两个均用一只可控硅与一只三极管串联组成的电子开关〔311〕与〔312〕串级构成。电子开关〔311〕控制电子开关〔312〕的三极管基极回路通断。它由延时触发装置〔21〕提供的一个启动信号接通，被逻辑检测装置〔33〕或拒爆保安器〔4〕提供的一个停止信号关断。电子开关〔312〕在电子开关〔311〕接通的情况下由延时触发装置〔22〕提供的一个启动信号接通，被逻辑检测装置〔33〕或拒爆保安器〔4〕提供的另一个停止信号关断。它直接控制直流变换装置〔32〕的启动和停止。安全开关装置〔31〕也可以采用一个继电器或其他形式的电子开关装置。

直流变换装置〔32〕是一个电源装置，由一个晶体管功率推挽振荡器，一个给N个储能器提供充电电源的高压整流器和一个给逻辑检测装置〔33〕提供同步工作电源的同步整流器组成。由安全开关装置〔31〕控制其启动和停止。

高压选择与逻辑检测装置〔33〕，示于图5，由一个采用多级稳压管和选择开关组成的点火电压选择器、一个与电压选择器兼容的逻辑检测器、一个单结晶体管触发器和一个同步工作电源稳压器构成。逻辑检测器跨接在直流变换器〔32〕的高压充电电源输出端，用于自动检测N个储能器充电是否达到所预选的点火电压值。触发器受逻辑检测器控制，由同步工作电源供电。本装置〔33〕与直流变换装置〔32〕同步工作。当N个储能器并联充电同时达到所预选的点火电压值时，给安全开关装置〔31〕提供停止信号，同时给第一个段延时装置〔34.1〕提供启动信号。

N个段延时装置〔34.1〕～〔34.N〕的电路原理均相同，如图6所示。每一个段延时装置都由一个用一只可控硅与一只三极管串联组成的电子开关、一个单结晶体管延时触发器、一个段延时选择器和一个自关断组件构成，电子开关直接控制本装置的电源通断，由与本装置输入端连接的前一级装置提供的一个启动信号接通，被本装置提供的一个自关断信号关断。延时触发器从本装置的电子开关接通即开始计时。当达到所预选的段延时值T_D时给与本装置输出端连接的段点火装置提供一个点火信号，同时给本装置的电子开关提供一个自关断信号。自关断组件跨接在本装置的输出端和电子开关的三极管基极上，返回自关断信号关断电子开关。段延时选择器用于每次爆破作业分别预选相邻两段后段对前段的延时时间间隔。可以采用一个电位器连续调节，也可以采用几个电阻配合多级选择开关分挡粗调加上一个电位器连续细调，以扩大调节范围和提高延时精度。调节范围可在几百微秒至几十秒范围内根据需要确定。工程爆破中相邻两段之间的延时间隔一般为几毫秒至几十毫秒。要求其误差小于5%。段延时装置也可以采用其他形式的电子延时触发装置，如脉冲计数器延时触发装置。

N个段点火装置〔35.1〕～〔35.N〕的电路原理均相同，示于图5，每一个段点火装置都由一个储能电容器、一个跨接在储能器两端的电压显示器、一个点火开关、一个串联在点火回路里的段起爆发信器和一对充电隔离二极管组成。当直流变换装置〔32〕启动时，N个储能器即通过各自一对充电隔离二极管并联跨接在高压充电电源输出端上同时充电。当直流变换装置〔32〕停止工作时，充电隔离二极管立即阻断。N个储能器彼此隔离成为各自独立的段点火电源，为本段的电负载点火时提供电流。点火开关用以控制跨接在本装置高压输出端上的电雷管群或电负载的点火，由同段的段延时装置提供的点火信号接通。段起爆发信器在本段的电雷管群或电负载被通电点火时给与其输出端连接的下一段延时装置提供一个启动信号。

上述的N个段延时装置〔34.1〕～〔34.N〕和N个段点火装置〔35.1〕～〔35.N〕按照〔34.1〕、〔35.1〕～〔34.N〕，〔35.N〕的顺序串联连接，信号逐级依次传递，按程序控制以任意预选的时间间隔顺序引爆N个电负载〔Z₁〕～〔Z_N〕。如果某段因断线或信号中断而拒爆，其后各段则立即自动闭锁，停止起爆。

拒爆保安器〔4〕，示于图2，由一个限时装置〔41〕、一个滞后延时装置〔42〕、一个放电装置〔43〕和一个自动关机装置〔44〕构成。它保证安全开关〔31〕在限定的时间内关断，禁止继续充电，在网路发生拒爆时，耗尽N个储能器中的电能，自动关机并启动报信器〔5〕，发生“拒爆安全”信号。它还限定了每一次爆破作业从指令器〔1〕发出启动信号到报信信号所需的最大时间T_BM。

限时装置〔41〕，其电路结构与延时触发装置〔21〕相同，如图3所示;由定时指令器〔1〕提供的启动信号启动后即开始计时;当达到限时值Tx时给安全开关装置〔31〕提供停止信号、给滞后延时装置〔42〕提供一个启动信号并给本装置的电子开关提供一个自关断信号。当延时触发装置〔21〕与〔22〕串级时，Tx＝T₂₁+T₂₂+T_CN;当〔21〕与〔22〕并级时，Tx＝T₂₂+T_CM。T_CM为N个储能器充电的允许最大时间，通常在几十秒至几分钟范围内设定。限时装置〔41〕也可以采用一个其他形式的电子、电气或机械的延时触发装置。

滞后延时装置〔42〕的电路结构与段延时装置〔34.1〕相同，如图6所示，不设延时选择器。它由限时装置〔41〕提供的一个启动信号启动后即开始计时;在网路发生拒爆情况下，达到延时值Tz时同时给放电装置〔43〕和报信器〔5〕分别提供启动信号，并给本装置的电子开关提供一个自关断信号，在各段均正常起爆时则自动失效。本装置在起爆过程中能禁止启动放电装置〔43〕。滞后延时值Tz一般在几十秒范围内设定，应比N个段延时值T_D1～T_DN的总和大几倍。

放电装置〔43〕，示于图5，由一个放电开关、一个放电电阻和N对放电隔离二极管组成。放电开关控制本装置的启动，可以采用可控硅或继电器，网路拒爆时，由滞后延时装置〔42〕提供启动信号接通，当各段均正常起爆时由后述的信号延时装置〔51〕提供的一个启动信号接通。放电电阻与放电开关串联连接后通过N对放电隔离二极管分别跨接在N个储能器两端。充电和起爆时放电隔离二极管阻断，起隔离作用。当放电开关接通时，N个储能器同时通过各自一对放电隔离二极管向放电电阻并联放电而耗尽储存的电能。

自动关机装置〔44〕，示于图4，由一个关机继电器〔J〕和一个可控硅开关组成。可控硅开关控制继电器〔J〕线圈的电源通断，由后述的信号延时装置〔51〕提供的一个启动信号接通，直至操作人员手动关机时被钥匙开关〔KY〕关断。关机继电器〔J〕在可控硅开关接通期间吸合，其两对常闭触头分别关断电源E₁和E₂。本装置也可以采用其他形式的开关装置。

报信器〔5〕，示于图2，由一个信号延时装置〔51〕、一个放电信号装置〔52〕和一个关机信号装置〔53〕组成。它能在各段均正常起爆并完成放电和自动关机时发出“正常安全”信号，在网路发生拒爆情况下完成放电和自动关机时发出“拒爆安全”信号，便于人体直接辨别;可以采用具有不同时间间隔和不同声响数目的雷管爆炸声响信号装置，也可以采用其他电声、电光或无线电码等信号装置。

信号延时装置〔51〕，其电路结构与段延时装置〔34.1〕相同，如图6所示，不设延时选择器。当各段均正常起爆时它由最后一个段点火装置〔35.N〕提供的一个启动信号启动，当网路发生拒爆时由滞后延时装置〔42〕提供的一个启动信号启动。从启动开始计时，在达到延时值Ts时同时给放电装置〔43〕和自动关机装置〔44〕分别提供启动信号，并给本装置的电子开关提供一个自关断信号。Ts通常为几秒至几十秒可根据需要确定。它也可以采用其他形式的延时触发装置。

放电信号装置〔52〕，示于图5，由一个瞬发电雷管和一个限流电阻串联组成，与放电装置〔43〕的放电电阻并联连接。在N个储能器放电时雷管被通电爆炸发出一个雷管爆炸声响的“放电信号”。它也可以采用电光、电声或无线电码等其他形式的信号装置。

关机信号装置〔53〕，示于图4，由一个瞬发电雷管和关机继电器〔J〕的一对常开触头串联组成。在关机继电器〔J〕自动关机时雷管被通电爆炸发出一个雷管爆炸声响的“关机信号”，它也可以采用电光、电声或无线电码等其他形式的信号装置。

钥匙开关〔KY〕做为电源E₁和E₂的第一道总开关，供爆作人员开机和关机，避免他人误操作。

以上是本发明的短线微差起爆器的设计方案。

为了扩大本起爆器的功能，可以附加一个手动操作装置和一个同步信号装置。

手动操作装置用于某些需要手动操作的爆破作业。它由一个能直接启动直流变换装置〔32〕的手动充电按钮开关装置、一个能直接启动第一个段延时装置〔34.1〕的手动起爆按钮开关装置和一个能直接启动信号延时装置〔51〕的手动放电按钮开关装置组成。

同步信号装置可以根据需要由一个或几个电子延时触发装置和几个开关装置组成，用于科研爆破工程和点火系统给高速摄影机和记录示波器等仪器记录现场爆破或点火过程提供同步信号。

本短线微差起爆器同已有技术比较，具有下列突出的优点：

1、本仪器可置于离炮孔3-5米，采用短导线连接，而现有的仪器同炮孔的连接线长达一、二百米以上，使用本仪器可以节省大量的导线。

2、本仪器可全自动程序控制定时自动起爆，使爆破作业与操作大为简化，能适用于各种爆破工程，包括地形狭窄和不定向的爆破工程。

3、安全可靠。本起爆器设有撤离定时保安器、自动闭锁装置和拒爆保安器等多种自动安全保护装置及简明易辨可靠的信号系统。能杜绝前后段颠倒爆和前段拒爆而其后段继续起爆等事故。采用“接力型”程控，抗干扰能力强。

4、改善劳动条件。还具有段数多，起爆能力大，各段延时分别连续可调，延时精度高等优点。能满足多数按最佳时控的微差起爆和控制爆破的要求，可提高工效、降低成本，获得理想的爆效。

实施例：

设定撤离定时保安的定时值TA＝2′;N个储能器充电的允许最大时间T_CM＝2′，滞后延时值T_Z＝1′;信号延时值Ts＝15s;延时触发装置〔21〕与〔22〕串级;其延时值T₂₁＝T₂₂＝2′;则限时值Tx＝7′;从定时指令器〔1〕发出启动信号到报信器〔5〕发出报信信号之间的最大时间T_BN＝8′。

延时触发装置〔21〕和〔22〕均采用如图3所示的电路。弛张振荡器的延时电容Cz＝47μf，电阻Rz＝3.3KΩ，其振荡频率f＝0.5次/秒。间歇充电延时触发器的延时电容C_Y＝47μf，电阻R_Y＝620Ω，其延时值T₂₁＝T₂₂＝2′，误差小于10%。

限时装置〔41〕采用如图3所示的电路。Cz＝47μf，Rz＝3.3KΩ，f＝0.5次/秒。C_Y＝100μf，R_Y＝680Ω，限时值Tx＝7′，误差小于10%。

高压选择与逻辑检测装置〔33〕采用如图5所示的电路。每一个段点火电压均可以从300V～900V分七挡选择。100V/挡;手动操作时可从0～900V连续调节。每一个段均能单发串爆100发铁脚线电雷管，2发并串联时为200发。整机起爆能力;单发串爆时为N×100发;2发并串联时为N×200发。N为总段数。

段延时装置〔34.1〕～〔34.N〕均采用如图6所示的电路。延时电容C＝4.7μf，R₀＝680Ω，R_T用一只12KΩ电位器连续调节段延时值T_D，每个后段对前段的段延时调节范围均为5～80ms，误差小于3%。若C＝4.7μf，R₀＝1.5KΩ，R_T改用一只8.2KΩ电阻配合一只拨动开关做为两挡粗调，再串联一只8.2KΩ电位器细调，则每个后段对前段的段延时调节范围均为10～90ms连续调节，误差小于1%。增加粗调挡数能扩大段延时调节范围并提高段延时精度，可根据需要确定。本起爆器的段延时调节范围和段延时精度均与段数N无关。

滞后延时装置〔42〕采用如图6所示的电路。延时电阻R₀+R_T＝400KΩ，延时电容C＝100μf，滞后延时值Tz＝1′，误差小于10%。

信号延时装置〔51〕采用如图6所示的电路。延时电阻R₀+R_T＝240KΩ，延时电容C＝47μf，信号延时值Ts＝15s，误差小于10%。

本实施例中，“正常安全信号”指网路爆破“轰隆”声之后15秒钟听到放电信号雷管和关机信号雷管同时爆炸而发出的一响雷管爆炸声响。“拒爆安全信号”指网路爆破“轰隆”声之后1～6分钟内听到相隔为15秒钟的两响雷管爆炸声响。

对图3～图6的详尽说明：

图3中，AN₁-按钮开关，GB₁、BG₂、BG₄-晶体三极管，BG₃、BG₅-单结晶体管，KP₁-可控硅，WD₁～WD₄-稳压二极管，D₁～D₁₀-二极管，C₁～C₅-电容器，R₁～R₁₃-电阻，T₁-脉冲变压器。

当图3作为延时触发装置〔21〕和限时装置〔41〕时，由按钮开关AN₁直接启动。当图3作为延时触发装置〔22〕时，去掉按钮开关AN₁，其输入端为F₁、F₂，且可以只有一对输出端G₁、G₁′。当图3作为延时触发装置〔21〕时，具有两对输出端G₁、G₁′和G₂、G₂′。当图3作为限时装置〔41〕时，应具有三对输出端G₁、G₁′、G₂、G₂′及G₃、G₃′，其输出部分电路可改为如图5中所示的L_A、L_A′、L_B、L_B′及L_C、L_C′。

图4中，BG₃₁₁、BG₃₁₂₁、BG₃₁₂₂-晶体三极管，KP₃₁₁、KP₃₁₂、KP₄₄-可控硅，R₃₁₁、R₃₁₂-电阻。

g₃₁₁、g₃₁₂、g₄₄分别为KP₃₁₁、KP₃₁₂、KP₄₄的控制极（信号输入端）。M₁、M₂和Q₁、Q₂为停止信号的输入端。

图5中，WD₃₃₁～WD₃₃N-稳压二极管，D₃₃₁～D₃₃₃、D_35.11、D_35.12～ $D_{{\mathrm{35.N}}_1}$ 、 $D_{{\mathrm{35.N}}_2}$ 、D_43.11、D_43.12～ $D_{{\mathrm{43.N}}_1}$ 、 $D_{{\mathrm{43.N}}_2}$ -二极管，KP_35.1～KP_35.N、KP₄₃-可控硅，R₃₃₁～R₃₃₅、R_35.1～R_35.N、R₄₃、R₅₂-电阻，C₃₃₁～C₃₃₄、C_35.1～C_35.N-电容器，BG₃₃-单结晶体管，T₃₃-脉冲变压器，Ks-选择开关，V_35.1～V_35.N-电压显示器，S₅₂-放电信号雷管。

g_35.1～g_35.N、g₄₃分别为KP_35.1～KP_35.N、KP₄₃的控制极（信号输入端）。L_A、L_A′、L_B、L_B′、L_C、L_C′和L₁、L₁′～L_N、L_N′均为脉冲信号输出端。

图6中，WD₅～WD₇-稳压二极管，D₁₁～D₁₅-二极管，R₁₄～R₂₀-电阻，C₆～C₈-电容器，T₂、T₃-脉冲变压器，BG₆-晶体三极管，BG₇-单结晶体管，KP₂-可控硅。

H₁、H₂为信号输入端。当图6作为段延时装置〔34.1〕～〔34.N〕时，可以只有一对输出端X₁、X₁′。当图6作为滞后延时装置〔42〕和信号延时装置〔51〕时，应增加一对输出端X₂、X₂′，其输出部分电路可改为如图3中所示的G₁、G₁′和G₂、G₂′。

Claims (18)

1、一种含有直流变换器、储能器、电子延时器和点火开关的短线微差起爆器，其特征是它由一个定时指令器〔1〕、一个撤离定时保安器〔2〕、一个程控顺序点火器〔3〕、一个拒爆保安器〔4〕和一个报信器〔5〕、以及一个手动操作装置和一个同步信号装置组成，爆破时仪器可置于距炮孔3米处程控工作，定时指令器〔1〕接收到操作人员提供的指令信号后即同时输出两个信号，分别启动撤离定时保安器〔2〕和拒爆保安器〔4〕，撤离定时保安器〔2〕输出两个信号启动程控顺序点火器〔3〕，在达到预选的点火电压时按预选的时间间隔给一系列的电负载程控点火引爆，在正常点火引爆结束时，由该顺序点火器〔3〕输出一个信号启动报信器〔5〕实现自动放电和自动关机，同时发出“正常安全”信号，若网路发生拒爆或在规定时间内储能器充电达不到预选的点火电压，则由拒爆保安器〔4〕先后发出信号使程控顺序点火器〔3〕停止充电并禁止起爆、完成自动放电、自动关机，并启动报信器〔5〕发出“拒爆安全”信号。

2、按照权利要求1所述的短线微差起爆器，其特征是所述的指令器〔1〕是一个在接收到操作人员提供的指令信号后即同时给撤离定时保安器〔2〕和拒爆保安器〔4〕提供启动信号的手动按钮开关装置，它也可以采用各种遥控开关装置，如无线电遥控的开关装置等。

3、按照权利要求1所述的短线微差起爆器，其特征是所述的撤离定时保安器〔2〕由延时触发装置〔21〕〔22〕相串级或并级构成，由定时指令器〔1〕提供的启动信号启动后即开始计时，给顺序点火器〔3〕提供启动信号，它也可以采用一个其他形式的电子、电气或机械延时触发装置。

4、按照权利要求1所述的短线微差起爆器，其特征是所述的顺序点火器〔3〕由一个安全开关装置〔31〕，一个直流变换装置〔32〕、一个高压选择与逻辑检测装置〔33〕、N个段延时装置〔34.1〕～〔34.N〕和N个段点火装置〔35.1〕～〔35.N〕组成，用于顺序点火N个电雷管群〔Z₁〕～〔Z_N〕按预选的点火电压及预选的时间间隔程控引爆。

5、按照权利要求4所述的短线微差起爆器，其特征是所述的安全开关装置〔31〕由电子开关〔311〕与〔312〕串级构成，用于控制直流变换装置〔32〕的启动和停止，由撤离定时保安器〔2〕提供的启动信号接通，被逻辑检测装置〔33〕或拒爆保安器〔4〕提供的停止信号关断，它也可以采用其他形式的开关装置。

6、按照权利要求4所述的短线微差起爆器，其特征是所述的高压选择与逻辑检测装置〔33〕由一个采用多级稳压管和选择开关组成的点火电压选择器、一个与电压选择器兼容的逻辑检测器、一个单结晶体管触发器和一个同步工作电源稳压器构成，与直流变换装置〔32〕同步工作，当N个储能器并联充电同时达到所预选的点火电压值时给安全开关装置〔31〕提供停止信号并给段延时装置〔34.1〕提供启动信号。

7、按照权利要求4所述的短线微差起爆器，其特征是所述的顺序点火器〔3〕的N个段延时装置〔34.1〕～〔34.N〕和N个段点火装置〔35.1〕～〔35.N〕按照〔34.1〕、〔35.1〕～〔34.N〕、〔35.N〕的顺序串联连接，信号逐级依次传递，按程序控制以任意预选的时间间隔顺序引爆N个电雷管群〔Z₁〕～〔Z_N〕。

8、按照权利要求7所述的短线微差起爆器，其特征是所述的N个段延时装置〔34.1〕～〔34.N〕的每一个段延时装置都由一个电子开关、一个自关断组件、一个单结晶体管延时触发器和一个能连续调节延时值的段延时选择器组成，由它的前一级装置所提供的启动信号启动后即开始计时，给同段的段点火装置提供点火信号，它也可以采用其他形式的电子延时触发装置，如脉冲计数器延时触发装置。

9、按照权利要求7所述的短线微差起爆器，其特征是所述的N个段点火装置〔35.1〕～〔35.N〕的每一个段点火装置都由一个经充电后做为段点火电源的储能电容器、一个电压显示器、一个点火开关、一个段起爆发信器和一对充电隔离二极管组成，由同段的段延时装置提供的点火信号接通点火开关而引爆跨接在本段高压输出端的电雷管群，并由发信器输出信号给下一段延时装置提供启动信号。

10、按照权利要求1所述的短线微差起爆器，其特征是所述的拒爆保安器〔4〕由一个限时装置〔41〕、一个滞后延时装置〔42〕、一个放电装置〔43〕和一个自动关机装置〔44〕组成，由指令器〔1〕输出的启动信号启动，当网路发生拒爆或在规定时间内储能器充电达不到所预选的点火电压时，先后发出信号停止程控顺序点火器〔3〕充电、起爆，并完成自动放电、自动关机，同时启动报信器〔5〕发出“拒爆安全”信号。

11、按照权利要求10所述的短线微差起爆器，其特征是所述的限时装置〔41〕由一个电子开关、一个电源稳压器、一个自关断组件、一个单结晶体管弛张振荡器和一个间歇充电的单结晶体管延时触发器组成。由定时指令器〔1〕提供的启动信号启动后即开始计时，当达到其延时值时，给安全开关装置〔31〕提供停止信号并给滞后延时装置〔42〕提供启动信号，它也可以采用一个其他形式的电子、电气或机械延时触发装置。

12、按照权利要求10所述的短线微差起爆器，其特征是所述的滞后延时装置〔42〕由一个电子开关、一个自关断组件和一个单结晶体管延时触发器组成。由限时装置〔41〕提供的启动信号启动后即开始计时，当网路发生拒爆时给放电装置〔43〕及报信器〔5〕提供启动信号，它也可以采用其他形式的电子延时触发装置。

13、按照权利要求10所述的短线微差起爆器，其特征是所述的放电装置〔43〕由一个放电开关、一个用于耗尽N个储能器中的电能的放电电阻及N对放电隔离二极管组成，当网路拒爆时，由滞后延时装置〔42〕提供的启动信号启动，在正常点火引爆时，则由报信器〔5〕提供的启动信号启动，使各储能器同时放电。

14、按照权利要求10所述的短线微差起爆器，其特征是所述的自动关机装置〔44〕由一个关机继电器〔J〕和一个可控硅开关串联组成，由报信器〔5〕提供的启动信号启动而关断电源E₁和E₂，由操作人员用钥匙开关〔KY〕实现整机关断，它也可以采用其他形式的开关装置。

15、按照权利要求1所述的短线微差起爆器，其特征是所述的报信器〔5〕由一个信号延时装置〔51〕、一个放电信号装置〔52〕和一个关机信号装置〔53〕组成，当正常点火引爆时，由程控点火器〔3〕输出启动信号启动发出“正常安全”信号，若网路发生拒爆，则由拒爆保安器〔4〕输出信号启动发出与“正常安全”信号的声响数目和时间间隔均不相同的“拒爆安全”信号。

16、按照权利要求15所述的短线微差起爆器，其特征是所述的信号延时装置〔51〕由一个电子开关、一个自关断组件和一个单结晶体管延时触发器组成，正常点火引爆时，程控顺序点火器〔3〕的最后一个段点火装置〔35.N〕输出的信号启动开始计时，若网路拒爆，则由滞后延时装置〔42〕提供的启动信号启动开始计时，给放电装置〔43〕和自动关机装置〔44〕分别提供启动信号，它也可以采用其他形式的电子延时触发装置。

17、按照权利要求15所述的短线微差起爆器，其特征是所述的放电信号装置〔52〕由一只瞬发电雷管与一只限流电阻串联组成，在N个储能器同时放电时，雷管通电爆炸发出一个雷管爆炸声响的“放电信号”。

18、按照权利要求15所述的短线微差起爆器，其特征是所述的关机信号装置〔53〕由一只瞬发电雷管与关机继电器〔J〕的一对触头串联组成，在继电器〔J〕关机动作时发出一个雷管爆炸声响的“关机信号”。

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