DE69604410T2

DE69604410T2 - Elektronischer verzögerungszünder

Info

Publication number: DE69604410T2
Application number: DE69604410T
Authority: DE
Inventors: Kazuhiro Kurogi; Masaaki Nishi; Midori Sakamoto
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd; Asahi Kasei Kogyo KK
Current assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1995-07-26
Filing date: 1996-07-24
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2016-07-25
Also published as: ES2137718T3; EP0843807B1; CN1085331C; KR19990035969A; US6082265A; AU6530596A; CN1192269A; WO1997005446A1; DE69604410D1; HK1015868A1; CA2227780A1; CA2227780C; EP0843807A1; AU708098B2; KR100273990B1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Verzögerungsdetonator zum Steuern einer Zündverzögerungszeit mit hoher Genauigkeit bei einer Sprengarbeit zum Laden einer Mehrzahl von Sprengstoffen in ein Zerstörungsobjekt (wie Fels oder ein Gebäude) und zum aufeinanderfolgenden Detonieren derselben, und insbesondere auf einen elektronischen Verzögerungsdetonator, der frei von einem Fehlzündungsbereich ist und daher eine extrem hohe Sicherheit liefert.

Hintergrundtechnik

Ein elektronischer Verzögerungsdetonator ist bisher bekannt geworden, der einer Energieladeschaltung ermöglicht, in sich eine elektrische Energie, die von einer Sprengmaschine geliefert wird, zu speichern, als Reaktion auf die gespeicherte elektrische Energie aktiviert wird und ein Schalten nach dem Ablauf einer gewünschten Verzögerungszeit ausführt.
Vorhergehende elektronische Verzögerungsdetonatoren sind als Beispiele wie folgt vorgeschlagen worden:
(i) Eine Technik des Steuerns eines Zündzeitpunktes durch Verwenden einer Ladungszeitkonstanten einer RC-Schaltung als einer Referenz in den Japanischen Patentanmeldungsoffenlegungen Nr. 83200/1983, 91799/1987, etc. offenbart.
(ii) Eine Technik zum Steuern eines Zündzeitpunktes mit einer extrem hohen zeitlichen Genauigkeit durch Verwenden einer charakteristischen Frequenz eines Festkörperoszillators wie eines Quarzoszillators als eine Referenz ist in U. S. Pat. Nr. 4 445 435, DE 39 42 842, der Japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 79797/1993, WO 95/04253, etc. offenbart.
Im allgemeinen weist jeder dieser elektronischen Verzögerungsdetonatoren einen elektronischen Zeitgeber 100, der mit elektrischer Energie von einer Sprengmaschine 10 beliefert wird, und einen elektrischen Detonator 200 auf, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Der elektronische Zeitgeber 100 enthält eine Energieladeschaltung 120, eine Verzögerungsschaltung 30 und eine elektronische Umschaltschaltung 140. Beim Sprengen wird der elektronische Zeitgeber 100 mit der elektrischen Energie von der Sprengmaschine 10 versorgt, speichert die elektrische Energie in der Energieladeschaltung 120 und treibt dann die Verzögerungsschaltung 30, basierend auf der elektrischen Energie, die in der Energieladeschaltung 120 gespeichert ist, nach der Vervollständigung der Lieferung der elektrischen Energie von der Sprengmaschine 10. Nachdem eine vorbestimmte Verzögerungszeit abgelaufen ist, schließt die Verzögerungsschaltung 30 die elektronische Umschaltschaltung 140, so daß die elektrische Energie, die in der Energieladeschaltung 120 gespeichert ist, dem elektrischen Detonator 200 geliefert wird, wodurch der elektrische Detonator 200 gezündet wird.
Derart wird, wenn der elektronische Zeitgeber 100, der die Verzögerungsschaltung 30 enthält, aus irgendwelchen Gründen, im allgemeinen eine Beschädigung durch einen Schlag, deaktiviert wird, der elektrische Detonator 200 nicht gezündet. Darum ist die Bedeutung von Strukturen zum Schützen des elektronischen Zeitgebers gegen den Schlag gewachsen. Als solche Techniken sind bisher diejenigen bekannt geworden, die zum Beispiel in den Japanischen Patentanmeldungsoffenlegungen Nr. 35298/1982, 290398/1988 und 158999/1987, der Japanischen Gebrauchsmusteranmeldungsoffenlegung Nr. 3139811989, etc. offenbart sind. Die folgenden Strukturen sind in diesen Druckschriften offenbart worden.
(a) Eine Struktur, bei der ein elektronischer Zeitgeber in ein Gehäuse eines elektrischen Detonators eingesetzt und mit Epoxy oder einer Verbindung aus Epoxy mit einem Elastomer gedichtet ist;
(b) eine Struktur, die mit einem Thermoplastharz wie Polystyrol oder Polyethylen gegossen ist;
(c) eine Struktur, in der ein Substrat an einem Gehäuse durch einen O-Ring fixiert ist; und
(d) eine Struktur, in der ein elektronischer Zeitgeber direkt in ein Plastikgehäuse eingesetzt und ein Freiraum zwischen dem Gehäuse und dem elektronischen Zeitgeber definiert ist.
Die Hauptverwendungen des zuvor erwähnten elektronischen Verzögerungsdetonators sind die Reduzierung einer Grundvibration oder eines Grundrauschens, die beim Sprengen erzeugt werden. Wie in der Japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 285800/1989 beschrieben ist, ist es jedoch notwendig, die folgende Bedingung bezüglich der Genauigkeit eines Zündzeitpunktes im Blick auf die Erzielung dieser Aufgaben zu erfüllen:
t/σ ≤ 10
wobei t: Zündzeitpunktsinterval
σ: Standardabweichung der Variation im Zündzeitpunktsinterval
Es ist wünschenswert, daß das Zündzeitpunktsintervall t oft innerhalb von 10 ms gesetzt ist, wobei die Standardabweichung σ des Zündzeitpunktsintervalls darauf begrenzt sein sollte, innerhalb höchstens ± 1 ms zu fallen.
Bei tatsächlicher Sprengarbeit wird eine Mehrzahl von Sprengladungen, die in elektronische Verzögerungsdetonatoren eingesetzt sind, verwendet und in ihre entsprechenden Sprengladungsbohrlöcher, die darin definiert sind, basierend auf vorbestimmten Sprengmustern geladen. Danach werden die Sprengladungen sukzessive zur Detonation gebracht, um Dinge wie Fels mit vorbestimmten Zeitunterschieden zu brechen. Darum wird von diesen Sprengladungsbohrlöchern erwartet, daß sie einander in einem wesentlich kürzerem Abstand entsprechend der Sprengmuster benachbart sind. Es ist außerdem zu verstehen, daß die Sprengladungen und elektronischen Verzögerungsdetonatoren einem gewaltigen Sprengschock/Sprengschlag der benachbarten Bohrlöcher vor ihrer eigenen Zündung ausgesetzt werden. Insbesondere, wenn die Sprengarbeit für ein Tunnelgraben ausgeführt wird, sind die Stiefelschafte der benachbarten Bohrlöcher so definiert, daß sie zur Verbesserung der Brechwirkung nahe einander sind, und der Abstand zwischen den Stiefelschaften erreicht oft 20 cm oder weniger im Falle des Brechverfahrens, das "V-Schnitt" genannt wird.
Des weiteren werden die folgenden verschiedenen Schockarten als Beispiele von Explosionschocks in Betracht gezogen, denen elektronische Verzögerungsdetonatoren vor ihrer eigenen Zündung unterliegen.
(1) Eine Art, bei der der elektronische Verzögerungsdetonator einem Zusammendrücken in allen Richtungen durch Quellwasser unterliegt, von dem erwartet wird, daß es an einem Sprengort erzeugt wird;
(2) Eine Art, bei der der elektronische Verzögerungsdetonator durch Vibrationen in einem elastischen Bereich des Felsens ausgestoßen wird, so daß eine Verschiebungsbeschleunigung erzeugt wird;
(3) Eine Art, bei der Explosionsgas durch einen Riß des Felsens eintritt, so daß ein Zusammendrücken aus einer Richtung ausgeübt oder eine Verschiebungsbeschleunigung bei dem elektronischen Verzögerungsdetonator erzeugt wird; und
(4) Eine Art, bei der der Felsen durch Zerstörung so versetzt wird, daß der elektronische Verzögerungsdetonator einem Zusammendrücken durch den verschobenen Felsen unterworfen wird.
Das Ausmaß jedes Schocks unterscheidet sich entsprechend der Menge von Sprengstoff in der Explosionsquelle und dem Zustand des Felsens. Jedoch wird das Ausmaß des Schocks so betrachtet, daß es Drücke von 30 MPa bis 70 MPa oder Schockbeschleunigungen von einigen zehntausend 6 bis einigen hunderttausend G in einem Abstand von ungefähr 20 cm von dem Explosionsort erreicht.
In diesem Fall wird der elektronische Verzögerungsdetonator einem extrem großen Explosionsschock unterworfen und daher haben die herkömmlichen Techniken, die oben genannt wurden, große Schwierigkeiten beim vollständigen Eliminieren von Fehlzündungen eines elektrischen Detonators.
Im Gegensatz dazu werden, da alle Zündladungen von herkömmlichen individuellen elektrischen Detonatoren, die nicht den elektronischen Zeitgeber sondern Verzögerungsladungen verwenden, die gleichzeitig gezündet werden, selbst wenn die herkömmlichen elektrischen Detonatoren den zuvor erwähnten Schocks unterworfen werden, die Detonatoren nur wenig fehlgezündet, selbst falls eine Detonationskraft jedes elektrischen Detonators reduziert wird (nicht perfekt zur Detonation gebracht wird). Des weiteren, wenn die Schocks, denen solche elektrische Detonatoren unterliegen, so gewaltig sind, werden die Zündladungen, Primärsprengstoffe oder Basisladungen einer Kompression oder einem Schlag so unterworfen, daß die elektrischen Detonatoren oft sympathetisch vor der Detonation unter Verwendung der Verzögerungsladungen zur Detonation gebracht werden (siehe Fig. 2A).
Bei dem herkömmlichen elektronischen Verzögerungsdetonator, der den elektronischen Zeitgeber verwendet, gibt es jedoch, wenn der elektronische Verzögerungsdetonator dem gewaltigen Explosionsschock, d. h., der Kompression oder Verschiebungsbeschleunigung, unterworfen wird, einen Bereich, in dem elektronische Zeitgeber eine Beschädigung unter einer Schlagkraft erzeugt, die einen Pegel aufweist, der niedriger als ein Schlagpegel ist, bei dem der elektronische Detonator die sympathische Detonation erreicht. Des weiteren gibt es einen Fehlzündungsbereich, in dem der elektronische Detonator nicht gezündet wird, zwischen einem Bereich, in dem der elektronische Detonator die sympathische Detonation erreicht und einen Bereich, in dem der elektronische Zeitgeber betreibbar ist.
Insbesondere in dem Fall eines elektronischen Verzögerungsdetonators, der einen hochgenauen elektronischen Zeitgeber unter Verwendung eines Quarzoszillators aufweist, wird ein Kristallstab aufgrund der Verschiebungsbeschleunigung gebogen. Bei deutlichem Biegen kollidiert der Kristallstab mit ei nem Gehäusezylinder, so daß der Kristall eine Beschädigung verursachen kann.
Derart wird der Quarzoszillator ein großer Faktor, der, verglichen mit anderen Teilen, ein Schlagbeständigkeitsniveau, bei dem der Quarzoszillator eine Beschädigung vermeidet, erniedrigt, und den Betriebsbereich des elektronischen Zeitgebers reduziert, wodurch eine Fehlzündung verursacht wird (siehe Fig. 2B).
Nach der bereits beschriebenen WO95/04253 ist die Technik vorgeschlagen worden, daß eine RC-Oszillatorschaltung in Zusammenarbeit mit einer Quarzoszillatorschaltung aktiviert wird und der Betrieb der Quarzoszillatorschaltung zu demjenigen der RC-Oszillatorschaltung geändert wird, wenn der Quarzoszillator defekt wird. Jedoch wird die vorgeschlagene Technik von den Problemen begleitet, daß, wenn eine integrierte Hybridschaltung (HIC), die die RC- Oszillatorschaltung enthält, einem solchen Schock unterworfen wird, der eine Beschädigung verursacht, ein Fehlzündungsbereich nicht am Auftreten gehindert werden kann und die Genauigkeit des Betriebes, der dem Ersatz durch die RC-Oszillatorschaltung nachfolgt, reduziert ist.

Offenbarung der Erfindung

Um die obigen Probleme zu lösen, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gesteuertes Sprengen basierend auf einem hochgenauen Zündzeitpunkt zu erlauben, das einen Vorteil aus den Eigenschaften eines elektronischen Zeitgebers durch Verwenden eines Quarzoszillators oder eines keramischen Oszillators als eine Referenz in einer normalen Gebrauchsumgebung der Sprengarbeit zieht, und den Betrieb des hochgenauen elektronischen Zeitgebers sicherzustellen, selbst nachdem ein Quarzoszillator in gegenteiligen Verwendungsumgebungen bricht, und außerdem einen verbleibenden Fehlzündungsbereich zu verhindern.
Wenn die Art eines Zündungsschocks, der auf einen elektronischen Verzögerungsdetonator ausgeübt wird, zum Beispiel einem Fall entspricht, in dem Fels durch Zerstörung versetzt wird, so daß der Detonator einer Kompression unterliegt, wird erwartet, daß er einem extrem großen Schlagdruck unterliegt. Es wird derart in Betracht gezogen, daß der elektronische Verzögerungsdetonator selbst zerdrückt würde. Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird jedoch eine Detektion der Beschädigung des Quarzoszillators während des Zeitunterschiedes gemacht, der zwischen der Beschädigung des Quarzoszillators, die als Reaktion auf den Schock erzeugt wird, und dem Zusammendrücken des elektronischen Verzögerungsdetonators durch den Fels entsteht, wobei ein elektronischer Detonator so konstruiert ist, daß er als Reaktion auf das Detektionssignal gezündet wird. Derart kann das Problem, das mit der verbleibenden Fehlzündung verbunden ist, gelöst werden.
Bei einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronischer Verzögerungsdetonator angegeben, der aufweist:
eine Energieladeschaltung zum Speicher von elektrischer Energie, die von einer Stromversorgung geliefert wird;
eine Verzögerungsschaltung zum Bestimmen einer Zeitperiode unter Verwendung der elektrischen Energie, die in der Energieladeschaltung gespeichert ist, um dadurch ein Triggersignal auszugeben; und
eine erste Umschaltschaltung zum Liefern der elektrischen Energie, die in der Energieladeschaltung gespeichert ist, an das Zündelement als Reaktion auf das Triggersignal,
bei der sich bei einem extern auf den elektronischen Verzögerungsdetonator ausgeübten Schlag eine Untergrenze eines Schlagwertes in einem induzierten Detonationsbereich des elektrischen Detonators im wesentlichen mit einer oberen Grenze eines Schlagwertes in einem Bereich, in dem der elektronische Zeitgeber betreibbar ist, überlappt.
Der induzierte Detonationsbereich, der hier beschrieben worden ist, zeigt einen Bereich, der mindestens die herkömmliche sympathetische Detonation oder eine Selbstdetonation, die wie folgt zu beschreiben ist, enthält. Nämlich entspricht der induzierte Detonationsbereich einen Bereich, der beides enthält, eine sogenannte sympathetische Detonation, bei der der Detonator aufgrund des externen Schocks gezündet wird, oder eine Selbstdetonation, bei der der Detonator zwangsweise auf das interne Detektieren der Fehlfunktion des elektronischen Zeitgebers gezündet wird. Selbst in dem Fall des Zündens aufgrund irgendeinen Grundes, wird der Detonator ungeachtet des Zählens des elektronischen Zeitgebers gezündet.
In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronischer Verzögerungsdetonator angegeben, der aufweist:
eine Energieladeschaltung zum Speichern elektrischer Energie, die von einer Stromversorgung geliefert wird;
eine Verzögerungsschaltung zum Bestimmen einer Zeitperiode unter Verwendung der elektrischen Energie, die in der Energieladeschaltung gespeichert ist, um dadurch ein Triggersignal auszugeben; und
und eine erste Umschaltschaltung zum Liefern der elektrischen Energie, die in der Energieladeschaltung gespeichert ist, an das Zündelement als Reaktion auf das Triggersignal,
bei der die Verzögerungsschaltung aufweist:
eine erste Oszillatorschaltung, die eine charakteristische Frequenz eines Quarzoszillators als eine Referenz verwendet;
eine zweite Oszillatorschaltung, die Schlagwiderstandseigenschaften aufweist;
eine Zählperiodenerzeugungsschaltung zum Erzeugen von einer oder einer Mehrzahl von Zählperioden unter Verwendung von Pulsen der zweiten Oszillatorschaltung derart, daß eine Zählperiode mit einer Referenzperiode, die durch Pulse der ersten Oszillatorschaltung erzeugt wird, übereinstimmt; und
eine Triggersignalerzeugungsschaltung zum Erzeugen und Ausgeben des Triggersignals basierend auf der Zählperiode.
In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronischer Verzögerungsdetonator angegeben, der aufweist:
eine Energieladeschaltung zum Speichern elektrischer Energie, die von einer Stromversorgung geliefert wird;
eine Verzögerungsschaltung zum Bestimmen einer Zeitperiode unter Verwendung der elektrischen Energie, die in der Energieladeschaltung gespeichert ist, um dadurch ein Triggersignal auszugeben; und
eine erste Umschaltschaltung zum Liefern der elektrischen Energie, die in der Energieladeschaltung gespeichert ist, an das Zündelement als Reaktion auf das Triggersignal,
bei der der elektronische Zeitgeber aufweist:
eine Fehlfunktionsdetektionsschaltung zum Detektieren einer Fehlfunktion von Schaltungselementen, wobei die Fehlfunktion auftritt, wenn das Schaltungselement einem Explosionsschock unterworfen wird, und die Fehlfunktionsdetektionsschaltung ein Fehlfunktionsdetektionssignal ausgibt;
eine Zwangstriggerschaltung zum Ausgeben eines Zwangstriggersignals als Reaktion auf das Fehlfunktionsdetektionssignal; und
eine zweite Umschaltschaltung zum Beliefern des Zündelementes mit der elektrischen Energie, die in der Energieladeschaltung gespeichert ist, als Reaktion auf das Zwangstriggersignal.
In einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronischer Verzögerungsdetonator angegeben, der aufweist:
eine Energieladeschaltung zum Speichern elektrischer Energie, die von einer Stromversorgung geliefert wird;
eine Verzögerungsschaltung zum Bestimmen einer Zeitperiode unter Verwendung der elektrischen Energie, die in der Energieladeschaltung gespeichert ist, um dadurch ein Triggersignal auszugeben; und
eine erste Umschaltschaltung zum Liefern der elektrischen Energie, die in der Energieladeschaltung gespeichert ist, an das Zündelement als Reaktion auf das Triggersignal,
bei der der elektronische Zeitgeber innerhalb eines Zylinders, der Schlagwiderstandseigenschaften aufweist, untergebracht ist und ein Raum, der zwischen dem elektronischen Zeitgeber und einer Wand des Zylinders definiert ist, mit einem viskoelastischem Material gefüllt ist.
In einem fünften Aspekte der vorliegenden Erfindung wird ein elektronischer Verzögerungsdetonator angegeben, der aufweist:
eine Energieladeschaltung zum Speichern von elektrischer Energie, die von einer Stromversorgung geliefert wird;
eine Verzögerungsschaltung zum Bestimmen einer Zeitperiode unter Verwendung der elektrischen Energie, die in der Energieladeschaltung gespeichert ist, um dadurch ein Triggersignal auszugeben; und
eine erste Umschaltschaltung zum Liefern der elektrischen Energie, die in der Energieladeschaltung gespeichert ist, an das Zündelement als Reaktion auf das Triggersignal,
bei der der elektronische Zeitgeber innerhalb eines Zylinders, der Schlagwiderstandseigenschaften aufweist, untergebracht ist, wobei nur eine Umgebung der Energieladeschaltung mit einem geschäumten Harz oder einer gelartigen Substanz, deren Nadeldurchdringung von 10 bis 100 reicht, bedeckt ist, und ein gesamter Raum, der zwischen dem elektronischen Zeitgeber und einer Wand des Zylinders definiert ist, mit einem viskoelastischem Material gefüllt ist.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Verzögerungsschaltung einen Zählbetrieb unter Verwendung einer charakteristischen Frequenz eines Quarzoszillators als eine Referenz ausführen, wobei eine Länge T eines Kristalls des Quarzoszillators in dem Bereich von 2,0 mm bis 3,5 mm sein kann und ein Verhältnis T/A der Länge T zu einer Breite A des Kristalls in dem Bereich von 2,0 bis 3,5 sein kann.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Triggersignalerzeugungsschaltung aufweisen:
eine Referenzpulserzeugungsschaltung zum Erzeugen eines Referenzpulssignals basierend auf der Zählperiode; und
eine Hauptzählerschaltung zum Ausgeben des Triggersignals, wenn die Hauptzähferschaltung das Referenzpulssignal eine voreingestellte Zahl von Malen gezählt hat.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Zählperiodenerzeugungsschaltung aufweisen:
eine Schaltung zum Erzeugen eines Zählperiodenerzeugungsstartsignals und eines Zählperiodenerzeugungsendsignals, wenn die Erzeugungsschaltung den Puls, der von der ersten Oszillatorschaltung ausgegeben wird, eine erste voreingestellte Anzahl und eine zweite voreingestellte Anzahl von Malen gezählt hat; und
eine periodische Zähldatenschaltung zum Starten des Zählen des Pulses, der von der zweiten Oszillatorschaltung ausgegeben wird, auf das Empfangen des Zählperiodenerzeugungsstartsignals, zum Beenden des Zählens des ausgegebenen Pulses der zweiten Oszillatorschaltung auf das Empfangen des Zählperiodenerzeugungsendsignals, und dann zum Festlegen des Ergebnisses der Zählung als eine Zählperiode.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Zählperiodenerzeugungsschaltung aufweisen:
ein Mittel zum Erzeugen, als die Referenzperiode, von ersten bis n-ten (2) festgelegten Zeitintervallen, deren minimales festgelegtes Zeitintervall gleich zu dem minimalen Zündzeitintervall ist, und die vorbestimmt und unterschiedlich voneinander sind, unter Verwendung des Pulses, der durch die erste Oszillatorschaltung erzeugt wird, als eine Referenz, und ein Mittel zum Erzeugen und Verriegeln der ersten bis n-ten (≥2) Zählperioden entsprechend des ersten bis n-ten festgelegten Zeitintervalls unter Verwendung eines Pulszuges, der durch die zweite Oszillatorschaltung erzeugt wird, als eine Referenz, und bei der die Triggersignalerzeugungsschaltung aufweist:
erste bis n-te Trennmittel zum entsprechenden Trennen von vorbestimmten Verzögerungszeitintervallen in umgekehrter Reihenfolge um vorbestimmte Zei ten entsprechend der ersten bis n-ten Zählperioden unter Verwendung eines Pulszuges, der durch die zweite Oszillatorschaltung erzeugt wird, als eine Referenz; und
ein Mittel zum Erzeugen des Triggersignals, wenn die vorbestimmten Verzögerungszeitintervalle durch die vorbestimmte Anzahl von Zeiten in der ersten Zählperiode durch das erste Trennmittel getrennt worden sind.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann das Mittel zum Erzeugen der ersten n-ten festgelegten Zeitintervalle aufweisen:
einen das erste festgelegte Zeitintervall erzeugenden Zähler zum Zählen eines Pulszuges, der von der ersten Oszillatorschaltung erzeugt wird, während des ersten festgelegten Zeitintervalls; und
zweite bis n-te festgelegte Zeitintervalle erzeugende Zähler zum entsprechenden Zählen des Pulszuges, der von der ersten Oszillatorschaltung erzeugt wird, während der zweiten bis n-ten festgelegten Zeitintervalle.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung können das erste bis n-te Trennungsmittel entsprechend aufweisen:
Verriegelungsschaltungen zum Verriegeln der ersten bis n-ten festgelegten Zeitintervalle;
erste bis n-te Trennungszähler, die individuell auf erste bis n-te Zeitintervalle, die in den Verriegelungsschaltungen verriegelt sind, eingestellt werden, bei die ersten bis n-ten Trennungszähler entsprechend den Pulszug, der durch die zweite Oszillatorschaltung erzeugt wird, zählen und am jeweiligen Hochzählzeitpunkt Pulssignale ausgeben; und
erste bis n-te Zähler zum Zählen von Pulsen, die von dem ersten bis n-ten Trennungszählern jedesmal, wenn die ersten bis n-ten Trennungszähler hoch gezählt haben, ausgegeben werden, wobei die ersten bis n-ten Zähler in Reihe aktiviert werden, um so den (m-1)-ten Zähler aus dem Rücksetzzustand als Reaktion auf das Hochzählen des m-ten (≤ n) Zählers freizugeben.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann eine Zwischenraumlänge zwischen der Zündladungsschicht, die durch das Zündelement gezündet wird, und einer Primärexplosionsschicht vorgesehen werden, wobei die Zwischenraumlänge von 4 mm bis 14 mm rangiert.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Schaltung zum Detektieren einer Fehlfunktion der Energieladeschaltung einen Spannungswert der Energieladeschaltung nach der Vervollständigung des Ladens der Energieladeschaltung detektieren, und sie kann detektieren, daß der Spannungswert die Minimalzündspannung zum Zünden des elektrischen Detonators erreicht hat.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Schaltung zum Detektieren einer Fehlfunktion der Energieladeschaltung, nach der Vervollständigung des Ladens der Energieladeschaltung, detektieren, daß ein Wert der Ladespannung gegenüber dem Zeitgradienten der Energieladeschaltung größer als ein spezifischer Wert ist.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann das viskoelastische Material eine Härte, die unter "JIS Shore A Durometer" von 10 bis 90 rangiert.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann der Zylinder mit einem Plastikgehäuse bedeckt werden.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann der elektrische Detonator eine Achse zusammen mit einem Zylinder, in dem der elektrische Zeitgeber untergebracht ist, teilen und weist eine Gestalt auf, die von dem Zylinder vorsteht.
Die zuvor erwähnten Aspekte oder Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können einzeln oder in Kombination entsprechend der beabsichtigten Zwecke gedacht sein.

Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun im Wege des Beispiels unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, von denen:
Fig. 1 ein Schaltbild ist, das schematisch eine Schaltungskonfiguration eines allgemeinen elektrischen Verzögerungsdetonators zeigt;
Fig. 2 ist eine Konzeptansicht, die vergleichend Eigenschaften eines induzierten Detonationsbereiches und eines Elektronikzeitgeberbetriebsbereich in einem elektronischen Verzögerungsdetonator und diejenigen eines herkömmlichen Verzögerungsdetonators zeigt;
Fig. 3 ein Schaltbild ist, das ein Beispiel einer Konfiguration eines elektronischen Zeitgebers zeigt, der in einem elektronischen Verzögerungsdetonator entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 4A und 4B eine externe Erscheinung eines Beispiels eines Moduls zeigen, das einen IC-Zeitgeber aufweist, der in Fig. 3 gezeigt ist, der tatsächlich auf einem Substrat montiert worden ist, wobei Fig. 4A eine Seitenansicht bzw. Fig. 4B eine Draufsicht ist;
Fig. 5A eine Schnittansicht ist, die ein Beispiel der Struktur des elektrischen Verzögerungsdetonators zeigt, der in Fig. 3 gezeigt ist;
Fig. 5B eine perspektivische Ansicht ist, die die Struktur einer inneren Ummantelung zeigt, die in dem elektronischen Verzögerungsdetonator eingebaut ist;
Fig. 6A und 6B eine externe Erscheinung eines andern Beispiels des Moduls zeigen, das den IC-Zeitgeber aus Fig. 3 aufweist, der tatsächlich auf dem Substrat (gedruckte Platine) montiert worden ist, wobei Fig. 6A eine Draufsicht bzw. Fig. 6B eine Seitenansicht ist;
Fig. 7 eine Schnittansicht ist, die ein anderes Beispiel der Struktur eines schlagfesten elektronischen Verzögerungsdetonators entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8A, 8B und 8C entsprechend externe Erscheinungen der Gestalten von Kristallen und Quarzoszillatoren zeigen, die jeweils in dem elektronischen Zeitgeber, der auf die vorliegende Erfindung angewandt wurde, verwendet werden, wobei Fig. 8A eine perspektivische Ansicht ist, die die Gestalt eines Kristalls eines AT-Typ-Quarzoszillators zeigt, Fig. 8B eine perspektivische Ansicht ist, die die Gestalt eines Kristalls eines E-Typ-Quarzoszillators zeigt, und Fig. 8C eine perspektivische Ansicht ist, die die Gestalt eines Kristalls eines Quarzoszillators vom Stimmgabeltyp zeigt;
Fig. 9 ein Schaltbild ist, das eine Konfiguration des IC-Zeitgeber aus Fig. 3 zeigt, der in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 10 eine Zeitablaufdarstellung zum Beschreiben von Beispielen des Zeitablaufs in entsprechenden Teilen, die in Fig. 9 gezeigt sind, ist;
Fig. 11 ein Schaltbild ist, das ein Beispiel einer anderen Konfiguration des IC- Zeitgeber aus Fig. 3 zeigt;
Fig. 12 ein Zeitablaufdiagramm zum Beschreiben von Beispielen des Zeitablaufs in entsprechenden Teilen, die in Fig. 11 gezeigt sind, ist;
Fig. 13 eine Modifikation des IC-Zeitgebers, der in Fig. 11 gezeigt ist, zeigt und eine Blockdarstellung ist, die die Struktur der Modifikation zeigt, die drei festgelegte Zeitintervalle verwendet;
Fig. 14 eine andere Modifikation des IC-Zeitgebers, der in Fig. 11 gezeigt ist, illustriert und eine Blockdarstellung ist, die die Struktur der Modifikation zeigt, die nur ein festgelegtes Zeitintervall verwendet;
Fig. 15 eine Blockdarstellung ist, die ein weiteres Beispiel der Konfiguration des IC-Zeitgeber aus Fig. 3 illustriert;
Fig. 16 ein Schaltbild ist, das ein anderes Beispiel der Konfiguration des elektronischen Zeitgebers zeigt, der in dem elektronischen Verzögerungsdetonator entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird; und
Fig. 17 ein Schaltbild ist, das eine Konfiguration einer Modifikation des elektronischen Zeitgebers, der in Fig. 16 gezeigt ist, illustriert.

Beste Arten zum Ausführen der Erfindung

(Erste Grundart der vorliegenden Erfindung)

Bei der ersten Grundart der vorliegenden Erfindung ist die obere Grenze eines Schlagwertes in einem Bereich, in dem ein elektronischer Zeitgeber eines elektronischen Verzögerungsdetonators betreibbar ist, in die Nachbarschaft der unteren Grenze eines Schlagwertes in einem induzierten Detonationsbereich eines elektrischen Detonators oder bis sie mit der unteren Grenze desselben überlappt, vergrößert, wodurch es für den elektronischen Zeitgeber möglich gemacht wird, zur Zündung des elektronischen Detonators in einem weiteren Bereich des Schlages zu arbeiten (siehe Fig. 2C-(1)).
Wenn die obere Grenze des Schlagwertes in dem Bereich, in dem der elektronische Zeitgeber zum Starten eines Zählens basierend auf einer charakteristischen Frequenz des Quarzoszillators als eine Referenz betreibbar ist, zum Erreichen der unteren Grenze des Schlagwertes in dem induzierten Detonationsbereich des elektrischen Detonators erhöht wird, wodurch ein Zünden des elektronischen Detonators ermöglicht wird, kann ein Fehlzündungsbereich ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit des Zählens eliminiert werden.
Als spezifisches Mittel zum Vergrößern des Betriebsbereiches des elektronischen Zeitgebers können die folgenden angegeben werden.
(1) Zuerst wird der elektronische Zeitgeber in einem Gehäuse untergebracht, das gegenüber Druck undeformierbar oder nur wenig deformierbar ist.
Obwohl die Stärke des Gehäuses gegenüber äußerem Druck entsprechend der Qualität des Materials eines Zylinders, der das Gehäuse bildet, oder des äußeren Durchmessers und der Gestalt desselben variiert, muß das Gehäuse einen Bereich aushalten, in dem ein Detonator sympathetisch zur Detonation gebracht wird. Darum ist es grundlegend das Gehäuse so zu gestalten, daß es einen hydrostatischen Druck von 30 MPa und darüber aushält. Der äußere Durchmesser des Gehäuses kann bevorzugterweise innerhalb eines Bereiches von 10 mm bis 30 mm fallen. Die Dicke des Gehäuses muß in einem Bereich von 0,5 mm bis 2 mm fallen.
Die Elastizitätsmodule des Materials, das für das Gehäuse verwendet wird, können bevorzugterweise mindestens 10 000 mg/mm² oder darüber sein. Als das Material des Gehäuses kann zum Beispiel ein Metall wie rostfreier Stahl, Eisen, Kupfer, Aluminium oder Messing oder eine Legierung dieser Metalle oder glasfaserverstärkter Kunststoff (FRP) oder ähnliches genannt werden. Die Gestalt des Gehäuses kann bevorzugterweise zylindrisch in Begriffen der Verarbeitbarkeit und der Gleichförmigkeit des Materials sein. Des weiteren können Rippen bevorzugterweise in der Umfangsrichtung oder der Längsrichtung des zylindrischen Gehäuses vorgesehen sein, aufgrund einer Verbesserung des Widerstands.
(2) Als nächstes werden elektronische Teile, die den elektronischen Zeitgeber bilden, integral, über ein Fixativ oder ein Fixiermittel, mit einem Substrat, mit dem die Teile durch Löten oder mechanisch verbunden sind, ausgebildet:
Da eine Beschleunigung, die im Bereich von einigen zehntausend 6 bis einigen hunderttausend G liegt, in jedem nahen Bohrloch erzeugt wird, wie oben beschrieben worden ist, kann das bloße Fixieren der elektronischen Teile an dem Substrat durch ein Verfahren wie Löten verursachen, daß die elektronischen Teile von dem Substrat aufgrund eines darauf ausgeübten Schlages weggleiten. Es ist daher notwendig, die elektronischen Teile fester integral mit dem Substrat auszubilden.
Als das Fixiermittel zum Integrieren der elektronischen Teile mit dem Substrat in ein Teil unter dem obigen Schlag können wärmeaushärtende Harze wie ein Epoxyharz, ein Epoxyacrylharz, ein ungesättigtes Polyesterharz, ein Phenolharz, ein Melaminharz, ein Harnstoffharz, ein Urethanharz und ein erweitertes Urethanharz, ein Silikonelastomer, elastische Gummimaterialien wie Silikon kunststoff und Urethankunststoff, etc. verwendet werden. Jedoch müssen diese Fixiermittel mindestens eine Härte von 10 oder mehr unter dem JIS shore "A" Durometer aufweisen. Dieses ist so, da, wenn die Elemente in die Härte von weniger als 10 fallen, d. h., einen gelartigen Materialbereich zum Auswerten der Härte bei Nadeldurchdringung, die Wirkung des Ausbildens des Substrates und der Elemente in eine integrale Form so geschwächt wird, daß die Elemente von dem Substrat weggleiten.
(3) Als nächstes wird der elektronische Zeitgeber so gestaltet, daß er an einer Kollision mit dem Gehäuse gehindert wird.
Insbesondere wenn der elektronische Verzögerungsdetonator aus einer Richtung gestoßen wird, kollidiert der elektronische Zeitgeber mit dem Gehäuse, wenn der elektronische Zeitgeber frei gegenüber dem Gehäuse ist. Darum hat der elektronische Zeitgeber einen Aufprall, der zweimal so stark wie der erste Aufprall ist. Es ist daher notwendig, einen Zwischenraumfüller- oder Zwischenraumladematerial zwischen dem elektronischen Zeitgeber und dem Gehäuse unter dem Gesichtspunkt des Hinderns des elektronischen Zeitgebers am Kollidieren mit dem Gehäuse vorzusehen.
Bei der Auswahl des Zwischenraumfüllers ist es von Wichtigkeit, daß der Füller eine viskoelastische Eigenschaft aufweist. Nämlich kann ein weiches Material, dessen Elastizitätsmodul niedrig ist, als der Füller verwendet werden. Wenn das Elastizitätsmodul desselben groß ist (100 kg/mm² oder mehr), wird der Stoß, der auf den Zylinder ausgeübt wird, direkt an die elektronischen Teile übertragen, so wie er ist, so daß die Elemente manchmal beschädigt werden. Darum ist ein Material, das ein solch hohes Elastizitätsmodul aufweist, nicht zu bevorzugen. Die Härte kann bevorzugterweise eine Härte von 90 oder weniger unter dem "JIS Shore "A" Durometer", noch bevorzugter ein Härtebereich von 10 bis 90 unter dem JIS (Japanischer Industriestandard) Shore "A" Durometer sein. Ein bevorzugtes Material kann zum Beispiel Silikonkunststoff, Urethankunststoff oder ähnliches sein. ·
(4) Als nächstes wird der elektronische Zeitgeber innerhalb des Zylinders, der die Stoßfestigkeitseigenschaften aufweist, so untergebracht, daß nur die Umgebungen der bestimmten Teile des elektronischen Zeitgebers in einem Bereich niedriger Dichte zum Schützen der bestimmten Teile sind.
Wenn das Sprengbohrloch, in das der Sprengstoff, der in den elektronischen Verzögerungsdetonator eingesetzt ist, plaziert ist, eine Wasserpore ist, wie oben beschrieben wurde, ist der elektronische Verzögerungsdetonator in einen Zustand gebracht, in dem er mit einem inkompressiblen, homogenen Medium, d. h. Wasser, so bedeckt ist, daß der elektronische Verzögerungsdetonator einer Unterwasserschockwelle über seinen gesamten Umfang ausgesetzt wird. Da die besonders scharfe Welle des Unterwasserstoßes das Gehäuse und den Zwischenraumfüller so durchdringt, daß die elektronischen Teile erreicht werden, werden die elektronischen Teile, die empfindlich gegenüber dem Stoß sind, durch die Unterwasserstoßwelle beeinträchtigt.
In dem Fall des elektronischen Zeitgebers, der in einer Grundart entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird, können die elektronischen Teile, die am empfänglichsten für die Unterwasserstoßwelle sind, ein Energiekondensator und ein Quarzoszillator sein, die eine Energieladeschaltung bilden. Der Quarzoszillator variiert im Stoßzerstörungsniveau entsprechend des Vibrationsmodus, aber er ist strukturell in der Stoßfestigkeit verglichen mit anderen elektronischen Elementen niedrig. Wenn eine CR-Schaltung in Verbindung mit dem Quarzoszillator verwendet wird und sie als eine Referenz zum Zählen einer Zeitperiode verwendet wird, wird die Genauigkeit des Zählens verglichen mit einer Verzögerungsschaltung, in der nur der Quarzoszillator als die Referenz zum Zählen einer Zeitperiode gesetzt ist, reduziert. Es ist jedoch nicht möglich, die Stoßfestigkeit gegen den elektronischen Detonator auf ein gewisses Maß zu verbessern.
Als der Typ von Kondensator ist ein elektrolytischer Kondensator am empfindlichsten gegenüber dem Stoß. Wenn ein starker Stoß auf den elektrolytischen Kondensator ausgeübt wird, tritt ein Phänomen auf, bei dem eine elektrische Ladung, die darin gespeichert ist, abnormal entladen wird. Wenn ein Energiekondensator aus einem solchen Kondensator besteht, sollte eine vorbestimmte Energie, die zum Zünden des Detonators benötigt wird, in dem Energiekondensator bis zu der Beendigung des Zählens einer Zeitperiode durch die Verzögerungsschaltung gehalten werden. Derart wird eine Fehlzündung auftreten, wenn die elektrische Ladung aufgrund des abnormalen Entladens vor der Vervollständigung des Zählens verloren wird.
Es ist daher wichtiger, die Stoßfestigkeitseigenschaften des obigen Kondensators zu verbessern. Es ist daher notwendig, die Stoßwelle zu unterdrücken, die den Kondensator erreicht. Ein Bereich niedriger Dichte ist um den Kondensator als ein Mittel zum Unterdrücken der Stoßwelle ausgebildet. Genauer beschrieben ist es zu bevorzugen, daß der Kondensator bedeckt ist, z. B. mit einem Mittel, das durch Wickeln eines geschäumten Harzes um den Kondensator erhalten wird, ein Mittel, das durch Vorsehen einer Schicht aus einem Material, das hoch in der Viskosität ist, wie einem gelartigen Material um den Kondensator, um so doppelt geladene Schichten auszubilden, erhalten wird, und einem Mittel, das durch Hinzufügen eines Schäumungsmittels direkt zu einem viskoelastischem Material erhalten wird. Wenn ein Kondensator, der eine Außenabmessung von zum Beispiel 10 - 16 mmL aufweist, verwendet wird, ist es zu bevorzugen, daß nur ein äußerer Zylinder des Kondensators mit einem Schutzmaterial bedeckt ist, das in der Dicke in einem Bereich von 0,5 mm bis 5 mm (bevorzugterweise 2 mm bis 4 mm) ausgebildet ist und in der Länge in einem Bereich von ungefähr 10 mm bis 15 mm ausgebildet ist. Das geschäumte Harz, das als das Schutzmaterial verwendet wird, kann geschäumtes Polyethylen, erweitertes Urethan oder ähnliches sein. Ein Erweiterungsverhältnis des geschäumtes Harzes kann bevorzugterweise von einigen Malen bis zu einigen zehn Malen liegen. Des weiteren sind das Silikongel, das Harnstoffgel oder ähnliches, die oben beschrieben worden sind, als das gelartige Material, das als das Schutzmaterial verwendet wird, geeignet, und ein Bereich der Nadeldurchdringung ist geeigneterweise von 10 bis 100. Die Nadeldurchdringung ist definiert als ein Konsistenztestverfahren entsprechend zu JISK-2220 von JIS, und eine Nadel, die ein Gesamtgewicht von 9,38 g aufweist und in der Form eines 1/4-Konus geformt ist, wird verwendet.
Ein Beispiel, in dem das Schäumungsmittel zu dem viskoelastischen Material hinzugefügt wird, kann durch Hinzufügen von Sirasu (weißer Sand) - Mikroballon (SMB), Glasmikroballon (GMB) oder ähnlichem, die Teilchendurchmesser von ungefähr 10 bis 150 um aufweisen, zu einem viskoelastischen Material wie Silikonkunststoff, Urethankunststoff oder ähnlichem, das einen Härtebereich von 10 bis 90 unter dem JIS Shore "A" Durometer aufweist, erhalten werden. Ein Bereich von 10% bis 50% ist geeignet als eine Zusammensetzung derselben in einem Volumenverhältnis. Wenn die Zusammensetzung weniger als 10% ist, wird eine Stoßwellenpufferkraft reduziert. Wenn andererseits die Zusammensetzung 50% überschreitet, nimmt ein auf die Viskoelastizität ausgeübter Einfluß zu. Des weiteren wird die Fließfähigkeit beim Herstellen schlecht. Darum ist eine Zusammensetzung, die anders als die obige geeignete Zusammensetzung ist, nicht zu bevorzugen. Wenn das Gehäuse zum Unterbringen des elektronischen Zeitgebers in diesem insbesondere von einem zylindrischen Typ ist, ist es zu bevorzugen, daß in der Längsrichtung des Gehäuses der Kondensator im wesentlichen parallel zu den Elektrodenplatten des Kondensators angeordnet ist (z. B., Elektrodenaluminiumfolien in dem Fall eines elektrolytischen Aluminiumkondensators). Dieses ist so, da, wenn der Kondensator in einen Zustand, in dem die Richtung des Kondensators senkrecht zu der Längsrichtung des Gehäuses ist, das zylindrische Gehäuse empfänglich für Stöße ist, die aus der Richtung von oben oder von unten ausgeübt werden, da keine steifen Wände vorgesehen sind, wodurch eine Möglichkeit verursacht wird, daß die Elektrodenplatten aufgrund der Stöße so nahe zueinander kommen, daß ein dielektrischer Durchbruch erzeugt wird oder sie in Kontakt derart miteinander gebracht werden, daß sie eine interne Kurzschlußentladung erzeugen.
(5) Eine Sprengladung wird in Übereinstimmung mit einem Verfahren des Einsetzens von nur dem elektrischen Detonator in die Sprengladung und des Vorsehens des elektronischen Zeitgebers außerhalb der Sprengladung konfiguriert.
Wenn ein Detonator mit einem dünnflüssigem Sprengstoff in Wasser geladen und in Verwendung gebracht wird, wird der Detonator, der in dem Sprengstoff plaziert ist, einem Druck ausgesetzt, der einige Male dem Druck einer Umgebungsunterwasserstoßwelle entspricht, wenn der Detonator dem Schlag unterworfen wird. Derart sollte in einem solchen Fall der elektronische Zeitgeber bevorzugterweise nicht in den Sprengstoff eingesetzt werden.
(6) Falls der elektronische Zeitgeber eine Zählung einer Zeitperiode unter Verwendung der charakteristischen Frequenz des Quarzoszillators als der Referenz ausführt, kann eine hochgenaue Detonationsverzögerungszeit des elektronischen Verzögerungsdetonators erzielt werden.
Der Quarzoszillator wird grob in drei Typen entsprechend der Gestalt eines Kristallstabes unterteilt, wie es in den Fig. 8A, 8B und 8C gezeigt ist. Der erste Typ ist ein AT-Typ (siehe Fig. 8A), der eine flache Gestalt, die im wesentlichen gleich in der Dicke ist, oder eine konvexlinsenartige Gestalt, die in der Nachbarschaft der Mitte dick ist und mit der Annäherung an den Rand desselben dünner wird, aufweist. Der zweite Typ ist ein E-Typ (siehe Fig. 8B), der gleich in der Dicke ist und eine E-förmige, plattenartige Konfiguration aufweist. Der dritte Typ ist ein Stimmgabeltyp (siehe Fig. 8C), der in der Dicke gleich ist und eine plattenartige Gestalt vom Stimmgabeltyp aufweist.
Unabhängig von den obigen drei Typen des Quarzoszillators wird die Antibeschleunigungsleistung so verbessert, daß der Betriebsbereich des elektronischen Zeitgebers vergrößert werden kann durch Verwenden eines Quarzoszillators, der eine Länge T des Kristallstabes, die im Bereich von 2,0 mm bis 3,5 mm liegt, und ein Verhältnis T/A der Länge T des Kristallstabes zu einer Breite A, das im Bereich von 2,0 mm bis 3,5 mm liegt, aufweist, noch bevorzugter die Länge T des Kristallstabes, die im Bereich von 2,0 mm bis 3,00 mm liegt, und das Verhältnis T/A der Länge T des Kristallstabes zu der Breite A desselben, das im Bereich von 2,0 bis 3,00 liegt. In diesem Fall ist ein Dickenbereich von 100 um bis 200 um als die Dicke des Kristallstabes geeignet. Die Länge des Kristalles, die gleich 2 mm und darunter ist, ist nicht zu bevorzugen, da die Impedanz in Begriffen der Schaltung ansteigt und die Verarbeitbarkeit gestört wird und die Kosten ansteigen.
(7) Des weiteren kann durch Konstruieren der Verzögerungsschaltung aus einer ersten Oszillatorschaltung, die einen Quarzoszillator als eine Referenz aufweist, einer zweiten Oszillatorschaltung, einer Takt- oder Zählperiodenerzeugungsschaltung zum Erzeugen einer Zählperiode unter Verwendung der zweiten Oszillatorschaltung derart, daß die Zählperiode mit einer Referenzperiode, die durch die erste Oszillatorschaltung erzeugt wird, übereinstimmt, und einer Triggersignalerzeugungsschaltung zum Ausgeben des Triggersignals mit der Zählperiode als der Referenz, ein Problem der niedrigen Stoßfestigkeiteigenschaft des Quarzoszillators komplett aufgelöst werden und ein Zählen einer Zeitperiode kann mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.
Bevorzugterweise weist die Triggersignalerzeugungsschaltung eine Referenzpulsausgabeschaltung zum Erzeugen eines Pulssignals mit der Zählperiode als eine Referenz und eine Hauptzählerschaltung zum Ausgeben des Triggersignals, wenn sie den Referenzpuls eine vorgestellte Anzahl von Malen gezählt hat, auf.
Des weiteren weist die Zählperiodenerzeugungsschaltung eine Schaltung zum Erzeugen eines Zählperiodenerzeugungsstartssignals und eines Zählperiodenerzeugungsendsignals, wenn die Zählperiodenerzeugungsschaltung den Puls, der von der ersten Oszillatorschaltung ausgegeben wird, eine erste voreingestellte Anzahl und eine zweite voreingestellte Anzahl von Malen gezählt hat, und eine periodische Zähldatenschaltung zum Starten des Zählen des Pulses, der von der zweiten Oszillatorschaltung ausgegeben wird, auf das Empfangen des Zählperiodenerzeugungsstartsignals hin, zum Beenden des Zählens des Ausgangspulses der zweiten Oszillatorschaltung auf das Empfangen des Zählperiodenerzeugungsendsignales hin, und dann zum Fixieren des Ergebnisses der Zählung als eine Zählperiode, auf.
Noch bevorzugter weist die Zählperiodenerzeugungsschaltung ein Mittel zum Erzeugen, als die Referenzperiode, von ersten bis n-ten (2) festgelegten/fixierten Zeitintervallen, die vorbestimmt und unterschiedlich voneinander sind, wobei das minimale festgelegte Zeitintervall gleich zu dem Minimalzündungszeitintervall ist, unter Verwendung des Pulses, der von der ersten Oszillatorschaltung erzeugt wird, als eine Referenz auf. Die Triggersignalerzeugungsschaltung weist erste bis n-te Trennmittel zum entsprechenden Trennen vorbestimmter Verzögerungszeitintervalle in umgekehrter Reihenfolge durch eine vorbestimmte Anzahl von Malen entsprechend der ersten bis n-ten festgelegten Zeitintervalle unter Verwendung eines Pulszuges, der von der zweiten Oszillatorschaltung erzeugt wird, als eine Referenz und eine Schaltung zum Erzeugen des Triggersignals, wenn die vorbestimmten Verzögerungszeitintervalle durch die vorbestimmte Anzahl von Malen bei dem ersten festgelegten Zeitintervall des ersten Trennmittels getrennt worden sind, auf.
Die ersten bis n-ten festgelegten Zeitintervallerzeugungsmittel weisen einen ein erstes festgelegtes Zeitintervall erzeugenden Zähler zum Zählen des Pulszuges, der von der ersten Oszillatorschaltung während des ersten festgelegten Zeitintervalls erzeugt wird, und zweite bis n-te festgelegte Zeitintervalle erzeugende Zähler zum entsprechenden Zählen des Pulszuges, der von der ersten Oszillatorschaltung erzeugt wird, während der zweiten bis n-ten festgelegten Zeitintervalle auf.
Des weiteren weisen die ersten bis n-ten Trennmittel entsprechend Verriegelungsschaltungen zum Verriegeln der ersten bis n-ten festgelegten Zeitintervalle, erste bis n-te Trennungszähler, in denen die ersten bis n-ten festgelegten Zeitintervalle, die in den Verriegelungsschaltungen verriegelt sind, gesetzt werden und die entsprechend zum Zählen des Pulszuges, der von der von der zweiten Oszillatorschaltung erzeugt wird, und zum Ausgeben von Pulssignalen mit jedem Hochzählen dienen, und erste bis n-te Zähler, die Zählpulse, die von den ersten bis n-ten Trennungszählern jedesmal, wenn die ersten bis n-ten Trennungszähler hoch gezählt haben, ausgegeben werden, zählen und die in Reihe so aktiviert werden, daß sie das Rücksetzen des (m-1)-ten Zählers als Reaktion auf das Hochzählen des m-ten (n) Zählers freigeben.
Die zuvor erwähnten Verfahren können einzeln oder in Kombination entsprechend des beabsichtigten Zweckes verwendet werden.

(Zweite Grundart der vorliegenden Erfindung)

Bei der zweiten Grundart der vorliegenden Erfindung ist die untere Grenze eines Schlagwertes in einem sympathetischen Detonationsbereich des elektrischen Detonators in die Nachbarschaft der oberen Grenze eines Schlagwertes in dem Betriebsbereich des elektronischen Zeitgebers oder bis zum Überlappen des obigen Bereiches mit der unteren Grenze des Schlagwertes vergrößert, wodurch ein Fehlzündungsbereich eliminiert wird (siehe Fig. 2-C-(2)).
Die Empfindlichkeit einer induzierten Detonation des Detonators variiert entsprechend einer Raumlänge (siehe L in Fig. 5A), die zwischen einer Zündladungsschicht und einer Primärsprengstoffschicht definiert ist. Wenn die Zwischenraumlänge insbesondere im Bereich von 4 mm bis 14 mm rangiert, kann der sympathetische Detonationsbereich stark vergrößert werden.

(Dritte Grundart der vorliegenden Erfindung)

Bei der dritten Grundart der vorliegenden Erfindung weist ein elektronischer Zeitgeber Mittel zum zwangsweisen Zünden eines elektrischen Detonators auf das Detektieren seiner Fehlfunktion oder sogar eine Anzeige seiner Fehlfunkti on aus einem unerwarteten Grund, bei dem ein Sprengschock maßgeblich ist, hin, auf (Siehe Fig. 2-C-(3)).
Der elektronische Zeitgeber weist eine Fehlfunktionsdetektionsschaltung zum Detektieren einer Fehlfunktion eines Schaltungselementes, die auftritt, wenn der elektronische Zeitgeber einem Explosionsschock unterworfen ist, um dadurch ein Fehlfunktionsdetektionssignal aus dieser auszugeben, eine Zwangstriggerschaltung zum Ausgeben eines Zwangstriggersignals als Reaktion auf das Fehlfunktionsdetektionssignal und eine Umschaltschaltung zum Versorgen des Zündelementes mit elektrischer Energie, die in der Energieladeschaltung gespeichert ist, als Reaktion auf das Zwangstriggersignal auf.
(1) Die Fehlfunktionsdetektionsschaltung weist eine Fehler- Quarzoszillator-Detektionsschaltung zum Detektieren eines Fehlers beim Betrieb eines Quarzoszillators auf.
(2) Die Fehlfunktionsdetektionsschaltung kann aus einer Schaltung zum Detektieren einer Fehlfunktion der Energieladeschaltung zusammengesetzt sein. Bevorzugterweise ist die Fehlfunktionsdetektionsschaltung so konfiguriert, daß sie einen Wert einer Spannung der Energieladeschaltung nach der Vervollständigung des Ladens der Energieladeschaltung detektiert, und daß sie detektiert, daß der Spannungswert nach unten die Minimalzündspannung zum Zünden eines elektrischen Detonators erreicht hat. Alternativ kann die eine fehlfunktionierende Energieladeschaltung detektierende Schaltung so konfiguriert sein, daß sie, nach der Vervollständigung des Ladens der Energieladeschaltung, detektiert, daß eine Entladespannung gegen den Zeitgradienten der Energieladungsschaltung größer als ein spezifischer Wert ist.
Aufgrund dieser Konfigurationen wird, da der elektronische Verzögerungsdetonator unter Zwangszündung zur Selbstdetonation gebracht wird, z. B., wenn der Detonator einen Stoßwert empfängt, der einem Ventil in einem Fehlzündungs bereich entspricht, der induzierte Detonationsbereich fortlaufend zu dem Betriebsbereich plaziert. Dieses resultiert äquivalent darin, daß der sympathetische Detonationsbereich in die Nachbarschaft des Betriebsbereiches des elektronischen Zeitgebers, oder bis der obige Bereich mit dem Betriebsbereich des Stoßwertes überlappt, vergrößert wird, so daß der Fehlzündungsbereich eliminiert wird. Nebenbei, die obigen Mittel können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Die zuvor erwähnten drei Arten sollten einzeln oder in Kombination entsprechend der beabsichtigten Anwendung verwendet werden.
Die Konzepte dieser Arten werden in Fig. 2 gezeigt.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.

(Erste Ausführungsform)

Fig. 3 ist eine Blockdarstellung, die eine Konfiguration einer integrierten Hybridschaltung (HIC) eines elektronischen Verzögerungsdetonators entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Fig. 4A und 4B illustrieren entsprechend ein HIC-Modul eines Typs, bei dem die HIC, die in Fig. 3 gezeigt ist, tatsächlich auf einem Substrat montiert worden ist. Nebenbei, die vorliegende Ausführungsform entspricht den Paragraphen (1), (2) und (6), die bei der zuvor erwähnten ersten Grundart und der zuvor erwähnten zweiten Grundart gezeigt worden sind. Die vorliegende Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, die HIC ist derart konfiguriert, daß elektrische Energie von einer elektrischen Sprengmaschine (nicht gezeigt) über einen Zufuhrdraht, einen Verbindungsdraht (nicht gezeigt) und einen Beindraht 111-1 (siehe Fig. 4a und 4B) beim Sprengen geliefert wird. Der Beindraht 111-1 ist mit den Ein gangsanschlüssen 113-A und 113-B der HIC, die in Fig. 3 gezeigt ist, durch Löten verbunden. Ein Gleichrichter 115 zum Liefern der Übereinstimmung zwischen der Polarität eines Eingangs- und derjenigen einer internen Schaltung ist zwischen die Eingangsanschlüsse 113-A und 113-B, die die elektrische Energie empfangen, die von der elektrischen Sprengmaschine geliefert wird, geschaltet.
Ein Energiekondensator 120 ist parallel zwischen die Ausgangsanschlüsse des Gleichrichters 115 geschaltet, damit er in der Lage ist, mit Eingangsenergie aus jeder Richtung geladen zu werden. Ein Bypass-Widerstand 119 ist parallel zu dem Kondensator 120 und parallel zwischen die Eingangsanschlüsse des Gleichrichters 115 geschaltet. Des weiteren sind die Eingangsanschlüsse einer Konstantspannungsschaltung 121 parallel mit dem Kondensator 120 verbunden. Ein Widerstand 122 zum Beschleunigen des Entladens ist parallel zu dem Kondensator 120 und zwischen die Eingangsanschlüsse der Konstantspannungsschaltung 121 geschaltet. Der Bypass-Widerstand 119 verhindert Streuströme, die oft an Sprengorten auftreten, am Laden des Kondensators 120 auf eine solche Spannung beim Zünden des Detonators. Der Widerstand 122 wird zum schnellen Entladen der geladenen elektrischen Energie in dem Kondensator 120 verwendet, wenn der elektronische Zünddetonator in einem Fehlzündungszustand aus irgendwelchen Gründen verbleibt, nachdem die elektrische Energie von der Sprengmaschine zugeführt worden ist.
Mit einem Ausgangsanschluß der Konstantspannungsschaltung 121 sind eine Zeitkonstantenschaltung zum Erzeugen einer Haltezeit, die zum Zurücksetzen einer internen Funktion eines IC-Zeitgebers 130 benötigt wird, die zusammengesetzt ist aus einer Reihenschaltung eines Widerstandes 125 und eines Kondensators 127, ein Filterkondensator 123 zum Stabilisieren der Ausgabe der Konstantspannungsschaltung 121 und ein Stromversorgungsanschluß des IC- Zeitgebers 130 verbunden. Eine Ausgangsspannung der Zeitkonstantenschaltung wird in den IC-Zeitgeber 130 eingegeben und dann mit einer Ausgangsspannung einer Referenzspannungserzeugungsschaltung (nicht gezeigt), die in dem IC-Zeitgeber 130 eingebaut ist, durch einen Komparator (nicht gezeigt), der den IC-Zeitgeber 130 aufweist, verglichen. Wenn diese beiden Spannungspegel miteinander übereinstimmen, wird ein Rücksetz-Freigabesignal innerhalb des IC-Zeitgebers 130 ausgegeben.
Des weiteren weist der IC-Zeitgeber 130 eine Oszillatorschaltung. (nicht gezeigt), die eine charakteristische Frequenz eines Quarzoszillators 131 als eine Referenz verwendet, einen Frequenzteiler (nicht gezeigt) zum Frequenzteilen eines Ausgangspulses der Oszillatorschaltung in Referenzfrequenzpulse, die jeweils eine Periode von 1 ms aufweisen, als Reaktion auf das oben erwähnte Rückwärts-Freigabesignal, und eine Zählschaltung (nicht gezeigt) zum Zählen der Ausgangspulse des Frequenzteilers in der Anzahl, die durch eine Umschaltschaltung 133 bestimmt ist, und zum Ausgeben eines Triggersignals TS nach der Vervollständigung des Zählens, auf. Ein Gatekondensator 135 und ein Drainkondensator 137 eines schwingenden Inverters (nicht gezeigt) sind zwischen den Quarzoszillator 131 und Masse geschaltet, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.
Eine Reihenschaltung aus einer elektronischen Umschaltvorrichtung (z. B., ein Thyristor) 140 und einem Zündwiderstand (nicht gezeigt) für einen elektrischen Detonator sind über den Kondensator 120 so verbunden, daß die elektronische Umschaltvorrichtung als Reaktion auf das Triggersignal TS geschlossen werden kann, um so die elektrische Energie, die in den Kondensator 120 gespeichert ist, an den Zündwiderstand über die Beindrähte 143-1 und 143-2 für einen elektrischen Detonator (siehe Fig. 4A und 4B), die entsprechend an die Ausgangsanschlüsse 141-A und 141-B gelötet sind, zu entladen.
Die zuvor erwähnten Teile in Chipform oder Teile in Packungsform sind auf einem Substrat (Platine) 145 durch Löten montiert. Des weiteren ist den Beindrähten 111-1, 111-2, 143-1 und 143-2, dem elektrolytischen Kondensator 120 und dem Quarzoszillator 131 gestattet, daß sie sich durch ihre entsprechende Durchgangslöcher erstrecken, die in der Platine 145 ausgebildet sind, und daß sie auf die Platine 145 gelötet sind.
Des weiteren ist die vorliegende Ausführungsform konfiguriert wie ein geeignetes spezifisches Beispiel wie folgt: Nämlich, der Kondensator 120 besteht aus einem elektrolytischen Kondensator (1000 uF) und die Widerstände 119 und 122 bestehen entsprechend aus Widerständen vom Chiptyp von 15 Q und 200 kQ. Der Gleichrichter 115 und die Konstantspannungsschaltung 121 sind entsprechend aus Teilen von verkapselten chipartigen Teilen konstruiert. Der Widerstand 125 besteht aus Widerständen vom Chip-Typ und die Kondensatoren 123 und 127 bestehen entsprechend aus mehrschichtigen Keramikkondensatoren. Des weiteren ist der IC-Zeitgeber 130 gemacht aus einem Ein-Chip-CMOS- IC und in verkapselter Form konfiguriert. Der Drainkondensator 137 und der Gatekondensator 135 bestehen entsprechend aus mehrschichtigen Keramikkondensatoren. Des weiteren besteht die elektronische Umschaltschaltung 140 aus einem SCR (Silicon Controlled Rectifier = gesteuerter Siliziumgleichrichter) der verkapselten Chip-Form.
Fig. 5A illustriert die Anordnung innerhalb des elektronischen Verzögerungsdetonators entsprechend der ersten Ausführungsform. Entsprechend der vorliegenden Ausführungsform ist das HIC-Modul, das so konfiguriert ist, wie es unter Bezugnahme auf die Fig. 4A und 4B beschrieben worden ist, in ein aus rostfreiem Stahl gemachtes Metallgehäuse 213 (dessen äußerer Durchmesser und Dicke entsprechend 15 mm und 1,5 mm sind) eingesetzt. In diesem Zustand wird das Harz so in das Metallgehäuse geladen, daß eine Harzschicht 211 in dem Gehäuse ausgebildet wird. Ein Zwei-Komponenten-Epoxy-Verbundharz (Handelsname: TB2023 (Hauptmaterial) / TB2105F (Härtemittel), das durch Three Bond Company hergestellt wird), das eine niedrige Härteeigenschaft und Flexibilität aufweist, wird als das zu ladende Harz verwendet.
Des weiteren weist ein elektrischer Detonator 200 eine Ummantelung 219, die eine Grundladung 217, einen Primärsprengstoff 215, einen Zwischenraum 229, ein Zündelement 300, das aus einem Dichtungsstöpsel 225, einer Zündladung 223 und einem Zündwiderstandsdraht 221, der durch den Abdichtungsstöpsel 225 und die Beindrähte 143-1 und 143-2 verbunden ist, besteht, enthält, auf. Der elektrische Detonator 200 ist mit dem HIC-Modul durch die Beindrähte 143- 1, 143-2 gekoppelt, die mit dem Zündwiderstandsdraht 221 verbunden sind.
Die Anordnung der entsprechenden Teile des elektronischen Detonators 200 ist wie folgt: Die Zündladung 223 ist um den Zündwiderstandsdraht 221 vorgesehen. Der Primärsprengstoff 215 ist zwischen den ersten inneren Mantel 231-1 und den zweiten inneren Mantel 231-2 benachbart zu dem Zwischenraum 229, der sich von der Zündladungsschicht 223 erstreckt, wie es in Fig. 5A gezeigt ist, eingesetzt. Die Grundladung 217 ist in der Richtung des vorderen Endes des elektrischen Detonators 200 geladen, um so in Kontakt mit dem Primärsprengstoff 215 zu sein.
Ein Sprengschocktest wurde in Wasser bei dem elektronischen Verzögerungsdetonator, der wie oben beschrieben konstruiert war, bewirkt, während seine Struktur und die Bedingungen des Sprengstofftestes in verschiedenen Wegen geändert wurden. Der Sprengstoff, dem der elektronische Verzögerungsdetonator in Wasser unterliegt, kann als einem Fall entsprechend angenommen werden, in dem der elektronische Verzögerungsdetonator einem Zusammendrücken in allen Richtungen durch ein Quellwasser unterworfen wird, von dem angenommen wird, daß es an einem tatsächlichen Sprengort erzeugt wird. Ein dünnflüssiger Sprengstoff (100 g: Sprengstoff von Inchgröße im Durchmesser) wurde als die Quelle der Erzeugung des Sprengschocks verwendet und in einer Tiefe von 2 m unter Wasser mit Mustern, die in einem vorbestimmten Abstand von dem dünnflüssigem Sprengstoff plaziert wurden, plaziert. Des weiteren wurde der Abstand auf verschiedene Weisen geändert und der Typ des Musters wurde in verschiedenen Weisen geändert.
Das Ergebnis des Sprengschocktestes, der durch Ändern der Länge (entspricht L, das in Fig. 5A gezeigt ist) des Zwischenraumes 229 zwischen der Zündladung 223 und der Primärsprengstoffschicht 215 ausgeführt wurde, wird in Ta belle 1, die unten gezeigt ist, präsentiert. Entsprechend des Ergebnisses aus Tabelle 1 ist zu verstehen, daß, falls die Konfiguration des elektrischen Detonators 200, d. h., der Zwischenraumabstand L zwischen der Zündladungsschicht 223 und der Primärsprengstoffschicht 215 so eingestellt ist, daß er in einem Bereich von 4 mm bis 14 mm fällt, dann der sympathetische Detonationsbereich vergrößert ist. Es ist auch zu verstehen, daß, falls die Zwischenraumlänge L in einen Bereich 8 mm bis 14 mm als die am meisten zu bevorzugende Bedingung fällt, dann der elektrische Detonator 200 sympathetisch detoniert wird, selbst wenn der Quarzoszillator, der bei der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, eine Beschädigung durch den Sprengschock unterliegt, wodurch eine Fehlzündung vermeidbar ist.
Des weiteren wird das Ergebnis des Sprengschocktestes, der ausgeführt wurde durch Ändern der Größe eines Kristallstabes unter einer Bedingung, bei der eine sympathetische Detonation schwer zu erzeugen ist, bei der die Zwischenraumlänge auf 0 mm fixiert ist, unter der selben Bedingung des Sprengschocktestes wie oben, der darunter gezeigten Tabelle 2 präsentiert. Entsprechend des Ergebnisses der Tabelle 2, wenn ein Quarzoszillator verwendet wird, bei dem die Länge T des Kristalls des Quarzoszillators weniger als oder gleich zu 3,5 mm ist und das Verhältnis T/A zwischen der Länge T und der Breite A des Metallstabes weniger als oder gleich zu 3,5 ist, ist zu verstehen, daß der Betriebsbereich des elektronischen Zeitgebers 100 verglichen mit anderen Mustern stark vergrößert ist. Insbesondere wenn ein Quarzoszillator verwendet wird, bei dem die Länge T des Kristallstabes gleich 2,48 mm und das Verhältnis t/A zwischen der Länge T und der Breite A des Kristalls gleich 2,48 ist, wird das befriedigendste Ergebnis erhalten.
Des weiteren wird das Ergebnis des Sprengschocktestes, das durch Variieren der Kombinationen der Zwischenraumlänge und der Kristallgröße unter der selben Bedingung eines Schocktestes, wie er oben beschrieben wurde, ausgeführt wurde, in der unten gezeigten Tabelle 3 präsentiert. Entsprechend des Ergebnisses der Tabelle 3 ist zu verstehen, daß die Auswahl der Gestalt des Kristalls eine Erhöhung der Betriebsgrenze des elektronischen Zeitgebers 100 erlaubt und daß verschiedene Stoßwiderstandsniveaus eingestellt werden können, um so nicht irgendwelche Fehlzündungen durch Ändern der Zwischenraumlängen zu verursachen.
Weiterhin wird das Ergebnis des Sprengschocktestes, der durch Ändern, in verschiedenen Formen unter der selben Bedingung des obigen Sprengschocktestes, des einzukapselnden Materials, wenn das HIC-Modul in das aus rostfreiem Stahl gemachte Metallgehäuse 213 eingesetzt wird (dessen äußerer Durchmesser und Dicke entsprechend 15 mm und 1,5 mm sind), und durch Vergleichen der geänderten Materialien ausgeführt wurde, in Tabelle 4, die unten gezeigt ist, präsentiert. Entsprechend des Ergebnisses aus Tabelle 4 ist zu verstehen, daß die Stoßfestigkeitseigenschaften des Quarzoszillators durch Verwenden eines gelartigen Silikonharzes als Einkapselungsmittel verbessert werden. Tabelle 1
(Bemerkung) *: Fehlermodus
SD: Sympathetische Detonation
CD: Kristallzerstörung Tabelle 2
(Bemerkung) *: Fehlermodus
SD: Sympathetische Detonation
CD: Kristallzerstörung Tabelle 3
(Bemerkung) *: Fehlermodus
SD: Sympathetische Detonation Tabelle 4
(Bemerkung) *: Fehlermodus
SD: Sympathetische Detonation
CD: Kristallzerstörung

(Zweite Ausführungsform)

Die Fig. 6A und 6B zeigen entsprechend ein HIC-Modul, das in der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, bei dem die Hybridschaltung, die in der ersten Ausführungsform verwendet wird, tatsächlich auf eine Platine montiert worden ist. Nebenbei, der Zustand der elektrischen Verbindungen in Fig. 6 stimmt mit demjenigen, der in Fig. 4 illustrativ für die erste Ausführungsform gezeigt worden ist, überein und seine detaillierte Beschreibung ist darum weggelassen. Fig. 7 zeigt die Struktur eines elektrischen Verzögerungsdetonators, der das HIC-Modul, das in Fig. 6A und 6B gezeigt worden ist, entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufweist. Nebenbei, die vorliegende Ausführungsform zeigt eine Ausführungsform, die den Paragraphen (1) bis (5) der zuvor erwähnten ersten Grundart entspricht. Die vorliegende Erfindung wird unten unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben.
Ein elektronischer Zeitgeber 100 ist in einem Gehäuse 311, das einen Metallzylinder 313 enthält, untergebracht. Das Gehäuse 311 ist über einen Eingriffsabschnitt 317 mit einer Kappe 315 gekoppelt, in die ein Teil eines elektrischen Detonators 200 eingesetzt und befestigt ist. Da der Metallzylinder 313 als eine unbeabsichtigte Explosion aufgrund einer Kollision mit dem elektrischen Detonator 200 während der Lieferung, wenn der Metallzylinder 313 der Außenwelt ausgesetzt ist, verursachend angesehen wird, ist es zu bevorzugen, den Umfang des Metallzylinders 313 mit einem Plastikgehäuse oder ähnlichem in 311 in Begriffen in der sicheren Handhabung zu bedecken, wie es bei der vorliegenden Ausführungsform beschrieben worden ist. Ein viskoelastisches Material 319 ist in einen Zwischenraum zwischen dem elektronischen Zeitgeber 100 und dem Metallzylinder 313 geladen.
Genauer beschrieben, der elektronische Zeitgeber 100 besteht aus elektronischen Vorrichtungen, die einen Energiekondensator 120, ein Quarzoszillator 131, einen IC-Zeitgeber 130, etc. umfassen. Diese elektronischen Teile sind alle auf der Oberfläche einer Platine 145 montiert. Die Platine 145 ist aus Glas- Epoxy gemacht. Des weiteren ist die Platine 145 mit Beindrähten 111-1 und 111-2, die durch die Kappe 315 mit einer Sprengmaschine (nicht gezeigt) verbunden sind, auf der Eingangsseite und mit Beindrähten 143-1, 143-2 des elektrischen Detonators 200, die durch einen Stopper 321 zum Stoppen des Detonators verbunden sind, auf der Ausgangsseite verbunden.
Diskrete Teile wie die Beindrähte 111-1, 111-2, 143-1 und 143-2, der Energiekondensator 120 und Quarzoszillator 131 durchdringen ihre entsprechenden Durchgangslöcher, die in der Platine 145 definiert sind, und sind an die Platine 145 gelötet. Teile einer inneren Oberfläche und beide Oberflächen der Platine 145, die um die Durchgangslöcher existieren, sind an der Platine 145 mit einer leitenden Folie anhaftend. Des weiteren läuft Lot durch eine Folienoberfläche auf der entgegengesetzten Seite durch Löten von der einen Seite der Platine 145, so daß die diskreten Teile elektrisch und fest mit der Platine 145 verbunden sind. Des weiteren bilden Teile des Gehäuses 311 und der Kappe 315 innere Kappenabschnitte 323 und 325 an beiden Enden des Metallzylinders 313. Die inneren Kappenabschnitte 323 und 325, die wie oben beschrieben konstruiert sind, verstärken den Metallzylinder 313 so, daß der Metallzylinder 313 am Zerdrücken aufgrund eines Sprengschocks gehindert wird. Die Länge, die zum Eingreifen der inneren Kappenabschnitte 323 und 325 mit dem Metallzylinder 313 benötigt wird, muß minimal 3 mm haben.
Des weiteren ist ein Vorsprung 327 an der Innenwand des Gehäuses 311 vorgesehen. Der Vorsprung 327 hält den elektronischen Zeitgeber 100 in der normalen Position und hält normalerweise den Zwischenraum zwischen dem Metallzylinder 313 und dem elektronischen Zeitgeber 100. Der Zwischenraum wird auch vorgesehen, damit er vollständig mit dem viskoelastischem Material 319 gefüllt wird. Aufgrund des Vorsehens der Platine 145 in einem rechten Winkel zu dem Metallzylinder 313 verstärkt die Platine 145 den Metallzylinder 313 gegen die Deformation des Metallzylinders durch den Stoß.
Wenn der Metallzylinder 313 im Durchmesser reduziert wird, kann die Platine 145 derart schlank werden, daß sie parallel zu der Achsrichtung des Metallzylinders 313 wird.
Des weiteren kann das Material, das zur Ausbildung von jeweils dem Gehäuse 311, der Kappe 315 und dem Detonatorstopper 321 verwendet wird, aus Plastik sein, aber es kann bevorzugterweise eines sein, das ein Elastizitätsmodul von 100 kg/mm² oder darüber aufweist. Das Material, das diesem entspricht, kann Polyethylen, Polyester, Polypropylen, ein ABS (Acrylonitril-Butadien-Styrol) - Harz oder ähnliches, bevorzugterweise Nylon 66, Polyacetal oder ähnliches, das einen Elastizitätsmodul von 200 kg/mm² oder darüber aufweist, sein.
Ein Antiversatzstopper 329 kann bevorzugterweise an dem äußeren Umfang der Kappe 315 in einer Position vorgesehen sein, in der die Klappe 315 in Eingriff mit dem Detonator 200 ist. Aufgrund des Vorsehens des Antiversatzstoppers 329 kann der elektronische Verzögerungsdetonator der Erfindung nur schwer von einem Sprengstoff (Schlagpatrone), die in den elektronischen Verzögerungsdetonator eingesetzt ist, getrennt werden, wodurch es möglich gemacht wird, die Sprengbearbeitbarkeit zu verbessern.
Es ist zu bevorzugen, daß die Eingangsbeindrähte 111-1 und 111-2 und die Ausgangsbeindrähte 143-1 und 143-2, die sich zu dem elektronischen Zeitgeber erstrecken, ausgeführt sind in derselben Richtung wie der Metallzylinder 313 in Begriffen der Herstellung des elektronischen Verzögerungsdetonators der vorliegenden Erfindung. Dieses ist so aufgrund einer solchen Konstruktion, daß die Kappe 315 in das Gehäuse 311 in einer Tätigkeit mit einmaligem Berühren durch den Eingriffsabschnitt 317 durch Zwingen der Kappe 315, die mit dem elektronischen Zeitgeber 100 vorgesehen ist, in das Gehäuse 311, das den Metallzylinder 313 enthält, der mit einer geeigneten Menge von Füller 319 geladen ist, eingepaßt wird. Wenn andererseits ein Harz 319 in das Gehäuse 311 eingespritzt wird, nachdem die Kappe 315 in das Gehäuse 311 eingepaßt ist, ist ein Einspritzanschluß notwendig und Luft kann leicht in das Harz 319 aufgenommen werden. Darum ist ein solches Einspritzen nicht zu bevorzugen.
Ein Sprengschocktest wurde in Wasser und Sand ausgeführt, während der Typ des Füllers 319 des elektrischen Verzögerungsdetonators, der wie oben beschrieben konstruiert war, und die Bedingung des Schocktestes variiert wurden. Ein Sprengschock, dem der elektronische Verzögerungsdetonator im Wasser unterliegt, wird als einem Zustand entsprechend angenommen, in dem der elektronische Verzögerungsdetonator einem Zusammendrücken in allen Richtungen durch ein Quellwasser unterworfen wird, von dem angenommen wird, daß es an einem tatsächlichen Sprengort erzeugt wird, wie oben beschrieben wurde. Ein Sprengschock, dem der elektronische Verzögerungsdetonator in Sand unterliegt, wird als zwei Zuständen entsprechend angenommen: einem Zustand, indem der elektronische Verzögerungsdetonator durch Vibrationen in einem elastischen Bereich des Felsens derart, daß eine Versatzbeschleunigung erzeugt wird, ausgestoßen wird, und dem anderen Zustand, bei dem Explosionsgas durch einen Spalt des Felsens so eintritt, daß eine Kompression aus einer Richtung ausgeübt oder eine Ersatzbeschleunigung erzeugt wird.
Das Material, das für den Metallzylinder 313 verwendet wurde, war STKM-Stahl (Kohlestahlrohr für mechanische Struktur; JIS G 3445 12TypC/SymbolSTKM12C) mit einem äußeren Durchmesser von 27 mm , einer Dicke von 1,7 mm und einer Länge von 34 mm. Ein Glasepoxysubstrat mit einem äußeren Durchmesser von 23 mm und einer Dicke von 0,8 mm und einem AD-Typ-Quarzoszillator von 4 MHz wurden für den elektronischen Zeitgeber verwendet. Ein elektrolytischer Aluminiumkondensator von 16 wV und 1000 u(10 mm - 16 mmL) wurde als der Kondensator verwendet. Des weiteren wurde die Dicke eines Kondensatorschutzmaterials 331 auf einem Bereich von 2 mm bis 4 mm eingestellt und der Metallzylinder 313 wurde mit einem viskoelastischem Material von 7 cc bis 10 cc geladen.
Der Sprengschocktest wurde ausgeführt unter folgenden Bedingungen: Nämlich, ein dünnflüssiger Sprengstoff (100 g: Sprengstoff mit Durchmesser in Inchgröße) wurde als die Quelle der Erzeugung des Sprengschocks verwendet und in einer Tiefe von 2 m unter Wasser und einer Tiefe von 80 cm in Sand mit Mustern, die in einem vorbestimmten Abstand weg von dem dünnflüssigem Sprengstoff plaziert wurden, plaziert. Des weiteren wurde der Abstand in verschiedenen Formen geändert und der Typ des Musters wurde auf verschiedenen Weisen geändert. Nach dem Ausüben des Sprengschocks wurde das getestete Muster zurückgeholt und die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Beschädigung wurde untersucht.
Das Ergebnis des Sprengschocktestes wird in Tabelle 5, die unten gezeigt ist, präsentiert. Entsprechend des Ergebnisses aus Tabelle 5 ist zu verstehen, daß die Wirkungen der vorliegenden Erfindung stark erzeugt werden: Die Beschädigung des elektronischen Zeitgebers 100 wurde durch Bedecken des elektrischen Zeitgebers 100 mit dem viskoelastischen Material 319 verringert und das abnormale Entladen der Ladung, die in dem Kondensator 120 gespeichert ist, wird durch Bedecken des Umfangs des Kondensators 120 mit einem Material 331 niedriger Dichte weniger erzeugt. Tabelle 5
Bemerkung 1: Bruch zeigt Verhältnis der Anzahl von normalen Schaltungen zu der Anzahl der Experimenten an. Zahl mit Symbol.* meint, daß nur der Quarzoszillator beschädigt ist und die anderen als normal angezeigt sind.
Bemerkung 2: Wert in () zeigt Abfallspannung, die über dem Kondensator zum Zeitpunkt des Ausübens des Schocks angelegt ist, an.

(Dritte Ausführungsform)

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben. Nebenbei, die vorliegende Ausführungsform entspricht dem Paragraphen (7) der zuvor erwähnten ersten Grundart. Fig. 9 zeigt ein Beispiel einer internen Konfiguration eines IC-Zeitgebers 130, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Der IC-Zeitgeber 130 ist unter derselben Anordnung wie derjenigen, die in Fig. 3 gezeigt ist, konfiguriert und wird basierend auf einer Ausgangsspannung einer Konstantspannungsschaltung 413 betrieben. Fig. 10 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Beschreiben des Betriebs des IC-Zeitgebers 130, der in Fig. 9 gezeigt ist.
In Fig. 9 bezeichnen die Bezugszeichen 411-A und 411-B entsprechend Eingangsanschlüsse, die zum Empfangen von elektrischer Energie, die von einer Sprengmaschine (nicht gezeigt) geliefert wird, verwendet werden. Das Bezugszeichen 415 bezeichnet einen Bypass-Widerstand, der zwischen die Eingangsanschlüsse 411-A und 411-B geschaltet und zum Vorbeileiten eines Streustromes verwendet wird. Das Bezugszeichen 417 bezeichnet eine Diodenbrückenschaltung, die zum Anlegen einer vorbestimmten polaren Spannung an einem Energiekondensator 419 ungeachtet der Polarität einer Gleichspannung, die zwischen den Eingangsanschlüssen 411-A und 411-B angelegt ist, und zum Hindern eines Stromes am Rückfließen zu den Eingangsanschlüssen 411-A und 411-B von dem Energiekondensator 419 dient. Das Bezugszeichen 413 zeigt die Konstantspannungsschaltung an, die der Energiekondensator 419 als eine Stromversorgung benutzt und eine vorbestimmte Leistung ausgibt.
Das Bezugszeichen 414 zeigt einen Quarzoszillator an, dessen Oszillationsfrequenz zum Beispiel 3 MHz ist. Die Quarzoszillatorschaltung 414 gibt einen Oszillationspuls 5D an jeden der ersten und zweiten Zähler 423 und 425 aus. Der erste Zähler 423 wird aus dem Rücksetzzustand durch eine Rücksetzschaltung 427 freigegeben und zählt dadurch den Oszillationspuls 5D für eine vorbe stimmte Anzahl (m) gefolgt durch das Ausgeben eines Signals 51 an eine periodische Zähldatenschaltung 429.
Der zweite Zähler 425 wird aus dem Rücksetzzustand durch die Rücksetzschaltung 427 freigegeben und zählt dadurch den Oszillationspuls 5D für eine Anzahl (n), die durch einen Zählwertdatenvoreinstellungsschalter 431 gesetzt wird, gefolgt durch das Ausgeben eines Signals 52 an die periodische Zähldatenschaltung 429. Die Anzahl (n), die in dem zweiten Zähler 425 gesetzt wird, ist größer als die Anzahl (m), die durch den ersten Zähler 423 gesetzt wird (n> m).
Eine zweite Oszillatorschaltung 435 kann eine sein, die in der Stoßstärke größer und widerstandsfähig gegenüber einem Sprengschock einiger benachbarter Sprengstoffe ist. Als eine solche Oszillatorschaltung kann bevorzugterweise eine Oszillatorschaltung wie eine CR Oszillatorschaltung, ein Ringoszillator, eine LC-Oszillatorschaltung oder ähnliches oder eine Oszillatorschaltung, die einen negativen Widerstand eines programmierbaren Unijunktionstransistors (PUT) verwendet, oder ähnliches verwendet werden. Die zweite Oszillatorschaltung 435 gibt einen Oszillationspuls SH an jeweils die periodische Zähldatenschaltung 429 und einen Referenzpulsgenerator 437 aus.
Die periodische Zähldatenschaltung 429 wird aus dem Rücksetzzustand als Reaktion auf das Signal 51 freigegeben, um so den Oszillationspuls SH der zweiten Oszillationsschaltung 435 zu zählen. Danach stoppt die periodische Zähldatenschaltung 429 das Zählen als Reaktion auf das Signal 52 und hält den gezählten Wert (ΔT). Der Referenzpulsgenerator 437 wird aus dem Rücksetzzustand als Reaktion auf das Signal 52 freigegeben, um so den Ausgangspuls SH der zweiten Oszillatorschaltung 435 bis zu der Anzahl zu zählen, die dem Zählwert ((ΔT) der periodischen Zähldatenschaltung 429 entspricht, und sie gibt ein Referenztaktsignal 51 an eine Hauptzählschaltung 439 aus und wird außerdem als Reaktion auf das Signal 51 zurückgesetzt.
Der Zählwert (ΔT) ist äquivalent zu einer Zeit, die basierend auf der Differenz zwischen der vorbestimmten Anzahl (m), die durch den ersten Zähler 423 gezählt wird, und der Anzahl (n), die durch den Zählwertvoreinstellungsschalter 431 eingestellt wird, die durch den zweiten Zähler 425 gezählt worden ist, bestimmt ist:
ΔT = (n-m)t (1)
(wobei t: Periode der Quarzoszillatorschaltung 414)
Die Hauptzählerschaltung 439 wird aus dem Rücksetzzustand als Reaktion auf das Signal 52 freigegeben, um das Ausgangssignal 51 des Referenzpulsgenerators 437 bis zu einer Anzahl (N) zu zählen, die durch einen Zähldatenvoreinstellungsschalter 441 eingestellt ist, und sie gibt ein Triggersignal SJ an eine elektronische Umschaltschaltung 421 aus. Die elektronische Umschaltschaltung 421 wird als Reaktion auf das Triggersignal SJ zur Bildung einer Umschaltschaltung geschlossen, so daß die elektrische Energie, die in dem Kondensator 419 gespeichert ist, entladen wird.
Der Betrieb der Schaltung, die in Fig. 9 gezeigt ist, wird nun im Detail unter Bezugnahme auf das Zeitablaufdiagramm, das in Fig. 10 gezeigt ist, beschrieben. Wenn eine Ausgabe 5A, die von einer Sprengmaschine (nicht gezeigt) erzeugt wird, in die Eingangsanschlüsse 411-A und 411-13 eingegeben wird, wird der Energiekondensator 419 geladen, wie es durch die Wellenform 5B in Fig. 10 angezeigt ist. Die Schaltung, die in Fig. 9 gezeigt ist, wird durch die geladene Leistung betrieben. Derart beginnt, nach der Vervollständigung des Ladens des Energiekondensators 419, die Quarzoszillatorschaltung 414 das Schwingen, nachdem die Konstantspannungschaltung 413 eine Spannung ausgegeben hat (siehe 5D in Fig. 10).
Des weiteren gibt die Rücksetzschaltung 427 ein Rücksetz-Freigabesignal SR nach einem Ablauf einer vorbestimmten Zeit seit dem Ausgeben der Spannung von der Konstantspannungsschaltung 413 aus. Eine vorbestimmte Zeit, die zum Ausgeben des Rücksetz-Freigabesignals SR benötigt wird, entspricht der Zeit nach der Stabilisierung der Quarzoszillatorschaltung 414 bis zu der Erzeugung eines Ausgangspufses 5D von der Quarzoszillatorschaltung 414. Als Reaktion auf das Rücksetz-Freigabesignal SR beginnen der erste Zähler 423 und der zweite Zähler 425 entsprechend das Zählen des Ausgangspulses SD, der von der Quarzoszillatorschaltung 414 geliefert wird.
Wenn ein Oszillationspuls SD, der der vorbestimmten Anzahl (m) von der Quarzoszillatorschaltung 414 entspricht, durch den ersten Zähler 423 gezählt wird, gibt der erste Zähler 423 ein Ausgangssignal 51 aus. Als Reaktion auf das Signal S1 startet die periodische Zähldatenschaltung 429 das Zählen eines Ausgangspulses SH, der von der zweiten Oszillatorschaltung 435 geliefert wird. Wenn der zweite Zähler 425 einen Oszillationspuls SD, der der Anzahl (n) entspricht, die durch den Voreinstellungsschalter 431 eingestellt ist, zählt, erzeugt der zweite Zähler 425 ein Ausgangssignal S2. Als Reaktion auf das Signal S2 beendet die periodische Zähldatenschaltung 429 das Zählen des Ausgangspulses SH, der von der zweiten Oszillatorschaltung 435 geliefert wird. Die Zählzeit nach dem Start des Zählens bis zu dem Beenden des Zählens entspricht einer Referenzzeit (ΔT).
Ein Ausgangssignal S2, das von dem zweiten Zähler 425 erzeugt wird, wird außerdem in den Referenzpulsgenerator 437 und die Hauptzählerschaltung 439 eingegeben, so daß jeder ihrer Schaltungen das Zählen als Reaktion auf das Signal S2 beginnt. Der Referenzpulsgenerator 437 gibt selbst einen Ausgangspuls SI für jede ΔT-Einstellung an einem anfänglichen Zählzustand aus und die Hauptzählerschaltung 439 zählt den Ausgangspuls SI. Wenn die Hauptzählerschaltung 439 den Ausgangspuls SI bis zu der Anzahl (N) gezählt hat, die durch den Voreinstellungsschalter 441 voreingestellt ist, wobei die Hauptzählerschal tung 439 ein Detonationstriggersignal SJ ausgibt. Als nächstes wird die elektronische Umschaltschaltung 421 durch das Triggersignal SJ zum Bilden einer Umschaltschaltung so getriggert, daß die elektrische Energie, die in den Kondensator 419 gespeichert ist, entladen wird. Derart wird ein Verzögerungszeitintervall T nach der Eingabe der Energie, die von der Sprengmaschine gesandt worden ist, bis zu der Ausgabe des Triggersignals SJ durch die folgende Gleichung unter der Annahme gegeben, daß die Zeit nach der Eingabe der Energie, die von der Sprengmaschine gesandt worden ist, bis zu der Ausgabe des Rücksetzsignals SR gleich tr ist.
T = tr + (n · t)+(ΔT · N) (2)
Wie aus dieser Gleichung zu verstehen ist, wird die Verzögerungszeit T bestimmt durch die Einstellung (431) des zweiten Zählers 425 und die Einstellung (441) der Hauptzählerschaltung 439.
Des weiteren ist die vorliegende Ausführungsform strukturell widerstandsfähig gegenüber einer Explosion, da der Puls der zweiten Oszillatorschaltung 435 bei der Detonation gezählt wird. Des weiteren können die Zeitverzögerungen in den Detonatoren, die mit der selben Sprengmaschine verbunden sind, jedes ΔT entsprechend der Anzahl, die durch den Voreinstellungsschalter 441 der Hauptzählerschaltung 439 eingestellt wird, eingestellt werden. Da die derart eingestellten Verzögerunszeiten korrigiert oder kalibriert durch die Quarzoszillatorschaltung 414 sind, können sie alle mit derselben Genauigkeit wie derjenigen, wenn die Quarzoszillatorschaltung verwendet wird, beibehalten werden, selbst falls die zuvor erwähnte zweite Oszillatorschaltung verwendet wird.

(Vierte Ausführungsform)

Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 14 beschrieben. Nebenbei, die vorliegende Ausfüh rungsform zeigt eine Ausführungsform, die dem Paragraphen (7) der ersten Grundart der vorliegenden Erfindung entspricht.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung wird zuerst beschrieben, um ein leichtes Verständnis der vorliegenden Ausführungsform zu liefern.
(1) Bei der vorliegenden Ausführungsform wird eine gewünschte Verzögerungszeit T durch M-maliges Erzeugen eines Zeitintervalls Tk1 und durch N-maliges Erzeugen eines Zeitintervalls Tk2, wobei das Intervall Tk2 länger als das Zeitintervall Tk1 ist, erzeugt. Das heißt, die vorliegende Ausführungsform macht Verwendung von der Tatsache, daß ein Fehler der gewünschten Verzögerungszeit, die durch die folgende Gleichung gegeben wird, kleiner als ein Fehler einer gewünschten Verzögerungszeit T, die nur durch Jmaliges Erzeugen des Zeitintervalls Tk1, das gleich zu dem Minimalzündzeitintervall ist, erzeugt wird.
T = (Tk2 · N) + (Tk1 · M) (3)
Nämlich zieht die vorliegende Ausführungsform einen Vorteil aus der Tatsache, daß, da die Verhältnisse in der Ungleichung M + N < J etabliert sind, ein Fehler, der in der Verzögerungszeit T erzeugt wird, d. h. ein kumulativer Zählfehler, durch die folgende Gleichung unter der Annahme gegeben wird, daß der Zählfehler bei jeder Zählung repräsentiert wird durch At:
ΔU (M + N) < Δt · J (4)
In der Praxis kann die Verzögerungszeit T der vorliegenden Ausführungsform erzielt werden durch fortlaufendes N-maliges Zählen eines Zeitintervalls unter Verwendung eines Zeitgebers, dessen Zeitintervall auf Tk2 eingestellt ist, und durch M-maliges Zählen eines Zeitintervalles, direkt nach den N-ten Zählen unter Verwendung eines Zeitgebers, dessen Zeitintervall auf Tk1 eingestellt ist.
Des weiteren bestehen der Zeitgeber, dessen Zeitintervall gleich Tk2 ist, und der Zeitgeber, dessen Zeitintervall gleich Tk1 ist, entsprechend zum Beispiel aus einer CR-Oszillatorschaltung, einer Verriegelungsschaltung und einem Zähler.
(2) Die CR-Oszillatorschaltung jedes Zeitgebers, der auf diese Weise konstruiert ist, wird im voraus durch einen Zeitgeber kalibriert, der aus einer Quarzoszillatorschaltung, die verglichen mit der CR-Oszillatorschaltung hoch in der Genauigkeit ist, und einem Zähler besteht. Dieser Zeitgeber wird zuerst zur Kalibrierung der CR-Oszillatorschaltung verwendet und wird nach seiner Verwendung nicht zum Zählen verwendet. Derart werden, falls die Quarzoszillatorschaltung eine Beschädigung aufgrund eines Explosionsschocks eines benachbarten Sprengstoffs nach der obigen Kalibrierung erleidet, die CR- Oszillatorschaltung und ähnliches den Betrieb ohne Beschädigung fortsetzen und der Detonator zündet nach einem Ablauf einer Verzögerungszeit.
(3) Das Zeitintervall Tk2 wird bestimmt durch die Anzahl N der Erzeugungsereignisse des Zeitintervalls Tk2, die gewünschte maximale Verzögerungszeit Tmax, und die Anzahl M der Erzeugungsereignisse des Zeitintervalls Tk1, die aus N erhalten wird. Nämlich wird das Zeitintervall Tk2 aus der binären Potenz (2x) derart ausgewählt, daß der kumulative Zählfehler, der unter Verwendung von N und M berechnet wird, minimal wird. Dabei ist M gegeben als
M = {Tmax - (Tk2 · N)} / Tk1 (5)
Zum Beispiel wird das Zeitintervall Tk2 als 64 ms betrachtet, wenn Tmax und Tk1 entsprechend auf 8,191 ms und 1 ms eingestellt sind, um den kumulativen Zählfehler auf das Minimum zu bringen.
Die vorliegende Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Fig. 11 zeigt ein Beispiel einer internen Konfigurati on eines IC-Zeitgebers entsprechend der vorliegenden Erfindung. Der IC- Zeitgeber ist derart konfiguriert, daß er dieselbe Anordnung wie diejenige, die in Fig. 3 gezeigt ist, aufweist und durch eine Spannung betrieben, wird die von einer Konstantspannungsschaltung 413 ausgegeben wird. Fig. 12 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Beschreiben des Betriebes des IC-Zeitgebers, der in Fig. 11 gezeigt ist.
In Fig. 11 zeigen die Bezugszeichen 411-A und 411-B entsprechend Eingangsanschlüsse an, die zum Empfangen von elektrischer Energie, die von einer Sprengmaschine (nicht gezeigt) geliefert wird, verwendet werden. Das Bezugszeichen 415 zeigt einen Bypass-Widerstand an, der zwischen die Eingangsanschlüsse 411-A und 411-B geschaltet ist und zum Vorbeileiten eines Streustromes verwendet wird. Das Bezugszeichen 417 zeigt eine Diodenbrückenschaltung an, die zum Anlegen einer vorbestimmten polaren Spannung an einen Energiekondensator 419 ungeachtet der Polarität einer Gleichspannung, die zwischen die Eingangsanschlüsse 411-A und 411-B angelegt ist, und zum Hindern eines Stromes am Zurückfließen von dem Energiekondensator 419 zu den Eingangsanschlüssen 411-A und 411-B dient. Das Bezugszeichen 413 zeigt die Konstantspannungsschaltung an, die den Energiekondensator 419 als eine Stromversorgung verwendet und eine vorbestimmte konstante Leistung ausgibt.
Das Bezugszeichen 414 zeigt eine Quarzoszillatorschaltung an, deren Oszillationsfrequenz zum Beispiel gleich 3 MHz ist. Das Bezugszeichen 451 zeigt einen 1-ms-Zähler an, der einen Puls P1, der von der Quarzoszillatorschaltung 414 geliefert wird, bis zu einer Anzahl, die äquivalent zu 1 ms (minimales Zündzeitintervall) ist, zählt, nachdem er durch die Rücksetzschaltung 427 vom Zurücksetzen freigegeben worden ist, und ein Pulssignal CLK1 auf das Hochzählen hin ausgibt. Das Bezugszeichen 459 zeigt einen 64-ms-Zähler an, der den Puls P1 der von der Quarzoszillatorschaltung 414 geliefert wird, bis zu der Anzahl, die 64 ms entspricht, nachdem er durch die Rücksetzschaltung 427 vom Rücksetzen freigegeben worden ist, zählt und ein Pulssignal CLK2 auf das Hochzählen hin ausgibt.
Das Bezugszeichen 435 zeigt eine zweite Oszillatorschaltung an, deren Oszillationsfrequenz grob dieselbe wie diejenige der Quarzoszillatorschaltung 414 ist. Die zweite Oszillatorschaltung 435 kann eine sein, deren Stoßfestigkeit größer ist und die widerstandsfähig gegenüber einem Sprengschock einiger benachbarter Sprengstoffe ist. Als eine solche Oszillatorschaltung kann bevorzugterweise eine Oszillatorschaltung wie eine CR-Oszillatorschaltung, ein Ringoszillator, eine LC-Oszillatorschaltung oder ähnliches oder eine Oszillatorschaltung oder ähnliches, die einen negativen Widerstand eines PUT (programmierbarer Unijunktionstransistor) oder ähnliches verwendet, verwendet werden.
Das Bezugszeichen 453 zeigt eine Verriegelungsschaltung an, die das Zählen eines Pulses P2, der von der Oszillatorschaltung 435 geliefert wird, beginnt, wenn die Verriegelungsschaltung aus dem Rücksetzzustand durch die Rücksetzschaltung 427 freigegeben worden ist, und in sich den Zählwert zu der Zeit verriegelt, wenn das Pulssignal CLK1 von dem 1-ms-Zähler 451 eingegeben worden ist. Das Bezugszeichen 455 zeigt einen Zähler an, der den Puls P2, der von der zweiten Oszillatorschaltung 435 geliefert wird, bis zu der Anzahl, die in der Verriegelungsschaltung 453 verriegelt ist, zählt. Des weiteren gibt der Zähler 455 ein Pulssignal CLK11 beim Hochzählen aus und wiederholt einen Selbst-Rücksetz-Zyklus. Das Bezugszeichen 457 zeigt eine Verriegelungsschaltung an, die das Zählen des Pulses P2, der von der zweiten Oszillatorschaltung 435 geliefert wird, startet, wenn sie durch die Rücksetzschaltung 427 vom Zurücksetzen freigegeben wird, und die den Zählwert bis jetzt verriegelt, wenn das Pulssignal CLK2 von dem 64-ms-Zähler 459 eingegeben worden ist. Das Bezugszeichen 461 zeigt einen Zähler an, der den Puls P2, der von der zweiten Oszillatorschaltung 435 geliefert wird, bis zu der Anzahl, die in der Verriegelungsschaltung 457 verriegelt ist, zählt. Des weiteren gibt der Zähler 461 ein Pulssignal CLK12 beim Hochzählen aus und wiederholt einen Selbst- Rücksetz-Zyklus.
Das Bezugszeichen 467 bezeichnet einen 1-ms-Pulszähler, der das Pulssignal CLK11, das von dem Zähler 455 geliefert wird, bis zu der Anzahl zählt, die durch einen 6-Stellen(Binärzahl)-Voreinstellungsschalter 463 eingestellt ist, und gibt ein Pulssignal 51 beim Hochzählen aus. Das Bezugszeichen 469 bezeichnet einen 64-ms-Pulszähler, der das Pulssignal CLK12, das von dem Zähler 461 geliefert wird, bis zu der Anzahl zählt, die durch einen 7-Stellen(Binärzahl)- Voreinstellungsschalter 465 eingestellt ist, und ein Pulssignal 52 als ein Rücksetz-Freigabe-Signal an den 1-ms-Pulszähler 467 beim Hochzählen ausgibt. Der 64-ms-Pulszähler 469 wird durch das Pulssignal CLK2 von dem Rücksetzen freigegeben.
Die Bezugszeichen 471-A und 471-B zeigen Ausgabeanschlüsse an, mit denen Zündwiderstandsdrähte (nicht gezeigt) elektrisch verbunden sind. Das Bezugszeichen 421 zeigt einen Thyristor an, der parallel zu dem Energiekondensator 419 über die Ausgangsanschlüsse 471-A und 471-B geschaltet ist und als Reaktion auf ein Pulssignal 51, das von dem 1-ms-Pulszähler 467 geliefert wird, angeschaltet wird. Obwohl es in der Zeichnung nicht gezeigt ist, ist die Konstantspannungsschaltung 413 elektrisch mit den entsprechenden Teilen aus Fig. 11, exklusive des Thyristors 421, so verbunden, daß die Ausgangsspannung der Konstantspannungsschalter 413 an die Teile angelegt wird.
Der Betrieb des IC-Zeitgebers wird nun beschrieben. Wenn die Sprengmaschine den Betrieb in einem Zustand startet, in dem die Sprengmaschine zwischen die Eingangsanschlüsse 411-A und 411-B verbunden worden ist und die Zündwiderstandsdrähte zwischen die Ausgangsanschlüsse 471-A und 471-B verbunden worden sind, wird die Gleichspannung (siehe Fig. 12(a)) über den Energiekondensator 419 und gleichzeitig an den Thyristor 421 über die Zündwiderstandsdrähte, die zwischen die Ausgangsanschlüsse 471-A und 471-B verbunden sind, angelegt. Wenn eine konstante Spannung von der Kontantspannungsschaltung 413 mit dem Zeitablauf, der in Fig. 12(c) gezeigt ist, ausgegeben wird, wird die konstante Spannung an die entsprechenden Teile, die in Fig. 11 gezeigt sind, geliefert.
Als ein Ergebnis beginnen die Quarzoszillatorschaltung 414 und die zweite Oszillatorschaltung 435 das Schwingen (siehe Fig. 12(e) und 12(f)). Als nächstes werden der 1-ms-Zähler 451, der 64-ms-Zähler 459 und die Verriegelungsschaltungen 453 und 457 aus dem Rücksetzzustand durch die Rücksetzschaltung 427 freigegeben, nachdem, zum Beispiel, 5 ms abgelaufen sind, seit die Konstantspannungschaltung 423 die konstante Spannung ausgibt (siehe Fig. 12 (b)).
Wenn der 1-ms-Zähler 451 und der 64-ms-Zähler 459 aus dem Rücksetzzustand freigegeben sind, beginnen sie entsprechend das Zählen des Pulses P1, der von der Quarzoszillatorschaltung 414 geliefert wird. Wenn andererseits die Verriegelungsschaltung 453 und die Verriegelungsschaltung 457 aus dem Rücksetzzustand freigegeben sind, beginnen sie entsprechend das Zählen des Pulses P2, der von der zweiten Oszillatorschaltung 435 geliefert wird.
Des weiteren, wenn der 1-ms-Zähler 451 hochzählt, gibt der 1-ms-Zähler 451 den Puls CLK1 an die Verriegelungsschaltung 453 aus (siehe Fig. 12(g)) und stoppt sein Selbst-Zählen. Die Verriegelungsschaltung 453, die mit dem Puls CLK1 versorgt wird, stoppt den Zählbetrieb des Zählers 455 und verriegelt den Zählwert zum Zeitpunkt des Zählstops. Des weiteren setzt die Verriegelungsschaltung 453 den verriegelten Wert in den Zähler 455 und gibt den Zähler 455 aus dem Rücksetzzustand frei.
Wenn andererseits der 64-ms-Zähler 459 hochzählt, gibt er den Puls CLK2 an die Verriegelungsschaltung 457 aus (siehe Fig. 12(h)), gibt den 64-ms-Zähler 469 aus dem Rücksetzzustand frei, und stoppt außerdem sein eigenes Zählen. Die Verriegelungsschaltung 457, die mit dem Puls CLK2 versorgt wird, stoppt den Zählbetrieb des Zählers und verriegelt den Zählwert zum Zeitpunkt des Zählstops. Des weiteren setzt die Verriegelungsschaltung 457 den verriegelten Wert in dem Zähler 461 und gibt den Zähler 461 aus dem Rücksetzzustand frei. Dementsprechend werden der Zähler 455 und der Zähler 461 nachfolgend als ein 1-ms-Zähler bzw. ein 64-ms-Zähler betrieben. Wenn die Zähler 455 und 461 aus dem Rücksetzzustand freigegeben werden, starten sie entsprechend das Zählen des Pulses P2, der von der Oszillatorschaltung 435 zugeführt wird.
Des weiteren gibt der Zähler 455 den Puls CLK11 an den 1-ms-Pulszähler 467 mit jedem Hochzählen aus (siehe Fig. 12(i)). Da jedoch der 1-ms-Pulszähler 467 noch nicht aus dem Rücksetzzustand freigegeben ist, wird der Puls CLK11 nicht durch den 1-ms-Pulszähler 467 gezählt.
Andererseits gibt der Zähler 461 den Pulszähler CLK12 an den 64-ms- Pulszähler 469 mit jedem Hochzählen aus (siehe Fig. 12(j)), so daß der Ausgabepuls CLK12 durch den 64-ms-Pulszähler 469 gezählt wird, der bereits aus dem Rücksetzzustand freigegeben worden ist. Als nächstes gibt, wenn der 64- ms-Zähler 469 hoch gezählt hat, der 64-ms-Pulszähler 469 das Triggersignal 52 (siehe Fig. 12(k)) an den 1-ms-Pulszähler 467 aus, so daß der 1-ms- Pulszähler 467 aus dem Rücksetzzustand freigegeben wird. Als ein Ergebnis startet der 1-ms-Pulszähler 467 das Zählen des Pulses CLK11, der von dem Zähler 455 zugeführt wird. Danach zählt der 1-ms-Pulszähler 467 hoch und liefert das Triggersignal 51 (siehe Fig. 12(I)) an das Gate des Thyristors 421.
Wenn das Triggersignal 51 an das Gate des Thyristors 421 angelegt wird, wird der Thyristor 421 angeschaltet, so daß der Energiekondensator 419 über den Thyristor 421 entladen und der Zündwiderstandsdraht zwischen die Ausgangsanschlüsse 471-A und 471-B verbunden wird. Derart wird die Energie des Energiekondensators 419 in thermische Energie durch den Zündwiderstandsdraht umgewandelt.
Nebenbei, die voreingestellte Zeit, die tatsächlich in den Voreinstellungsschaltern 463 und 465 eingestellt ist, wird ein Wert, der durch Subtrahieren einer Zeit nach der Ausgabe der Konstantspannung von der Konstantspannungsschaltung 413 bis zu der Rücksetz-Freigabe des 64-ms-Zählers 459 und einer Zeit nach der Rücksetz-Freigabe bis zu der Ausgabe des Pulses CLK12 von einem gewünschten Verzögerungszeitintervall erhalten wird. Nachdem zum Beispiel 5 ms abgelaufen sind, werden die 1-ms-Zähler 451 der 64-ms-Zähler 459 und die Verriegelungsschaltungen 453, 457 aus dem Rücksetzzustand durch die Rücksetzschaltung 427 freigegeben. Wenn 64 ms nach dem Freigeben derselben aus dem Rücksetzzustand bis zu der Ausgabe des Pulses CLK12 abgelaufen sind, erreicht die voreingestellte Zeit, die zu setzen ist, einen Wert, der durch Subtrahieren (5 ms + 64 ms) von einer gewünschten Verzögerungszeit erhalten wird.
(1) Die Oszillationsfrequenz der Oszillatorschaltung 435 wird definiert als 3 MHz ± 20% (Periode: 0,33 · 10&supmin;&sup6; s ± 20%). Nämlich, wenn das Zeitintervall Tk1 gleich 1 ms und das Zeitintervall Tk2 gleich 64 ms in der vorliegenden Ausführungsform ist, wird die einstellbare maximale Zeit (exklusive eine Rücksetzhaltezeit) durch den 6-Stellen(Binärzahl)-Voreinstellungsschalter 463 und den 7-Stellen(Binärzahl)-Voreinstellungsschalter 465 wie folgt erhalten:
2¹³ - 1 = 8191 ms
Wenn die Verzögerungszeit auf das maximale Zeitintervall eingestellt ist, zählt der 64 ms Pulszähler 469 den Ausgangspuls CLK12 des Zählers 461 127-mal und der 1-ms-Pulszähler 467 zählt den Ausgangspuls CLK11 des Zählers 455 63-mal, so daß das maximale Zeitintervall erzeugt wird. Wenn der Ausgangspuls CLK12 des Zählers 461 127-mal durch den 64-ms-Pulszähler 469 gezählt wird, und unter der Annahme, daß in diesem Fall der Zählfehler Δt dargestellt wird durch 0,33 · 10&supmin;³, wird ein kumulativer Fehler Δ&epsi; wie folgt erhalten:
Δ&epsi; = (0,33 · 127 + 0,33 · 63) · 10&supmin;³ = 0,04 + 0,02 = 0,06 ms (6)
(2) Um einen Vergleich mit dem kumulativen Fehler in dem obigen Fall zu machen, wird unten eine andere Ausführungsform beschrieben, bei der ein Zeitintervall Tk3 zusätzlich zu dem Zeitintervall Tk1 und dem Zeitintervall Tk2 als ein festgelegtes Zeitintervall verwendet wird.
Bei einem elektronischen Verzögerungsdetonator entsprechend der vorliegenden Ausführungsform, wie sie in Fig. 13 gezeigt ist, sind ein 1024-ms-Zähler. 471, eine Verriegelungsschaltung 473, ein Zähler 475 und ein 1024-ms- Pulszähler 477 weiter in dem elektronische Verzögerungsdetonator entsprechend der zuvor erwähnten Ausführungsform enthalten. Da sich die zusätzlich vorgesehenen Komponenten zur Korrektur im wesentlichen im Betrieb nicht von dem 64-ms-Zähler 459, der Verriegelungsschaltung 457, dem Zähler 461 und dem 64-ms-Pulszähler 469, die entsprechend in den zuvor erwähnten Ausführungsformen verwendet wurden, unterscheiden, ausgenommen, daß ein 64-ms- Pulszähler 469 aus dem Rücksetzzustand durch einen Puls 53, der von dem 1024-ms-Pulszähler 477 ausgegeben wird, freigegeben wird, der 1024-ms- Pulszähler 477 aus dem Rücksetzzustand durch einen Puls CLK3, der von dem 1024-ms-Zähler 472 geliefert wird, freigegeben wird, und die durch die Voreinstellungsschalter 463, 465 und 479 einstellbaren Stellen entsprechend sechs Stellen (Binärzahl), vier Stellen (Binärzahl) und drei Stellen (Binärzahl) sind, wird dann ihre detaillierte Beschreibung weggelassen.
Wenn die Zeitintervalle Tk1, Tk2 und Tk3 entsprechend als 1 ms, 64 ms und 1024 ms dargestellt werden, wird ein Verzögerungszeitintervall von 8191 ms durch 7-maliges Zählen des Ausgangspulses CLK13 des Zählers 475 durch den 1024-ms-Pulszähler 477, 15-maliges Zählen eines Ausgangspulses CLK1 2 eines Zählers 461 durch den 64-ms-Pulszähler 469 und 63-maliges Zählens eines Ausgangspulses CLK11 eines Zählers 455 durch einen 1-ms-Pulszähler 467 erzeugt.
Ähnlich zu dem obigen wird, wenn der Zählfehler Δt dargestellt wird durch 0,33 · 10&supmin;³, wird der kumulative Fehler Δ&epsi; gegeben durch die folgende Gleichung:
Δ&epsi; = (0,33 · 7 + 0,33 · 15 + 0,33 · 63) · 10&supmin;³ = 0,002 + 0,005 + 0,02 = 0,027 (ms) (7)
(3) Zu Referenzzwecken wird ein Vergleichsbeispiel beschrieben, bei dem nur das Zeitintervall Tk1 als das festgelegte Zeitintervall verwendet wird. Bei einem elektronischen Verzögerungsdetonator entsprechend dieses Referenzbeispiels sind der 64-ms-Zähler 459, die Verriegelungsschaltung 457, der Zähler 461 und der 64-ms-Pulszähler 469 aus der Konstruktion des elektronischen Verzögerungsdetonators entsprechend der zuvor erwähnten Ausführungsform, wie sie in Fig. 13 gezeigt ist, entfernt. Derart ist der vorliegende elektronische Verzögerungsdetonator so konfiguriert, wie es in Fig. 14 gezeigt ist.
Ähnlich zu dem obigen wird, wenn der Zählfehler Δt dargestellt wird durch 0,33 · 10&supmin;³, dann der kumulative Fehler As gegeben durch die folgende Gleichung:
Δ&epsi; = 0,33 · 8191 · 10&supmin;³ = 2,70 (ms) (8)
Der Gesamtzählfehler in den zuvor erwähnten Paragraphen (1), (2) und (3) wird zusammengefaßt, wie es in der Tabelle 6, die unten gezeigt ist, präsentiert wird. Es ist aus der Tabelle 6 zu verstehen, daß der kumulative Zählfehler reduziert wird, so wie die Anzahl der festgelegten Zeitintervalle in der Reihenfolge 1, 2 und 3 ansteigt. Insbesondere, wenn die Anzahl der festgelegten Zeitintervalle gleich zwei ist, wird der kumulative Zählfehler verglichen mit dem Fall, in dem die Zahl der festgelegten Zeitintervalle gleich eins ist, stark reduziert.
Derart zeigt die vorliegende Ausführungsform, daß sie einen starken Widerstand gegen den Sprengschock bieten und eine geringe Reduktion in der Variation der Verzögerungszeit bieten kann. Es ist daher möglich, eine genauere Zündzeitsteuerung auszuführen.
Des weiteren wird, unter Verwendung des IC-Zeitgebers entsprechend der vorliegenden Ausführungsform, dem die zuvor erwähnten Funktionen hinzugefügt sind, ein HIC-Modul in Übereinstimmung mit den Fig. 3 und 4 in einer Weise konfiguriert, die ähnlich zu der zuvor erwähnten ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Das HIC-Modul wird in das aus rostfreiem Stahl gemachte Metallgehäuse 213 (dessen äußerer Durchmesser und Dicke entsprechend 15 mm und 1,5 mm sind) wie es in Fig. 5A gezeigt ist, in einer Weise eingesetzt, die ähnlich zu der ersten Ausführungsform ist. In diesem Zustand wird das Harz in das Metallgehäuse 213 derart geladen, daß die Harzschicht 211 ausgebildet wird. Das Zwei-Komponenten-Epoxy-Verbundharz (Handelsname: TB2023 (Hauptmaterial) / TB2105F (Aushärtmittel), das durch die Three Bond Company hergestellt wird), das eine langsame Aushärteigenschaft und Flexibilität aufweist, wurde als das in das Gehäuse zu ladende Harz benutzt.
Bei dem vorliegenden elektrischen Detonator 200 wurde, wie in Fig. 5A gezeigt ist, die Zündladung 223 um den Zündwiderstandsdraht 221 vorgesehen. Der Primärsprengstoff 215 wurde eingesetzt zwischen den inneren Mantel 231-1 und einem inneren Mantel 232-2, benachbart zu einem Zwischenraum 229, der sich von der Zündladungsschicht 223 erstreckt, und die Basisladung 217 wurde in den Boden des Detonators 200 geladen.
Ein Sprengschocktest wurde in Wasser bei dem elektronischen Verzögerungsdetonator, der wie oben beschrieben konstruiert wurde, bewirkt, während seine Struktur und die Bedingungen des Sprengstofftestes auf verschiedenen Weisen geändert wurden. Ein dünnflüssiger Sprengstoff (100 g: Sprengstoff im Durchmesser in Inchgröße) wurde als die Quelle der Erzeugung des Sprengschocks verwendet und in einer Tiefe von 2 m unter Wasser mit Mustern, die in einem vorbestimmten Abstand weg von dem dünnflüssigem Sprengstoff plaziert wurden, plaziert. Des weiteren wurde der Abstand in verschiedenen Formen geändert und der Typ der Muster wurde auf verschiedene Weisen geändert.
Das Ergebnis des Sprengschocktestes wird in Tabelle 7, die unten gezeigt ist, präsentiert. Entsprechend des Ergebnisses aus Tabelle 7 ist zu verstehen, daß der Betriebsbereich des elektronischen Zeitgebers vergrößert werden kann, ohne die Genauigkeit des Zündzeitpunktes zu reduzieren, und daher kann eine Fehlzündung vermieden werden. Tabelle 6 Tabelle 7
(Note) Zündzeitpunktfehler: innerhalb ± 1ms
*: Fehlermodus
SD: Sympathische Detonation
CD: Kristallzerstörung

(Fünfte Ausführungsform)

Eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit der Bezugnahme auf Fig. 15 beschrieben. Nebenbei, die vorliegende Ausführungsform entspricht dem Paragraphen (1) der zuvor erwähnten dritten Grundart der vorliegenden Erfindung. Fig. 15 illustriert ein weiteres Beispiel der internen Konfiguration des IC-Zeitgebers entsprechend der vorliegenden Erfindung. Der IC-Zeitgeber ist dem selben Layout wie der IC-Zeitgeber 130, der in Fig. 3 gezeigt ist, verbunden und wird bei der Ausgangsspannung der Konstantspannungsschaltung 121 getrieben. We in Fig. 15 gezeigt ist, weist der vorliegende IC-Zeitgeber eine Quarzoszillatorschaltung 511, einen Schiebesignalgenerator 513, eine Rücksetzschaltung 515, eine Detektionsschaltung 517 für einen fehlerhaften Oszillator, einen Frequenzteiler 519, einen voreingestellten Zähler 521, eine Rücksetzschaltung 523 und eine ODER-Schaltung 157 auf.
Als die Oszillatorschaltung des Schiebesignalgenerators 513 kann bevorzugterweise eine Oszillatorschaltung vorhanden sein, die eine Resonanzerscheinung einer CR-Oszillatorschaltung, eines Ringoszillators, einer LC- Oszillatorschaltung oder von ähnlichem verwendet, oder eine Oszillatorschaltung, die einen negativen Widerstand eines PUT oder ähnliches verwendet.
Ein Zählreferenztakt des Zeitgebers, der bei der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, wird durch die Quarzoszillatorschaltung 511 erzeugt. Ein Puls CK1, der von der Quarzoszillatorschaltung 511 ausgegeben wird, wird an den Frequenzteiler 519 gesandt. Nachdem der Frequenzteiler 519 aus dem Rücksetzzustand durch die Rücksetzschaltung 515 freigegeben worden ist, teilt der Frequenzteiler 519 den Puls CK1 frequenzmäßig und gibt das Taktsignal CLK2 zum Detektieren eines Quarzoszillationsbetriebes und ein Taktsignal CLK1 zum Zählen aus.
Der voreingestellte Zähler 521 wird aus dem Rücksetzzustand durch die Rücksetzschaltung 515 freigegeben und zählt danach das obige Zähltaktsignal CLK1 in der Anzahl, die durch einen Voreinstellungsschalter 133 vorgestellt ist. Nach der Vervollständigung des Zählens gibt der voreingestellte Zähler 521 ein Triggersignal TS durch die ODER-Schalter 157 aus. Das Triggersignal TS wird einer elektronischen Umschaltvorrichtung 140 (siehe Fig. 3), die außerhalb des IC-Zeitgebers 130 vorgesehen ist, um eine Umschaltschaltung (nicht gezeigt) zu bilden, zugeführt. Andererseits wird das Taktsignal CLK2 der Detektionsschaltung 517 für den fehlerhaften Oszillator gesandt.
Die Detektionsschaltung 517 für den fehlerhaften Oszillator wird aus dem Rücksetzzustand durch die Rücksetzschaltung 523 freigegeben und überwacht danach immer die Anwesenheit oder Abwesenheit des Pulses CLK2, der von dem Frequenzteiler 519 geliefert wird. Wenn der Puls CLK2 entweder auf einem niedrigen Pegel oder einem hohen Pegel fixiert wird, gibt die Detektionsschaltung 517 für den fehlerhaften Oszillator zwangsweise sofort ein Triggersignal TS über die ODER-Schaltung 157 aus, um so eine externe Umschaltschaltung zu bilden. Des weiteren kann die Detektionsschaltung 517 für den fehlerhaften Oszillator aus einer Pulsladeschaltung (nicht gezeigt) und einer logischen Schaltung (nicht gezeigt) zum Beispiel zur Bestimmung eines Ladespannungspegels zusammengesetzt sein. Die Pulsladeschaltung wird wiederholt als Reaktion auf das Pulssignal CLK2 geladen. Wenn die Zufuhr des Ladepulses gestoppt wird, wird die Pulsladeschaltung auf eine Quellspannung VCC oder einen Nullspannungspegel (GND Pegel) geladen oder entladen.
Die Detektionsschaltung 517 für den fehlerhaften Oszillator kann eine Mehrstufen-Schieberegisterschaltung (nicht gezeigt) (wie 10-Stufen-bis16-Stufen- Schieberegisterschaltungen) und eine logische Schaltung (nicht gezeigt) zum Detektieren von die Übereinstimmung betreffenden Werten der Register aufweisen. In diesem Fall nimmt die Schieberegisterschaltung das Potential des Signals CLK2 als Reaktion auf ein Schiebesignal, das von dem Schiebesignalgenerator 513 geliefert wird, und schiebt das Potential zu dem Register der nächsten Stufe. Die logische Übereinstimmungsdetektionsschaltung entscheidet immer, ob die Ausgaben der entsprechenden Register alle entweder auf einen niedrigen Pegel oder einem hohen Pegel während einer vorbestimmten Fehlerdetektionszeit mit ΔT fixiert sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die 16-Stufen-Schieberegisterschaltung verwendet.
Des weiteren wird unter Verwendung des IC-Zeitgebers 130 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform, der zusätzlich mit den zuvor erwähnten Funktionen vorgesehen ist, ein HIC-Modul in Übereinstimmung mit den Fig. 2 und 3 in einer Weise konfiguriert, die ähnlich zu der zuvor erwähnten ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Das HIC-Modul wird in das aus rostfreiem Stahl gemachte Metallgehäuse 213 (dessen äußerer Durchmesser und Dicke entsprechend 15 mm ® und 1,5 mm) sind, wie es in Fig. 5A gezeigt ist, in einer Weise eingesetzt, die ähnlich zu der ersten Ausführungsform ist. In diesem Zustand wird das Harz in das Metallgehäuse 213 geladen, so daß die Harzschicht 211 gebildet wird. Das Zwei-Komponenten-Epoxy-Verbundharz (Handelsname TB2023 (Hauptmaterial) ITB2105F (Aushärtungsmittel), das durch die Three Bond Company hergestellt wird), das eine langsame Aushärtungseigenschaft und Flexibilität aufweist, wurde als das in das Gehäuse zu ladende Harz verwendet.
Bei dem vorliegenden elektrischen Detonator 200, wie er in Fig. 5A gezeigt ist, wurde die Zündladung 223 um den Zündwiderstand 221 vorgesehen. Der Primärsprengstoff 215 wurden zwischen dem inneren Mantel 231-1 und einem inneren Mantel 231-2 eingesetzt und die Basisladung 217 wurde in den Boden des Detonators 200 geladen.
(1) Ein Sprengschocktest wurde in Wasser bei dem elektrischen Verzögerungsdetonator, der wie oben beschrieben, konstruiert ist, bewirkt, wobei seine Struktur und die Bedingungen des Sprengschocktestes auf verschiedene Weisen geändert wurden. Ein dünnflüssiger Sprengstoff (100 g: Sprengstoff mit Durchmesser in Inchgröße) wurde als die Quelle der Erzeugung des Sprengstoffes verwendet und in einer Tiefe von 2 m unter Wasser mit Mu stern, die in einem vorbestimmten Abstand weg von dem dünnflüssigen Sprengstoff plaziert wurden, plaziert. Des weiteren wurde der Abstand auf verschiedene Weisen geändert und der Typ des Musters wurde in verschiedener Weise geändert.
Das Ergebnis des Sprengschocktestes wird in Tabelle 8, die unten gezeigt ist, präsentiert. Entsprechend des Ergebnisses aus Tabelle 8 ist unter Bezugnahme auf das Ergebnis aus Tabelle 2, das oben beschrieben wurde, zu verstehen, daß der elektronische Verzögerungsdetonator selbst detoniert (induziertdetoniert) in einem Schockwertbereich, in dem der Quarzoszillator eine Beschädigung erzeugt.
(2) Ein Sprengschocktest wurde in Sand bei dem elektrischen Verzögerungsdetonator entsprechend der vorliegenden Erfindung bewirkt, der dieselbe Struktur wie oben beschrieben aufweist, während seine Struktur und die Bedingungen des Schocktestes auf verschiedene Weisen geändert wurden. Ein Schock, dem der elektronische Verzögerungsdetonator in Sand unterliegt, wird als zwei Fällen entsprechend angenommen: Ein Fall, in dem der elektronische Verzögerungsdetonator durch Vibration in einem elastischen Bereich des Felsens derart, daß eine Versetzbeschleunigung erzeugt wird, ausgestoßen wird, und den anderen Fall, in dem Explosionsgas durch einen Riß des Felsens eindringt, so daß ein Zusammendrücken aus einer Richtung ausgeübt oder eine Verschiebebeschleunigung erzeugt wird.
Der Sprengschocktest wurde wie folgt ausgeführt: Ein dünnflüssiger Sprengstoff (100 g: Sprengstoff mit Durchmesser in Inchgröße) wurde als die Quelle der Erzeugung des Sprengschocks verwendet und wurde in einer Tiefe von 80 cm in Sand mit Mustern, die in einem vorbestimmten Abstand von dem dünnflüssigem Sprengstoff plaziert wurden, erzielt. Des weiteren wurde der Abstand auf verschiedene Weisen geändert und der Typ des Musters wurde in verschiedener Weise geändert.
Das Ergebnis des Sprengschockstestes wird in Tabelle 8, die unten gezeigt ist, präsentiert. Es ist herausgefunden worden, daß keine sympathetische Detonation im Sand bis zum einem Abstand von 10 cm, wie es von dem Mustersprengstoff gesehen wird, auftritt. Derart ist entsprechend des Ergebnisses aus Tabelle 9 zu verstehen, daß der elektrische Verzögerungsdetonator der induzierten Detonation (Selbst-Detonation) unterworfen wird. Tabelle 8
(Bemerkung) *: Fehlermodus ·
SD: Sympathetische Detonation
SL: Selbstdetonation Tabelle 9
(Bemerkung) *: Fehlermodus
SD: Sympathetische Detonation
SL: Selbstdetonation

(Sechste Ausführungsform)

Eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme von Fig. 16 beschrieben. Nebenbei, die vorliegende Ausführungsform entspricht dem Paragraphen (2) der zuvor erwähnten dritten Grundart der vorliegenden Erfindung. Fig. 16 illustriert die Konfiguration eines HIC des vorliegenden elektronischen Verzögerungsdetonators entsprechend der sechsten Ausführungsform.
Wie in Fig. 16 gezeigt ist, beim Sprengen wird elektrische Energie von einer elektrischen Sprengmaschine (nicht gezeigt) an die Eingangsanschlüsse 113-A und 113-B über einen Zufuhrdraht und einen Verbindungsdraht (keiner gezeigt) und Beindrähte (nicht gezeigt), die an jedem der Detonatoren angebracht sind, geliefert. Ein Gleichrichter 115 ist elektrisch mit den Eingangsanschlüssen 113- A und 113-B derart verbunden, daß die Polarität einer eingegebenen Energie mit derjenigen einer internen Schaltung übereinstimmt. Ein Energiekondensator 120 ist mit dem Gleichrichter 115 derart verbunden, daß bidirektionale Eingaben durch den Gleichrichter 115 geladen werden können. Ein Bypass- Widerstand 119 ist parallel zu dem Energiekondensator 120 und parallel zwischen die Eingangsanschlüsse des Gleichrichters 115 geschaltet. Des weiteren sind die Eingangsanschlüsse einer Konstantspannungsschaltung 121 parallel zu dem Energiekondensator 120 geschaltet. Die Widerstände 122 und 124 zum Detektieren der Spannung, die in dem Energiekondensator 120 gespeichert ist, sind parallel zu dem Energiekondensator 120 und zwischen die Eingangsanschlüsse der Konstantspannungsschaltung 121 geschaltet.
Mit dem Ausgangsanschluß der Konstantspannungschaltung 121 sind eine Zeitkonstantenschaltung zum Erzeugen einer Resthaltezeit für eine interne Funktion eines IC-Zeitgebers 130, die zusammengesetzt ist aus einer Reihenschaltung, die aus einem Widerstand 125 und einem Kondensator 127 und einem Filterkondensator 123 zur Stabilisierung der Ausgabe der Konstantspannungsschaltung besteht, und ein Stromversorgungsanschluß des IC-Zeitgebers 130 verbunden. Eine Ausgangsspannung der Zeitkonstantenschaltung wird in den IC-Zeitgeber 130 eingegeben und dann mit einer Spannung, die von einer Referenzspannungserzeugungsschaltung (nicht gezeigt), die in dem IC- Zeitgeber 130 enthalten ist, ausgegeben wird, durch einen Komparator (nicht gezeigt) in dem IC-Zeitgeber 130 verglichen. Wenn diese beiden Spannungspegel miteinander übereinstimmen, gibt der IC-Zeitgeber 130 ein Rücksetz-Freigabe-Signal aus.
Des weiteren weist der IC-Zeitgeber 130 eine Oszillatorschaltung (nicht gezeigt), die eine charakteristische Frequenz eines Quarzoszillators 131 als eine Referenz verwendet, einen Frequenzteiler (nicht gezeigt) zum frequenzmäßigen Teilens eines Ausgangspulses der Oszillatorschaltung in Referenzfrequenzpulse, die jeweils eine Periode von 1 ms aufweisen, als Reaktion auf das zuvor erwähnte Rücksetzfreigabesignal, und eine Zählerschaltung (nicht gezeigt) zum Zählen der Ausgangspulse des Frequenzteilers bis zu der Anzahl, die durch eine Umschaltschaltung 133 bestimmt ist, und zum Ausgeben eines Triggersignals OS1 nach der Vervollständigung des Zählens, auf. Des weiteren gibt der IC-Zeitgeber 130 das Rücksetz-Freigabesignal Sd1 an einen Spannungskomparator 155 aus, nachdem eine Zeit, die länger als eine Zeit ist, die zum Beenden des Ladens des Energiekondensators 120 benötigt wird, abgelaufen ist.
Ein Gatekondensator 135 und ein Drainkondensator 137 eine oszillierenden Inverters (nicht gezeigt) sind zwischen den Quarzoszillator 131 und Masse geschaltet, wie es in Fig. 16 gezeigt ist. Eine Abtastspannung VC1, die durch Teilen einer Ladespannung VC des Energiekondensators 120 mit den Widerständen 122 und 124 erhalten wird, wird in einem Vergleichsspannungseingangsanschluß des Spannungskomparators 155 eingegeben. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Widerstände 151 und 153 zum Erzeugen einer Vergleichsreferenzspannung mit dem Ausgangsanschluß des Konstantspannungschaltung 121 verbunden. Eine Vergleichsreferenzspannung VC2, die durch die Widerstände 151 und 153 geteilt ist, wird in einen Referenzspannungseingangsanschluß des Spannungskomparators 155 eingegeben.
Der Spannungskomparator 155 wird aus dem Rücksetzzustand als Reaktion auf das Rücksetzfreigabesignal Sd1 freigegeben, das von dem IC-Zeitgeber 130 erzeugt wird, um so das Vergleichen zu beginnen. Wenn die Abtastspannung VC1 gleich zu der Vergleichsreferenzspannung VC2 wird, gibt der Spannungskomparator 155 ein Ausgangssignal OS2 an eine ODER-Schaltung 157 aus.
Wenn der Maximalwert Vcp der Ladespannung des Energiekondensators 120 auf 15 (V) eingestellt und die Ausgangskonstantspannung Vconst. der Konstantspannungsschaltung 121 auf 3(V), als Beispiel, eingestellt sind, wird ein Spannungsteilungsverhältnis zwischen den Widerständen 122 und 124 derart bestimmt, daß VC1 = 3(u) wird, wenn Vcp = 15(V) ist. Um das Signal OS2 von dem Spannungskomparator 155 ausgeben, wenn die Abtastspannung VC1 um 60% reduziert ist, wird das Spannungsteilungsverhältnis zwischen den Widerständen 151 und 153 so bestimmt, daß VC2 = 1,8(V) zu allen Zeitpunkten wird. Derart kann, wenn der Pegel der Ladespannung des Energiekondensators 120 auf unter 9(V) reduziert wird, der Spannungskomparator 155 betrieben werden, um so das Signal OS2 an die ODER-Schaltung 157 auszugeben.
Wenn das Zählendesignal OS1, das von dem IC-Zeitgeber 130 erzeugt wird, oder das Signal OS2, das von dem Spannungskomparator 155 erzeugt wird, in die ODER-Schaltung 157 eingegeben wird, gibt die ODER-Schaltung 157 ein Triggersignal TS an eine elektronische Umschaltschaltung 140 zum Schließen der Umschaltschaltung 140 zum Schließen der Umschaltschaltung 140 aus.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Widerstände 122 und 124, der Spannungskomparator 155 und die ODER-Schaltung 157 außerhalb des IC- Zeitgebers 130 vorgesehen. Jedoch können sie innerhalb des IC-Zeitgebers 130 enthalten sein.

(Siebte Ausführungsform)

Eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 17 beschrieben. Nebenbei, die vorliegende Ausführungsform entspricht dem Paragraphen (2) der zuvor erwähnten dritten Grundart der vorliegenden Erfindung. Fig. 17 illustriert die Konfiguration eines HIC des vorliegenden elektronischen Verzögerungsdetonators entsprechend der siebten Ausführungsform.
Wie in Fig. 17 gezeigt ist, bei der Sprengarbeit wird elektrische Energie von einer elektrischen Sprengmaschine (nicht gezeigt) an die Eingangsanschlüsse 113-A und 113-B über einen Zufuhrdraht und Verbindungsdraht (keiner gezeigt) und Beindrähte (nicht gezeigt), die an jedem der Detonatoren angebracht sind, zugeführt. Ein Gleichrichter 115 ist elektrisch mit den Eingangsanschlüssen 113-A und 113-B derart verbunden, daß die Polarität einer Eingabe mit der Polarität einer internen Schaltung übereinstimmt. Ein Energiekondensator 120 ist mit dem Gleichrichter 115 derart verbunden, daß bidirektionale Eingaben in dem Kondensator 120 durch den Gleichrichter 115 gespeichert werden können. Ein Bypass-Widerstand 119 ist parallel zu dem Kondensator 120 und zwischen die Eingangsanschlüsse des Gleichrichters 115 geschaltet.
Des weiteren sind die Eingangsanschlüsse einer Konstantspannungsschaltung 121 mit Widerständen 122 und 124 zum Detektieren der Ladespannung parallel mit dem Kondensator geschaltet. Mit den Ausgangsanschlüssen der Konstantspannungsschaltung 121 sind eine Zeitkonstantenschaltung zum Erzeugen einer Rücksetzhaltezeit einer internen Funktion eines IC-Zeitgebers 130, die aus einem Widerstand 125 und einem Kondensator 127 zusammengesetzt ist, und ein Filterkondensator 123 zum Stabilisieren der Ausgabe der Konstantspannungschaltung 121 und ein Stromversorgungsanschluß des IC-Zeitgebers 130 verbunden.
Eine Ausgangsspannung der obigen Zeitkonstantschaltung wird in den IG- Zeitgeber 130 eingegeben. Ein Komparator (nicht gezeigt), der innerhalb des IC-Zeitgebers 130 vorgesehen ist, vergleicht die Ausgangsspannung der Zeitkonstantenschaltung mit einer Spannung, die von einer Referenzspannungserzeugungsschaltung (nicht gezeigt) ausgegeben wird, die innerhalb des IC- Zeitgebers 130 vorgesehen ist. Der IC-Zeitgeber 130 ist derart vorgesehen, daß er ein Rücksetz-Freigabe-Signal ausgibt, wenn diese beiden Spannungspegel miteinander übereinstimmen.
Des weiteren weist der IC-Zeitgeber 130 eine Oszillatorschaltung (nicht gezeigt), die eine charakteristische Frequenz eines Quarzoszillators 131 als Referenz verwendet, einen Referenzteiler (nicht gezeigt) zum Teilen eines Ausgangspulses der Oszillatorschaltung in Referenzpulse, die eine Periode von 1 ms aufweisen, als Reaktion auf ein Rücksetz-Freigabesignal, und eine Zählerschaltung (nicht gezeigt) zum Zählen des Ausgangspulses des Frequenzteilers bis zu der Anzahl, die durch eine Umschaltschaltung 133 bestimmt ist, und zum Ausgeben eines Triggersignals OS1 nach der Vervollständigung des Zählens auf Des weiteren gibt der IC-Zeitgeber 130 das Rücksetz-Freigabesignal Sd1 an einen Spannungskomparator 155 aus, nachdem eine Zeit, die länger als eine Zeit ist, die zum Vervollständigen des Ladens des Energiekondensators 120 benötigt wird, abgelaufen ist. Ein Gatekondensator 135 und Drainkondensator 137 eines oszillierenden Inverters (nicht gezeigt) sind elektrisch mit dem Quarzoszillator 131 verbunden, wie es in Fig. 17 gezeigt ist.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die drei Widerstände 122, 124 und 126 in Reihe zwischen den Energiekondensator 120 und die Konstanzspannungsschaltung 121 und parallel zu dem Kondensator 120 geschaltet. Eine Vergleichsreferenzspannung VC2, die durch Teilen einer Ladespannung VC des Energiekondensators 120 erhalten wird, wird an einem Punkt Q, an dem die Widerstände 124 und 126 miteinander verbunden sind, abgenommen. Des weiteren wird die Vergleichsreferenzspannung VC2 in einen Referenzspannungseingangsanschluß des Spannungskomparators 155 über eine Parallelschaltung, die aus einem Widerstand 128 und einer Diode 161 besteht, einge geben. Ein Kondensator 163 ist zwischen den Referenzspannungseingangsanschluß des Spannungskomparators 155 und den GND-Anschluß geschaltet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird zusätzlich dazu eine Abtastspannung VC1, die durch Teilen der Ladespannung VC erhalten wird, an einem Punkt P, an dem die Widerstände 122 und 124 miteinander verbunden sind, abgenommen, gefolgt durch das direkte Eingeben in einen Vergleichsspannungseingangsanschluß des Spannungskomparators 155.
Der Spannungskomparator 155 wird aus dem Rücksetzzustand als Reaktion auf das Rücksetz-Freigabesignal Sd1, das von dem IC-Zeitgeber 130 erzeugt wird, freigegeben und startet dadurch das Vergleichen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform fließt der Strom, der von dem Verbindungspunkt Q zu dem Referenzspannungseingangsanschluß des Spannungskomparators 155 fließt, prinzipiell durch die Diode 161 bei dem Vorgang des Ladens des Energiekondensators 161. Darum erlaubt das Einstellen der Kapazität des Kondensators 163 auf ungefähr ein Hundertstel bis ein Tausendstel oder weniger der Kapazität des Kondensators 120, daß das Potential an dem Referenzspannungseingangsanschluß des Spannungskomparators 155 die Vergleichsreferenzspannung VC2, die zum Liefern eines Vergleichsbetriebes in der Lage ist, im wesentlichen zu der Zeit, die gleiche zu der Zeit ist, die zum Vervollständigen des Ladens des Energiekondensators 120 benötigt wird, erreicht. Derart ist der Spannungskomparator so konstruiert, daß das Potential an dem Referenzspannungseingangsanschluß das Vergleichsreferenzpotential VC2 erreicht, mindestens bis das Rücksetz-Freigabesignal Sd1 in den Spannungskomparator 155 eingegeben wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Beziehung zwischen der Abtastspannung VC1 und der Vergleichsreferenzspannung VC2 während eines normalen Zählbetriebs nachfolgend zu der Vervollständigung des Ladens des Energiekondensators 120 wie folgt: Die Abtastspannung VC1 wird höher als die Vergleichsreferenzspannung VC2 um eine Abfallspannung, die über dem Widerstand 124 entwickelt wird.
Nebenbei, der verbrauchte Strom, der durch den IC-Zeitgeber 130 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform aufgebraucht wird, ist weniger als oder gleich zu 0,5 mA. Wenn der Kondensator 120 aus einer Kapazität von 1000 uF, als Beispiel, besteht, wird eine Entladespannung gegen den Zeitgradienten des Kondensators 120 gleich 1 (V) / 1 s oder weniger während einer normalen Verzögerungsbetriebszeit.
Wenn der elektronische Verzögerungsdetonator entsprechend der vorliegenden Erfindung dem zuvor erwähnten Detonationsschock oder ähnlichem unterworfen wird, kann es Fälle geben, in denen der Kondensator 120 abnormal in einen Zustand entladen wird, in dem die Entladespannung gegen den Zeitgradienten des Kondensators 1 V/1 s überschreitet. In einem solchen Fall, nämlich, wenn der Pegel der Ladespannung des Kondensators 120 plötzlich reduziert wird, fällt die Abtastspannung VC1 proportional zu dem abnormalen Entladen des Kondensators 120. Andererseits fällt die Vergleichsreferenzspannung VC2 an dem Verbindungspunkt Q im wesentlichen gleichzeitig mit der Abtastspannung VC1. Da jedoch eine Verzögerung beim Entladen der elektrischen Ladung, die in dem Kondensator 163 gespeichert ist, an dem Referenzspannungseingangsanschluß durch den Widerstand 128 entwickelt wird, ist der Abfall der Vergleichsreferenzspannung VC2 um eine vorbestimmte Zeit gegenüber der Zeit, wenn die Abtastspannung VC1 abfällt, verzögert. Zu dieser Zeit wird eine umgekehrte Beziehung zwischen der Abtastspannung VC1 und der Vergleichsreferenzspannung VC2 verglichen mit dem Fall des zuvor erwähnten normalen Zählbetriebes etabliert. Derart wird die Abtastspannung VC1 momentan verglichen mit der Vergleichsreferenzspannung VC2 reduziert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform detektiert der Spannungskomparator 155 den Moment, in dem die Abtastspannung VC1 kleiner als die Vergleichs referenzspannung VC2 wird und gibt danach ein Ausgangssignal OS2 an die ODER-Schaltung 157 aus.
Hier können die Schaltungskonstanten der Widerstände 122,124,126 und 128 des Kondensators 163 frei entsprechend des Pegels der Ladespannung des Kondensators 120 zur Zeit der Detektion der abnormalen Entladung des Kondensators 120 gewählt werden. Wenn das Zählendesignal OS1, das von dem IC-Zeitgeber 130 erzeugt wird, oder das Signal OS2, das von dem Spannungskomparator 155 erzeugt wird, in die ODER-Schaltung 157 eingegeben wird, gibt die ODER-Schaltung 157 ein Triggersignal TS an eine Umschaltvorrichtung 140 aus, um so die Umschaltvorrichtung 140 zu schließen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Widerstände 122, 124, 126 und 128, die Diode 161, der Kondensator 163, der Spannungskomparator 155 und die ODER-Schaltung 157 außerhalb des IC-Zeitgebers 130 vorgesehen. Jedoch können sie innerhalb des IC-Zeitgebers 130 enthalten sein.

Industrielle Anwendbarkeit

Entsprechend der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben wurde, kann ein kontrolliertes Sprengen basierend auf einem hochgenauen Zündzeitpunkt, das einen Vorteil aus den Eigenschaften des elektronischen Zeitgebers durch Verwenden des Quarzoszillators oder des keramischen Oszillators als die Referenz zieht, bei der normalen Sprengarbeit ausgeführt werden. Selbst bei nachteiligen Benutzungsumgebungen kann jedwelche Fehlzündung des elektronischen Detonators eliminiert werden. Insbesondere wenn die Form eines Schocks, der auf den elektronischen Verzögerungsdetonator ausgeübt wird, z. B. einem Fall entspricht, in dem Felsen durch Zerstörung so versetzt wird, daß der elektronische Verzögerungsdetonator einem Zusammendrücken unterliegt, wird von dem elektronischen Verzögerungsdetonator erwartet, daß er einen extrem großen Schlagdruck unterliegt. Es wird derart in Betracht gezogen, daß der elektronische Verzögerungsdetonator selbst zerdrückt würde. Entspre chend der vorliegenden Erfindung, wird eine Detektion der Beschädigung des Quarzoszillators während des Unterschiedes in der Zeit, der zwischen der Beschädigung des Quarzoszillators, die als Reaktion auf den Schock erzeugt wird, und dem Zusammendrücken des elektronischen Verzögerungsdetonators durch den Fels entwickelt wird, bewirkt. Derart kann dieses Problem durch Konfigurieren des elektronischen Verzögerungsdetonators derart, daß er als Reaktion auf das Detektionssignal gezündet wird, gelöst werden. Da der wesentlich sichere elektronische Verzögerungsdetonator auf diese Weise vorgesehen werden kann, kann eine Erweiterung des industriell anwendbaren Bereiches erwartet werden.
Die vorliegende Erfindung ist im Detail bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden, und es wird nun aus dem Vorhergehenden für die Fachleute klar sein, daß Änderungen und Modifikationen ohne Abweichung von der Erfindung in ihren breiteren Aspekten, wie sie durch die anhängenden Ansprüche abgedeckt wird, gemacht werden können.

Übersetzung des/der Textes/Legenden in den Figuren:

Fig. 1

Prior Art Stand der Technik
100 Elektronischer Zeitgeber
10 Sprengmaschine
120 Energieladeschaltung
30 Verzögerungsschaltung
140 Umschaltschaltung
200 Elektrischer Detonator

Fig. 2

(Conventional) Electric Detonator = (herkömmlicher) elektrischer Detonator Sympathetic Detonation Range = Sympathetischer Detonationsbereich Misfire Range = Fehlzündungsbereich
Delaid Detonation Range = Verzögerter Detonationsbereich
(Conventional) Electronic Delay Detonator = (herkömmlicher) elektronischer Verzögerungsdetonator
Lower Limit of Imapt Value in Induced Detonation Range = Untere Grenze des Schlagwertes im induzierten Detonationsbereich
Upper Limit of Impact Value in Operating Range of Electronic Timer = Obere Grenze des Schlagwertes im Betriebsbereich des elektronischen Zeitgebers
Operating Range of Electronic Timer = Betriebsbereich des elektronischen Zeitgebers
(Present Invention) Safety Electronic Delay Detonator = (Vorliegende Erfindung) Elektronischer Sicherheits-Verzögerungsdetonator
Induced Detonation Range (Sympathetic Detonation) = Induzierter Detonationsbereich (sympathetische Detonation)
Induced Detonation Range (Self Detonation) = Induzierter Detonationsbereich (Selbst-Detonation)
Impact Force = Schlag/Aufprallkraft
Large = Groß
Small = Klein

Fig. 3

121 Konstantspannungsschaltung
130 IC-Zeitgeber

Fig. 8A

AT Type = AT-Typ

Fig. 8B

E Type = E-Typ

Fig. 8C

Tuning Fork Type = Stimmgabeltyp

Fig. 9

414 Quarzoszillatorschaltung
423 Erster Zähler
425 Zweiter Zähler
427 Rücksetzschaltung
435 Zweite Oszillatorschaltung
429 Periodische Zähldatenschaltung
437 Referenzpulsgenerator
439 Hauptzählerschaltung

Fig. 10

SA: Ausgabe der Sprengmaschine
SB: Ladespannung des Energiekondensators 419
SC: Ausgangsspannung der Konstanzspannungsschaltung 413
SD: Ausgangspuls der Quarzoszillatorschaltung 414
SR: Rücksetz-Freigabesignal
S1: Ausgangssignal des ersten Zählers 423
S2: Ausgangssignal des zweiten Zählers 425
SH: Ausgangspuls der zweiten Oszillatorschaltung 435
SI: Referenzpulsausgabe
SJ: Detonationstriggersignal
Reference Time Preset Data = Referenzzeit Voreinstellungsdaten Reference Time AT Data = Referenzzeit ΔT-Daten
Quartz Oscillator = Quarzoszillator
Second Oscillator = Zweiter Oszillator
Delay Time Interval T = Verzögerungszeitintervall T

Fig. 11

414 Quarzoszillatorschaltung
451 Vms-Zähler
459 64-ms-Zähler
427 Rücksetzschaltung
435 Zweite Oszillatorschaltung
453 Verriegelungsschaltung
455 Zähler
457 Verriegelungsschaltung
461 Zähler
467 1-ms-Pulszähler
469 64-ms-Pulszähler

Fig. 12

(a) Ausgangsspannung Vin der Sprengmaschine
(b) Spannung Vco des Energiekondensators 419
(c) Ausgangsspannung Vcc der Konstanzspannungsschaltung 413
(d) Rücksetz-Freigabesignal R
(e) Ausgangspuls P1 der Quarzoszillatorschaltung 414
(t) Ausgangspuls P2 der zweiten Oszillatorschaltung 435
(g) Puls CLK1
(h) Puls CLK2
(i) Puls CLK11
(j) Puls CLK12
(k) Triggersignal 52
(l) Triggersignal 51

Fig. 13

414 Quarzoszillatorschaltung
451 1-ms-Zähler
459 64-ms-Zähler
472 1024-ms-Zähler
427 Rücksetzschaltung
435 Zweite Oszillatorschaltung
453 Verriegelungsschaltung
457 Verriegelungsschaltung
473 Verriegelungsschaltung
455 Zähler
461 Zähler
475 Zähler
467 1-ms-Pulszähler
469 64-ms-Pulszähler
477 1024-ms-Pulszähler

Fig. 14

414 Quarzoszillatorschaltung
451 1-ms-Zähler
427 Rücksetzschaltung
435 Zweite Oszillatorschaltung
453 Verriegelung
455 Zähler
467 1-ms-Pulszähler

Fig. 15

511 Quarzoszillatorschaltung
519 Frequenzteiler
521 Voreinstellungszähler
515 Rücksetzschaltung
513 Schiebesignalgenerator
523 Rücksetzschaltung
517 Detektionsschaltung für fehlerhaften Oszillator

Fig. 16

121 Konstantspannungsschaltung
130 IC-Zeitgeber
155 Spannungskomparator

Fig. 17

121 Konstantspannungsschaltung
130 IC-Zeitgeber
155 Spannungskomparator

Claims

1. Elektronischer Verzögerungsdetonator mit einem elektronischen Zeitgeber (100) und einem elektrischen Detonator (200), der durch Zündung eines Zündelements (221) gezündet wird, wobei der elektronische Zeitgeber umfaßt:

eine Energieladeschaltung (120, 419) zum Speichern von elektrischer Energie, die von einer Energieversorgung (10) zugeführt wird;

eine Verzögerungsschaltung (30) zum Festlegen einer Zeitperiode unter Heranziehung der in der Energieladeschaltung gespeicherten elektrischen Energie, um hierdurch ein Triggersignal auszugeben, und

eine erste Schaltschaltung (140, 421) zum Zuführen der in der Energieladeschaltung gespeicherten elektrischen Energie zu dem Zündelement als Reaktion auf das Triggersignal,

dadurch gekennzeichnet, daß sich als Reaktion auf eine Schlagbeanspruchung, die von außen auf den elektronischen Verzögerungsdetonator ausgeübt wird, eine untere Grenze eines Schlagbeanspruchungswerts in einem induzierten Detonationsbereich des elektrischen Detonators im wesentlichen mit einer oberen Grenze eines Schlagbeanspruchungswerts in einem Bereich, in dem der elektronische Zeitgeber betreibbar ist, überlappt.

2. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 1, bei dem die Verzögerungsschaltung (30) einen Zählvorgang unter Heranziehung einer Eigenfrequenz eines Quarzoszillators (131) als Referenz ausführt.

3. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 2, bei dem eine Länge T eines Kristalls des Quarzoszillators (131) in dem Bereich von 2,0 mm bis 3,5 mm liegt und ein Verhältnis T/A zwischen der Länge T und einer Breite A des Kristalls in dem Bereich von 2,0 bis 3, 5 liegt.

4. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 1, bei dem die Verzögerungsschaltung (30) umfaßt:

eine erste Oszillatorschaltung (414), die mit einer Eigenfrequenz eines Quarzoszillators als Referenz arbeitet,

eine zweite Oszillatorschaltung (435), die gegen Schlagbeanspruchung beständige Eigenschaften aufweist;

eine zum Erzeugen von Zählperioden dienende Schaltung (423, 425, 429) zum Erzeugen einer Zählperiode oder einer Mehrzahl von Zählperioden unter Heranziehung von Impulsen der zweiten Oszillatorschaltung derart, daß eine Zählperiode mit einer Referenzperiode übereinstimmt, die durch Impulse der ersten Oszillatorschaltung erzeugt wird, und

eine zum Erzeugen eines Triggersignals dienende Schaltung (437, 439) zum Erzeugen und Ausgeben des Triggersignals auf der Basis der Zählperiode.

5. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 1, bei dem eine Raumlänge bzw. ein räumlicher Abstand zwischen einer Zündladungsschicht (223), die durch das Zündelement (221) gezündet wird, und einer primären explosiven Schicht (215) vorgesehen ist, wobei der räumliche Abstand (L) von 4 mm bis 14 mm reicht.

6. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 1, bei dem der elektronische Zeitgeber (100) umfaßt:

eine Fehlfunktionserfassungsschaltung (517, 151, 153, 157) zum Erfassen einer Fehlfunktion von Schaltungselementen (511, 120), wobei die Fehlfunktion auftritt, wenn das Schaltungselement einer explosiven Schockbelastung ausgesetzt wird, und wobei die Fehlfunktionserfassungsschaltung ein Fehlfunktionserfassungssignal ausgibt,

eine zur Zwangstriggerung dienende Schaltung (157) zum Ausgeben eines erzwungenen Triggersignals als Reaktion auf das Fehlfunktionserfassungssignal; und

eine zweite Schaltschaltung (140) zum Zuführen der in der Energieladeschaltung (120) gespeicherten elektrischen Energie zu dem Zündelement (221) als Reaktion auf das erzwungene Triggersignal.

7. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 1, bei dem der elektronische Zeitgeber (100) in einem Zylinder (312) untergebracht ist, der gegenüber Schlagbeanspruchungen beständige Eigenschaften aufweist, und bei dem ein Viskoelastizität aufweisendes Material (319) in einen Raum eingefüllt ist, der zwischen dem elektronischen Zeitgeber und einer Wand des Zylinders definiert ist.

8. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 1, bei dem der elektronische Zeitgeber (100) in einem Zylinder (313) untergebracht ist, der gegenüber einer Schlagbeanspruchung beständige Eigenschaften aufweist, wobei lediglich eine Peripherie der Energieladeschaltung (120, 419) mit einem geschäumten Harz oder einem gelartigen Material bedeckt ist, dessen Nadelpenetration von 10 bis 100 reicht, und bei dem der gesamte Raum, der zwischen dem elektronischen Zeitgeber und einer Wand des Zylinders definiert ist, mit einem viskoelastische Eigenschaften aufweisenden Material (319) gefüllt ist.

9. Elektronischer Verzögerungsdetonator, der einen elektronischen Zeitgeber (100) und einen elektrischen Detonator (200) enthält, der durch Zündung eines Zündelements (221) gezündet wird, wobei der elektronische Zeitgeber umfaßt:

eine Energieladeschaltung (120, 419) zum Speichern von elektrischer Energie, die von einer Energiequelle (10) zugeführt wird,

eine Verzögerungsschaltung (30) zum Bestimmen einer Zeitperiode unter Heranziehung der in der Energieladeschaltung gespeicherten elektrischen Energie, um hierdurch ein Triggersignal auszugeben; und

dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungsschaltung enthält:

eine erste Oszillatorschaltung (414), bei der eine Eigenfrequenz eines Quarzoszillators (131) als eine Referenz ausgenutzt wird;

eine zweite Oszillatorschaltung (435), die gegenüber Schlagbeanspruchungen beständige Eigenschaften aufweist,

eine zur Erzeugung eines Triggersignal dienende Schaltung (437, 439) zum Erzeugen und Ausgeben des Triggersignals auf der Basis der Zählperiode.

10. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 9, bei dem die zur Erzeugung des Triggersignals dienende Schaltung umfaßt:

eine Referenzimpulsgeneratorschaltung (437) zum Erzeugen eines Referenzimpulssignals auf der Grundlage der Zählperiode; und

eine Hauptzählerschaltung (439) zum Ausgeben des Triggersignals, wenn die Hauptzählerschaltung das Referenzimpulssignal mit einer vorab eingestellten Häufigkeit gezählt hat.

11. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 9, bei dem die zur Erzeugung von Zählperioden dienende Schaltung umfaßt:

eine Schaltung (423, 425) zum Erzeugen eines Startsignals für die Erzeugung einer Zählperiode und eines Endsignals für die Erzeugung einer Zählperiode, wenn die erzeugende Schaltung den von der ersten Oszillatorschaltung (414) ausgegebenen Impuls mit einer ersten voreingestellten Häufigkeit und einer zweiten voreingestellten Häufigkeit gezählt hat; und

eine periodisch zählende Datenschaltung (429) zum Starten des Zählens der von der zweiten Oszillatorschaltung (435) abgegebenen Impulse auf den Empfang des den Start der Erzeugung der Zählperiode bezeichnenden Startsignals, zum Beenden des Zählens der von der zweiten Oszillatorschaltung abgegebenen Ausgangsimpulse auf den Empfang des das Ende der Erzeugung der Zählperiode angebenden Endsignals hin, und zum anschließenden Festlegen des Ergebnisses des Zählvorgangs als eine Zählperiode.

12. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 9, bei dem die die Zählperiode erzeugende Schaltung umfaßt:

eine Einrichtung (451, 459472) zum Erzeugen von einem ersten bis zu einem n-ten (2) festgelegten Zeitintervall als die Referenzperiode, wobei das minimale festgelegte Zeitintervall dieser Zeitintervalle gleich groß ist wie das minimale Zündzeitintervall,

und wobei die Zeitintervalle vorab festgelegt sind und sich jeweils voneinander unterscheiden, wobei die Zeitintervalle unter Heranziehung der von der ersten Oszillatorschaltung (414) erzeugten Impulse als eine Referenz erzeugt werden, und eine Einrichtung (453, 457, 473) zum Erzeugen und Zwischenspeichern der ersten bis n-ten (2) Zählperiode in Abhängigkeit von dem ersten bis n-ten festgelegten Zeitintervall unter Heranziehung eines von der zweiten Oszillatorschaltung erzeugten Impulszugs als eine Referenz, wobei die das Triggersignal erzeugende Schaltung umfaßt:

eine erste bis n-te Trenneinrichtung (455, 461, 475) zum jeweiligen Trennen von vorab festgelegten Verzögerungszeitintervallen in der umgekehrten Ordnung mittels vorab festgelegten Zeiten in Übereinstimmung mit der ersten bis n-ten Zählperiode unter Heranziehung eines von der zweiten Oszillatorschaltung (435) erzeugten Impulszugs als eine Referenz; und

eine Einrichtung (467, 469, 477) zum Erzeugen des Triggersignals, wenn die vorbestimmten Verzögerungszeitintervalle durch die vorab festgelegte Anzahl von Häufigkeiten bei der ersten Zählperiode durch die erste Trenneinrichtung getrennt wurden sind.

13. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 12, bei dem die das erste bis n-te festgelegte Zeitintervall erzeugende Einrichtung umfaßt:

einen ein erstes festgelegtes Zeitintervall erzeugenden Zähler (451) zum Zählen eines von der ersten Oszillatorschaltung (414) erzeugten Impulszugs während des ersten festgelegten Zeitintervalls, und

zweite bis n-te festgelegte Zeitintervalle erzeugende Zähler (459, 472) zum jeweiligen Zählen des von der ersten Oszillatorschaltung erzeugten Impulszugs während der zweiten n-ten festgelegten Zeitintervalle.

14. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 12, bei dem die erste bis n-te Trenneinrichtung jeweils umfassen:

einen ersten bis n-ten trennenden Zähler (455), die einzeln auf eine erste bis eine n-te Zählperiode eingestellt sind, wobei die ersten bis n-ten trennenden Zähler jeweils

den Impulszug, der von der zweiten Oszillatorschaltung erzeugt wird, zählen und Impulssignale bei jedem Zählabschlußzeitpunkt abgeben; und

einen ersten bis n-ten Zähler (461, 475) zum Zählen von Impulsen, die von dem ersten bis n-ten trennenden Zähler jedesmal dann abgegeben werden, wenn der erste bis n-te trennende Zähler hochgezählt haben bzw. den Vorgang abgeschlossen haben, wobei der erste bis n-te Zähler in serieller Folge derart aktiviert werden, daß der (m-1)te Zähler als Reaktion auf das Hochzählen bzw. die Zählbeendigung des m-ten (≤n) Zähler aus dem Rücksetzzustand freigegeben wird.

15. Elektronischer Verzögerungsdetonator mit einem elektronischen Zeitgeber (100) und einem elektrischen Detonator (200), der durch Zünden mittels eines Zündelements (221) gezündet wird, wobei der elektronische Zeitgeber umfaßt:

eine Energieladeschaltung (120, 419) zum Speichern von elektrischer Energie, die von einer Energieversorgung (10) hinzugeführt wird;

eine Verzögerungsschaltung (30) zum Festlegen einer Zeitperiode unter Heranziehung der in der Energieladeschaltung gespeicherten elektrischen Energie, um hierdurch ein Triggersignal auszugeben; und

dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Zeitgeber umfaßt:

eine Fehlfunktionserfassungsschaltung (517, 153, 155, 151) zum Erfassen einer Fehlfunktion von Schaltungselementen (511, 120), wobei die Fehlfunktion auftritt, wenn das Schaltungselement einer explosiven Schockbelastung ausgesetzt wird, und wobei die Fehlfunktionserfassungsschaltung ein Fehlfunktionserfassungssignal ausgibt;

eine zwangsweise Triggerschaltung (157) zum Ausgeben eines erzwungenen Triggersignals als Reaktion auf das Fehlfunktionserfassungssignal; und

eine zweite Schaltschaltung (140) zum Speisen des Zündelements (221) mit der elektrischen, in der Energieschaltung (120) gespeicherten Energie als Reaktion auf das erzwungene Triggersignal.

16. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 15, bei dem die Fehlfunktionserfassungsschaltung (511) eine eine Beschädigung des Quarzoszillators erfassende Schaltung (517) zum Erfassen eines Schadens in dem Quarzoszillator (131) enthält.

17. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 15, bei dem die Fehlfunktionserfassungsschaltung eine Schaltung (153, 155) zum Erfassen einer Fehlfunktion der Energieladeschaltung (120) enthält.

18. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 17, bei dem die Schaltung zum Erfassen einer Fehlfunktion der Energieladeschaltung (120) einen Spannungswert der Energieladeschaltung nach dem Abschluß des Ladens der Energieladeschaltung ermittelt und erfaßt, daß der Spannungswert die minimale Zündspannung zum Zünden des elektrischen Detonators (200) erreicht hat.

19. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 17, bei dem die Schaltung zum Erfassen einer Fehlfunktion der Energieladeschaltung (120) nach dem Abschluß des Ladens der Energieladeschaltung erfaßt, daß ein Wert einer Entladungsspannung gegenüber einem Zeitgradienten der Energieladeschaltung größer ist als ein spezieller Wert.

20. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 18, bei dem die Verzögerungsschaltung umfaßt:

eine erste Oszillatorschaltung (414), bei der eine Eigenfrequenz eines Quarzoszillators (131) als eine Referenz benutzt wird;

eine zweite Oszillatorschaltung (435), die einer Schlagbeanspruchung widerstehende Eigenschaften umfaßt;

eine zum Erzeugen von Zählperioden dienende Schaltung (423, 425, 429) zum Erzeugen einer Zählperiode oder Mehrzahl von Zählperioden unter Heranziehung von Impulsen der zweiten Oszillatorschaltung derart, daß eine Zählperiode mit einer Referenzperiode übereinstimmt, die durch Impulse der ersten Oszillatorschaltung erzeugt wird; und

eine ein Triggersignal erzeugende Schaltung (437, 439) zum Erzeugen und Ausgeben eines Triggersignals auf der Basis der Zählperiode, wobei der elektrische Detonator durch Zünden eines Zündelements (221) gezündet wird, wobei die die Zählperiode erzeugende Schaltung enthält:

eine Einrichtung (451, 459, 472) zum Erzeugen eines ersten bis n-ten (2) festgelegten Zeitintervalls als die Referenzperiode, wobei das minimale festgelegte Zeitintervall gleich groß wie das minimale Zündzeitintervall ist, und wobei die festgelegten Zeitintervalle vorab bestimmt sind und sich jeweils voneinander unterscheiden, wobei die Erzeugung der Zeitintervalle unter Heranziehung der durch die erste Oszillatorschaltung (414) erzeugten Impulse als eine Referenz erfolgt, und

eine Einrichtung (453, 457, 473) zum Erzeugen und Zwischenspeichern der ersten bis n-ten (≥ 2) Zählperiode in Übereinstimmung mit dem ersten bis n-ten festgelegten Zeitintervall unter Heranziehung eines Impulszugs, der von der zweiten Oszillatorschaltung (435) erzeugt wird, als eine Referenz, und wobei die das Triggersignal erzeugende Schaltung umfaßt:

eine erste bis n-te Trenneinrichtung (455, 461, 475) zum jeweiligen Separieren von vorbestimmten Verzögerungszeitintervallen in umgekehrter Ordnung mittels vorbestimmter Zeiten in Übereinstimmung mit der ersten bis n-ten Zählperiode unter Verwendung eines Impulszugs, der von der zweiten Oszillatorschaltung (435) erzeugt wird, als eine Referenz; und

eine Einrichtung zum Erzeugen des Triggersignals (467, 469, 477), wenn die vorbestimmten Verzögerungszeitintervalle mit der vorbestimmten Anzahl von Häufigkeiten bei der ersten Zählperiode durch die erste Trenneinrichtung separiert worden sind.

21. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 20, bei dem der elektrische Detonator (200) durch Zündung eines Zündelements (221) gezündet wird, und bei dem bei einer Stoßbeanspruchung, die von außen auf den elektronischen Verzögerungsdetonator ausgeübt wird, eine untere Grenze eines Stoßbeanspruchungswerts in einem induzierten Detonationsbereich des elektrischen Detonators sich im wesentlichen mit einer oberen Grenze eines Stoßbeanspruchungswerts in einem Bereich überlappt, in dem der elektronische Zeitgeber (100) betreibbar ist.

22. Elektronischer Verzögerungsdetonator mit einem elektronischen Zeitgeber (100) und einem elektrischen Detonator (200), der durch Zünden eines Zündelements (221) gezündet wird, wobei der elektronische Zeitgeber enthält:

eine Verzögerungsschaltung (100) zum Festlegen einer Zeitperiode unter Heranziehung der elektrischen Energie, die in der Energieladeschaltung gespeichert ist, um hierdurch ein Triggersignal auszugeben; und

dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Zeitgeber in einem Zylinder (313) untergebracht ist, der gegenüber Schlagbeanspruchungen beständige Eigenschaften aufweist, und daß ein Raum, der zwischen dem elektronischen Zeitgeber und einer Wand des Zylinders definiert ist, mit einem Viskoelastizität aufweisenden Material (319) gefüllt ist.

23. Elektronischer Verzögerungsdetonator mit einem elektronischen Zeitgeber (100) und einem elektrischen Detonator (200), der durch Zünden eines Zündelements (221) gezündet wird, wobei der elektronische Zeitgeber umfaßt:

eine Energieladeschaltung (120, 4I9) zum Speichern von elektrischer Energie, die von einer Energiequelle (10) zugeführt wird;

eine Verzögerungsschaltung (140, 421) zum Festlegen einer Zeitperiode unter Heranziehung der in der Energieladeschaltung gespeicherten elektrischen Energie, um hierdurch ein Triggersignal auszugeben; und

eine erste Schaltschaltung (140, 421) zum Zuführen der elektrischen Energie, die in der Energieladeschaltung gespeichert ist, zu dem Zündelement als Reaktion auf das Triggersignal,

dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Zeitgeber in einem Zylinder (313) untergebracht ist, der gegenüber Stoßbeanspruchungen beständige Eigenschaften aufweist, wobei lediglich ein peripherer Bereich der Energieladeschaltung (120) mit einem geschäumten Harz oder einem gelartigen Material bedeckt ist, dessen Nadelpenetration von 10 bis 100 reicht, und daß ein gesamter Raum, der zwischen dem elektronischen Zeitgeber (100) und einer Wand des Zylinders definiert ist, mit einem viskoelastische Eigenschaften aufweisenden Material (319) gefüllt ist.

24. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 23, bei dem das viskoelastische Eigenschaften aufweisende Material (319) 10 bis 50 Volumenprozent eines schäumenden Agens enthält.

25. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 23, bei dem das viskoelastische Eigenschaften aufweisende Material (319) eine Härte gemäß JIS "Shore A Durometer" aufweist, die von 10 bis 90 reicht.

26. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 22 oder 23, bei dem der Zylinder (313) durch ein Kunststoffgehäuse abgedeckt ist.

27. Elektronischer Verzögerungsdetonator nach Anspruch 22 oder 23, bei dem der elektrische Detonator (200) gemeinsam mit einem Zylinder (313), in dem der elektronische Zeitgeber (100) untergebracht ist, eine Achse enthält und eine Form aufweist, die aus dem Zylinder nach außen vorsteht.