EP1125094B1 - Detonation system for detonators which can be tripped by radio, and a method for tripping these detonators - Google Patents
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- EP1125094B1 EP1125094B1 EP99971499A EP99971499A EP1125094B1 EP 1125094 B1 EP1125094 B1 EP 1125094B1 EP 99971499 A EP99971499 A EP 99971499A EP 99971499 A EP99971499 A EP 99971499A EP 1125094 B1 EP1125094 B1 EP 1125094B1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42D—BLASTING
- F42D1/00—Blasting methods or apparatus, e.g. loading or tamping
- F42D1/04—Arrangements for ignition
- F42D1/045—Arrangements for electric ignition
- F42D1/05—Electric circuits for blasting
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
- F42C13/00—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation
- F42C13/04—Proximity fuzes; Fuzes for remote detonation operated by radio waves
- F42C13/047—Remotely actuated projectile fuzes operated by radio transmission links
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
- F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
- F42C15/40—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected electrically
Definitions
- the invention relates to an ignition device for igniters that can be triggered by radio, according to the preamble of the first claim and a method for Triggering these detonators according to the preamble of claim 19.
- Explosions in mining, civil engineering and exploration for natural resources are complex processes, which usually involve a large number of igniters in one specified order is ignited. There is one in the military area comparable situation when igniting or clearing mines.
- a remote control system for mines which consists of a Remote control device with microprocessor, program memory for storing the Control commands exist for the mine and a radio transmitter and where each mine a radio receiver, a microprocessor and the program memory of the Remote control device has appropriate program memory.
- known remote control system regardless of the type of transmission Control commands, through which both in the mine and in the released Control device built-in synchronously operating time control devices various parameters of the command transmission can be changed depending on the time.
- This type of backup requires that it takes time to arm the mine passes, which cannot be influenced by the selection by a random generator.
- Such fuse protection especially when used in civilian applications Ignition device is incalculable for planning processes with work progress.
- the object of the present invention is to prevent intrusion and unwanted Trigger to introduce safe radio-controlled ignition device in which the chronological sequence of the commissioning of the radio ignition device until the ignition of the detonators is determinable and traceable.
- the task is solved with the help of Features of the first claim. Using the features of Nineteenth claim, the task is solved according to the process.
- the ignition device for detonators that can be triggered by radio, consists of an igniter and at least one of the igniter spatially Separate trigger unit to which at least one detonator is connected is. Ignitor and trigger unit communicate using radio signals.
- the Trip unit has the following modules, their function later in detail is explained in more detail: energy module, system control, transmitter and receiver unit, first belay device, second belay device and thecruzündch.
- the release unit contains a data carrier on which the for the ignition required information is stored. This disk is not firmly attached to the trip unit and can be removed to it into the igniter and read the data there into a memory.
- the Ignitor therefore contains a reading device for the data of the data carrier.
- Chip cards are preferred as data carriers used. However, other data carriers can also be used which are in the Are able to store data and from which data can be read, for example cards with magnetic stripes or barcodes.
- the release unit and the data carrier assigned to it must be identical Identification marks included. If this is not the case, after reading in the Data from the data carrier into the ignitor when communicating with the Trip unit no identification. So should be tried with a faulty data carrier or with a data carrier with faulty data Triggering the trigger unit is due to the faulty Deny appropriate commands from identifier.
- the Trip unit is activated.
- the igniter as well as the one that can be spatially arranged by it Trip unit can be protected against misuse by an access lock. Only after lifting this access block, for example from a mechanical lock or can consist of an electronic lock that is canceled by entering a code, or even a combination of both, the radio ignition device according to the invention can be made ready for operation become.
- the data carrier can also be used to release the operating option Release removal.
- the time passes First an unlocking time, which can be up to 15 minutes, for example. Tripping is not possible during this time and the safe removal of the Possible from the danger area.
- the data of the data carrier in the ignitor has been read, it is ready to send and receive added. However, communication is only possible after the safety time has expired possible between ignitor and trigger unit.
- triggering units can be controlled with one igniter also several detonators can be assigned. Each trip unit is over the ignitor can be controlled individually and thus also each to a trigger unit connected detonators according to those in the ignitor and in the release unit stored data.
- the user starts a program, where the program monitors itself in a results-oriented manner and if errors are found the trigger prevents.
- the ignition command to the detonators can be made accordingly Method according to the invention only after successive cancellation of predetermined ones Trigger locks take place within security levels.
- To lift one The trigger lock runs within a security level for the preparation of the Ignition required process step. Only when the result of this If the procedural step fulfills a requirement, the next block is lifted possible. The ignition is only ignited when all locks are released possible. If a procedural step cannot be started or a Method step does not lead to a predetermined result, the following one Process step cannot be started.
- An error occurs when triggering a Detonator, for example by transmitting an incorrect code or lie mechanical faults in the ignitor, the trip unit or the connected one
- the process is interrupted immediately. Based on the elapsed time and for example by checking the at the connections of the ignition line to the Ignition voltage is possible to identify the cause of the fault.
- the detonators can be used with the electronics trigger locks are also generated. This makes the detonators more advantageous Way against unwanted tripping, for example by high voltage or RF influence, secured.
- a secured electronic detonator is only by entering a release code in the electronics for the so-called Ready for ignition activated. everyone else, at the entrance to the electronics of the detonators adjacent voltages are ignored.
- the unlocking code thus represents a Release lock and prevents accidental ignition.
- the ignition will from the release unit after releasing by a so-called Ignition code generated. Through each of the release unit and from the electronic detonator accepted code, the ignition is gradually released in the order of energy supply, provision of ignition voltage, unlocking and firing order.
- the voltage is supplied at a voltage level, preferably under that of the ignition for electrical or electronic detonators required levels.
- the unlocking time generated.
- a quartz-controlled clock can run.
- a charge store on a for lifting the required voltage level after the first trip lock In the ignitor now run independently, taking into account one Tolerance specification, two equally long periods of time as the releasing time.
- the required charge lock in the charge storage is the first Security level overcome.
- a special security is given by the fact that the charge storage is also the time-determining component of the One Way RC timer is. The charging behavior of the Charge storage checked.
- the first release lock can be canceled after the expiry of the Security time.
- the process step reached can be used by the user possible bidirectional communication is shown on the display of the trip unit be so that he himself can decide on the release of the release lock and it can be triggered by a radio signal.
- the cancellation can also be done directly, program controlled, run. It is that the ignition wire to the detonators released that was previously short-circuited, for example by a Fuse.
- the resistance of the fuse and the given Charge level of the charge storage are coordinated so that the Fuse is destroyed only after reaching this level, for example by Melting the safety wire.
- the trigger lock cannot canceled and the ignition cable is not released for signal transmission, because, for example, the safety wire does not melt. Furthermore, the Sending and receiving unit not released. So the trip unit is still blocked.
- the user can switch to the second Security level initiate the so-called sharpening by means of a radio command. Sharpening can only take place if the identification mark of the Tripping unit with the identifier that corresponds in the Ignitor was read.
- the sharpening can also be automatic under program control expire. Only with this command the system control and the safety ignition level by closing a relay from the energy module Power supplied. This removes the second trigger lock.
- the Electronic the release unit independently checks whether the safety ignition level is at the output a voltage required for the ignition is maintained. From now on it is possible give the command to fire an igniter. In the event of an error, a Shutdown of the trip unit and with bidirectional communication with a Message to the ignitor.
- the triggering of the individual triggering units takes place, depending on the equipment of the Tripping units and the specification of the user, individually, in groups or in Composite. If an electronic detonator is used, the release unit must do so generate the unlock code and then the ignition code to the detonator to initiate.
- the ignition of electronic detonators takes place only when a defined sequence has been accepted by codes.
- the first code is the Electronics the igniter activated, then unlocked and an energy storage for Provision of the ignition energy charged.
- the second, from the control panel of the The trigger unit generated code is stored in the memory of the detonator Compared code.
- a third code is ultimately used the ignition is triggered by the discharge of the energy store.
- a radio ignition device 1 according to the invention is shown schematically in FIG.
- the radio ignition device 1 consists of at least one trigger unit 2a and an ignitor 3. However, depending on the capacity of the igniter 3, it can also further triggering units can be provided, as shown by the dashed line of FIG Tripping unit 2b is indicated.
- the trigger unit 2a has an access lock 4, which prevents unauthorized access Use protects. This can consist of a mechanically acting lock or an electronic lock or a combination of both. In the For example, electronic lock can be overcome by entering a Codes are done.
- the trigger unit 2a has a device 5 for receiving a Data carrier 6a.
- This data carrier 6a can be a chip card, for example, which contains a microchip 7 and protrudes from an insertion slot.
- On the Data carriers are the identification numbers (ID) of the electronic components of the Trip units saved. These identification numbers are also in the respective memory of the trip units.
- the data carrier 6a can further information about electronic devices connected to the trigger unit 2a Detonators include, for example, detonator addresses and firing order.
- the access block 4 has been lifted, it is also possible for the Removable disk 6a from the device 5, as by the dashed Representation 6a 'of the data carrier is indicated. With the removal of the Disk 6a, a switch 8 is closed, which provides energy to operate the trigger unit 2a. At the same time, by closing of the switch 8, a self-test of the electronics of the trigger unit 2a is carried out.
- the Trigger unit 2a also has an antenna 11, as by the Lightning symbol 12 is indicated. Is the trigger unit 2a with only one receiving part equipped, the antenna 11 is used only for unidirectional communication, for signal reception from the ignition device 3. If the trigger unit 2a is additionally equipped with a Equipped transmitter, the antenna 11 is used for bidirectional communication with the Ignitor 3.
- the trigger unit 2b has an identical structure. However, the Data carrier 6b a different identification number than the data carrier 6a and data the electronic igniter 10a 'to 10n'.
- the ignitor 3 can also have an access lock 13, which in the is designed in the same way as the access block 4 of the trigger unit 2a.
- a reader 15 installed by means of which the data stored on the data carrier 6a can be read and a memory can be stored in the ignition device 3.
- the data carriers 6a or 6b and other data carriers of triggering units not shown here successively inserted into the receiving device 14 and the data successively be imported.
- the ignitor 3 contains, in addition to the voltage supply, not shown here a central processor unit intended for data processing and storage (CPU) 16 with EEPROM as well as a transmitter, and depending on the equipment an additional one Receiver unit for bidirectional communication, 17 with antenna 18, via the the communication with the trigger unit 2a or further trigger units, such as for example, the trigger unit 2b is possible.
- the other equipment includes a Display 19 for displaying data and commands to be transmitted or transmitted. Furthermore, there is an input device 20 for data and command input intended.
- FIG. 2 shows the structure of the trigger unit 2a with its individual assemblies shown.
- the housing 21 encloses an energy module 22, a System control 23, a first safety device 24, a second Safety device 25, a safety ignition level 26, and in the present Embodiment a transmitting and receiving unit 27 with antenna 11, the Transmitting unit is provided in bidirectional communication.
- a single-cell primary battery 28 is provided. You can with regard to their resilience and shelf life are matched to the duration of use and duration of action. Like here not shown, the battery compartment is accessible to the after the storage period Battery can be changed easily.
- the first security device 24 consists of an Action CPU 30 and a One Way RC timer 31.
- the structure of the one way RC timer 31 is shown in FIG. 3 explained in more detail.
- the One Way RC timer 31 contains a self-starting (auto-startable) resistance capacitor timing element (RC element) as the first timing element. After the elapsed time and the intended action (Action) the voltage supply is interrupted so that the RC element does not can start again.
- RC element self-starting resistance capacitor timing element
- an up converter 58 starts automatically in the RC timer 31 and loads by means of a Clock generator 37 by suitable control pulses 59 in certain charge rates via the inductance 36, the rectifier diode 39 and the transistor 38 as a switch the capacitor 32 of the RC element within a predetermined time, in present embodiment to six times the value of Supply voltage, i.e. 30 V.
- This voltage level is via a Voltage comparator 33 evaluated, on the one hand via the resistors 40 and 41 as a voltage divider with the charge voltage circuit and on the other hand with a Reference voltage source 42 is connected.
- the capacitor 32 When six times the voltage is reached is the capacitor 32 with a semiconductor switch, a transistor 34, via discharged a fuse 35, in the present embodiment Fuse.
- the discharge pulse is dimensioned so that at one Voltage level of 30 V the fuse wire of the fuse 35 safely is blown and at a voltage level of 5 V the basic supply Fusible wire remains securely intact, even when the total power of the 5 V power supply is switched to the fuse wire. So that's one Removal of the fuse by an electronic malfunction when switched on locked out.
- the unlocking time be predetermined.
- the unlocking time for example up to 15 minutes can be chosen by the user and is factory-set preset.
- the capacitor 32 is charged as a charge store Certain concerns of the supply voltage that the step-up converter 29 supplies Charge rates determined by the duration and level of pulses 59 of the boost converter 58 can be specified.
- the charging time of the capacitor 32 is compared with a time period with the start of the charge of the capacitor 32 started in a second timer becomes. It is a quartz-controlled watch, not shown here, in the Action CPU 30, in which a factory-set period of time as the unlocking time expires.
- the system-related charging time of the capacitor 32 must be within one Tolerance with the time span generated by the clock in the Action CPU to match.
- the capacitor 32 must be within this period the intended charge must be charged, otherwise the first release lock cannot work To get picked up.
- the time-determining one Capacitor 32 fulfills a double function. It is both a time-determining link and also storage for the cargo.
- fuse 35 is opened by discharging capacitor 32.
- the fuse 35 is the second securing device 25 and in the present case Embodiment a short circuit ago between the two connections 43 and 44 of the ignition line 9, the connection between the safety ignition level 26 and the electronic detonators 10a to 10n.
- the short circuit causes the Safety ignition level 26 no signals sent to the detonators via the ignition line and therefore no detonators can be ignited.
- RC timer 31 causes the fuse 35 to blow to a potential increase at the point where the negative path of the power supply to the RC element connected.
- the ground connection E of the supply voltage for the first Timer is connected in series to the first release lock 35, so that the charging of the capacitor 32 is only possible once. After successfully destroying the Fuse 35 is the timing element without voltage supply. Because of this, can the RC link can only be used once.
- the fuse for the One Way RC timer 31 is physically independent of the rest of the electronic circuit and the other assemblies. Since the One Way RC timer 31 is not movable contains mechanical parts, it is acceleration-resistant and for a large Suitable temperature range.
- the action CPU 30 controls the voltage state of the system controller 23 and the safety ignition level 26. Furthermore, it is responsible for the control of the Functional sequences within the first securing device 24 and compares the release time specified by its clock with the charging time of the capacitor 32 of the One Way RC timer 31. After expiry of the safety time, she checks whether the Charge storage, the capacitor 32, contains a predetermined charge that is sufficient to destroy the fuse 35. If so, she initiates the Destruction of the fuse 35, whereby the first trigger lock is released. The Action CPU 30 is responsible for communicating with during the unlocking period the transmitting and receiving unit 27. If the fuse 35 is destroyed and thus the first Once the trigger lock has been overcome, communication with the ignition device 3 is possible.
- the relay S2 is actuated and thereby the system controller 23 and the Safety ignition level 26 supplied with voltage. With the so-called sharpening is the second trigger lock is released.
- the CPU 48 of the system controller 23 are the data required to generate the code signals is stored. This Code signals are required to ignite electronic detonators. Is located on the Safety ignition level 26 voltage, the action CPU 30 of the first communicate Backup device 24 and the CPU 48 of the system controller 23 with each other and register each other via protocol. The action CPU 30 also controls the step-up converter 49 to maintain the voltage required to ignite the igniter is required. In the event of a fault, there is a controlled shutdown with radio signal to the ignition device 3. The voltage is in the present case from the Supply voltage 5 V converted to the ignition voltage 15 V. With the data the CPU 48, the signals in the generator 50 of the safety ignition stage 26 Codes generated with the unlocking, programming and ignition the detonator takes place.
- the ignition trigger command is possible. It it is also conceivable to remove the second trigger lock with the To couple the ignition trigger command. Then it would be possible at the level of the first Release lock by inserting the one belonging to the release unit Data carrier to open the switch S1 again and thus the release of the Release the trigger lock again.
- the transmitting and receiving unit 27 communicates with the via its antenna 11 Ignitor 3.
- a standard transceiver 47 can be used as the transceiver that transmits and receives in the UHF range.
- the frequency range is for example at 433 MHz.
- the transmission is almost optical Range of spread, that is, sender and receiver should have visual contact. By selecting a suitable frequency range, another can also be selected Distance between ignitor and trigger unit are made possible.
- the Signal transmission is preferably carried out by frequency modulation, but can also by means of amplitude modulation.
- the encoding of the digital data can be done directly via Frequency Shift Keying (FSK) a usual frequency change between 400 and 450 MHz. Because of the Communication with audio frequency shift increases operational reliability Keying (AFSK) preferred. The frequencies in this transmission are in the range audible tones.
- FSK Frequency Shift Keying
- AFSK operational reliability Keying
- the structure of an electronic detonator 60 is explained with reference to FIG. 4, which is used in particular in mining and civil engineering.
- the sleeve 61 contains a secondary charge 62, which is ignited by a primary charge 63.
- the ignition is initiated by the so-called squib 64.
- squib 64 In conventional electric detonators is the squib directly to the ignition wire connected. There the squib is fed directly by the electrical Current pulse of up to several amps ignited. It is a purely energetic ignition.
- the squib is electronics upstream.
- the electronics 65 essentially consist of an electronic one Circuit 66, which is embedded in a housing and whose structure is based on the Block diagram in Figure 5 is explained in more detail.
- Another essential part is a capacitor 67 in which the energy required for ignition is stored becomes.
- an SMD resistor 68 and Ferrite filter 69 as a limiter and filter circuit for that the input voltage does not exceed a certain value and that interference signals are kept away.
- the sleeve 61 closes a plug 70 through which the connections of the electronics 65 are carried out.
- the connections protrude as contact pins 71 from one to the other Socket 72 shaped plug 70 out.
- the plug 70 is in the open end the sleeve 61 inserted and for example in the present Embodiment attached by choking 73 therein.
- the plug 70 closes the sleeve is waterproof and thus protects the electronics. It also offers through the Socket 72 formed plug contact the connection of a plug 74, which with the Ignition line 75 is connected.
- the ignition line 75 opens into contact sleeves 76, in the the contact pins 71 are inserted. In the sectional drawing there are only one each Contact sleeve and a contact pin can be seen.
- the connector 74 also has one Sealing cone 77, which surrounds the contact sleeves 76 and into the socket 72 of the Plug 70 can be inserted.
- Latching lamellas 78 engage behind arranged on the outside of the socket 72 Recesses 79 and thus form a secure connection between the Ignition cable 75 and the electronic detonator 60.
- This connector is Dust and water protected and therefore also suitable for rough blasting operations.
- FIG. 5 shows the block diagram of the electronics 65 of the electronic Spreng Zünders 60. It essentially consists of four assemblies: the analog part 80, which is connected to the ignition line 9, the ignition stage 81 whose connections 64a, the squib 64 is connected, the digital Data control 82 with the CPU 83 and the information part 84.
- An electronic detonator can only be ignited if with a corresponding voltage level encoded information, control signals on the Ignition wire are sent to the igniter.
- the unlocking code 85 is stored in the information part 84.
- the same code is in the CPU 48 of the system controller 23 (FIG. 2).
- At the command of the Generator 50 of the safety ignition level 26 is generated and transmitted.
- Equals to unlocking code sent from the trigger unit 2a via the ignition line 9 the unlocking code 85 stored in the information part 84 - the arrival of the in the safety ignition level 26 generated codes 1 should by arrow 86 am
- Information part 84 are symbolized - the capacitor 67 is first with a defined charging current charged.
- the analog part 80 provides a powerful Limiter and filter circuit 87 as input protection for the Input voltage does not exceed a certain value. This will external voltages, such as those caused by external electricity intercepted.
- the signal extraction 88 each Change of direction of the input current at each zero crossing of the voltage Issued signal that is further processed in the digital data controller 82. Behind the signal coupling 88 is a rectifier 89 Energy storage, the capacitor 67 in the ignition stage 81, charged.
- a digitally adjustable two-stage voltage regulator is located between rectifier 89 and energy store 67 90. He keeps the tension like this during the unlocking low that ignition is impossible due to a lack of ignition energy, the electronics but can be operated safely. Any change in the polarity of the Input voltage at the igniter 60 causes the in the electronics 65 of the igniter Generation of an impulse. After a defined pulse train, the Charging of the capacitor 67 released as an energy store.
- Unlocking code code 1 can be recognized in the digital Data control 82 the signals coming from the signal coupling 88 to the Input pulse counter 91. The pulses are evaluated in the CPU 83 and in Information part 84 compared with the unlocking code 85.
- an oscillator 92 is provided, which via a clock generator 93rd Feeds signals into the CPU 83 and passes them to a reference counter 94. If with If an incorrect code is attempted to carry out the programming, a Self-locking of the detonator. Reactivation is only possible through instructions Personnel possible.
- the second stage of the voltage regulator 90 released. After that, in a very short time, for example, in 3 seconds, the capacitor 67 to that at the input of the igniter 60 lying voltage charged. After charging the capacitor 67 must by means of a further code (code 2) consisting of further defined ones Voltage changes, an electronic switch are released.
- code 2 is also stored in the system control 23 of the trigger unit 2a and is also generated by the generator 50 of the safety ignition stage 26.
- the number of pulses contained in code 2 matches the number of pulses Reference counter 94 predetermined pulses, a switching transistor 95th controlled, with which the detonator is sharpened.
- the capacitor 67 discharges in a short time, for example, in two minutes without ignition. After that is the Detonator again passive, which means that it is safe to use and ready for operation again.
- the Manufacturing data 96 and customer data 97 in the information part 84 are stored and on this data by the CPU 83 of the digital Data control 82 can be accessed.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für Zünder, die über Funk auslösbar sind,
entsprechend dem Oberbegriff des ersten Anspruchs sowie ein Verfahren zum
Auslösen dieser Zünder entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 19.The invention relates to an ignition device for igniters that can be triggered by radio,
according to the preamble of the first claim and a method for
Triggering these detonators according to the preamble of
Sprengungen im Bergbau, Tiefbau und bei Explorationen nach Bodenschätzen sind komplexe Abläufe, bei denen in der Regel eine Vielzahl von Zündem in einer genau festgelegten Reihenfolge gezündet wird. Im militärischen Bereich liegt eine vergleichbare Situation bei der Zündung oder der Räumung von Minen vor.Explosions in mining, civil engineering and exploration for natural resources are complex processes, which usually involve a large number of igniters in one specified order is ignited. There is one in the military area comparable situation when igniting or clearing mines.
Aus der DE 44 03 998 A1 ist ein Femsteuersystem für Minen bekannt, das aus einem
Fernbediengerät mit Mikroprozessor, Programmspeicher zum Speichern der
Steuerbefehle für die Mine und einem Funksender besteht und bei dem jede Mine
einen Funkempfänger, einen Mikroprozessor und einen dem Programmspeicher des
Fernbedienungsgerätes entsprechenden Programmspeicher aufweist. Bei dem
bekannten Fernsteuersystem können, unabhängig von der Art der Übertragung der
Steuerbefehle, durch die sowohl in der Mine als auch im davon abgesetzten
Bedienungsgerät eingebauten synchron arbeitenden Zeitsteuereinrichtungen
verschiedene Parameter der Befehlsübertragung zeitabhängig verändert werden.
Diese Art der Sicherung setzt voraus, daß zum Scharfmachen der Mine eine Zeit
vergeht, die aufgrund der Auswahl durch einen Zufallsgenerator nicht beeinflußbar ist.
Eine solche Sicherung der Zünder, vor allem bei ziviler Anwendung einer
Zündvorrichtung ist für Planungsabläufe mit Arbeitsfortschritt unkalkulierbar.From
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine vor Fremdeingriffen und ungewollter Auslösung sichere Funkzündeinrichtung vorzustellen, bei der der zeitliche Ablauf von der Inbetriebnahme der Funkzündeinrichtung bis zur Zündung der Zünder zeitlich festlegbar und verfolgbar ist. The object of the present invention is to prevent intrusion and unwanted Trigger to introduce safe radio-controlled ignition device in which the chronological sequence of the commissioning of the radio ignition device until the ignition of the detonators is determinable and traceable.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt vorrichtungsgemäß mit Hilfe der Merkmale des ersten Anspruchs. Mit Hilfe der Merkmale des neunzehnten Anspruchs wird die Aufgabe verfahrensgemäß gelöst.According to the device, the task is solved with the help of Features of the first claim. Using the features of Nineteenth claim, the task is solved according to the process.
Die erfindungsgemäße Zündeinrichtung für Zünder, die mittels Funk auslösbar sind, besteht aus einem Zündgerät und mindestens einer von dem Zündgerät räumlich getrennt anordbaren Auslöseeinheit, an der mindestens ein Zünder angeschlossen ist. Zündgerät und Auslöseeinheit kommunizieren mittels Funksignale. Die Auslöseeinheit weist folgende Baugruppen auf, deren Funktion später im Einzelnen näher erläutert wird: Energiemodul, Systemsteuerung, Sende- und Empfangseinheit, erste Sicherungseinrichtung, zweite Sicherungseinrichtung und die Sicherheitszündstufe. Die Auslöseeinheit enthält einen Datenträger, auf dem die für die Zündung erforderlichen Informationen gespeichert sind. Dieser Datenträger ist nicht fest mit der Auslöseeinheit verbunden und kann ihm entnommen werden, um ihn in das Zündgerät einzusetzen und die Daten dort in einen Speicher einzulesen. Das Zündgerät enthält deshalb eine Leseeinrichtung für die Daten der Datenträger. Die Daten der Datenträger mehrerer Auslöseeinheiten können nacheinander in das Zündgerät eingelesen werden. Als Datenträger werden bevorzugt Chipkarten eingesetzt. Es können aber auch andere Datenträger eingesetzt werden, die in der Lage sind, Daten zu speichern und von denen Daten abgelesen werden können, beispielsweise Karten mit Magnetstreifen oder Barcode.The ignition device according to the invention for detonators that can be triggered by radio, consists of an igniter and at least one of the igniter spatially Separate trigger unit to which at least one detonator is connected is. Ignitor and trigger unit communicate using radio signals. The Trip unit has the following modules, their function later in detail is explained in more detail: energy module, system control, transmitter and receiver unit, first belay device, second belay device and the Sicherheitszündstufe. The release unit contains a data carrier on which the for the ignition required information is stored. This disk is not firmly attached to the trip unit and can be removed to it into the igniter and read the data there into a memory. The Ignitor therefore contains a reading device for the data of the data carrier. The Data from the data carriers of several trip units can be successively in the Ignitor can be read. Chip cards are preferred as data carriers used. However, other data carriers can also be used which are in the Are able to store data and from which data can be read, for example cards with magnetic stripes or barcodes.
Die Auslöseeinheit und der ihm jeweils zugeordnete Datenträger müssen identische Identifizierungskennzeichen enthalten. Ist dies nicht der Fall, kann nach Einlesen der Daten von vom Datenträger in das Zündgerät bei einer Kommunikation mit der Auslöseeinheit keine Identifizierung erfolgen. Sollte also versucht werden, mit einem fehlerhaften Datenträger oder mit einem Datenträger mit fehlerhaften Daten eine Zündung auszulösen, wird die Auslöseeinheit aufgrund der fehlerhaften Identifizierungskennzeichen entsprechende Befehle verweigern.The release unit and the data carrier assigned to it must be identical Identification marks included. If this is not the case, after reading in the Data from the data carrier into the ignitor when communicating with the Trip unit no identification. So should be tried with a faulty data carrier or with a data carrier with faulty data Triggering the trigger unit is due to the faulty Deny appropriate commands from identifier.
Um einen Zünder zünden zu können ist es erforderlich, daß zunächst die Auslöseeinheit aktiviert wird. Das Zündgerät sowie die räumlich von ihm anordbare Auslöseeinheit können durch eine Zugangssperre vor Mißbrauch geschützt werden. Erst nach Aufhebung dieser Zugangssperre, die beispielsweise aus einem mechanischen Schloss oder aus einer elektronischen Sperre bestehen kann, die durch Eingabe eines Codes aufgehoben wird, oder sogar aus einer Kombination von beiden, kann die erfindungsgemäße Funkzündeinrichtung betriebsbereit gemacht werden. Die Freigabe der Bedienungsmöglichkeit kann auch den Datenträger zur Entnahme freigeben.To be able to ignite a detonator, it is necessary that the Trip unit is activated. The igniter as well as the one that can be spatially arranged by it Trip unit can be protected against misuse by an access lock. Only after lifting this access block, for example from a mechanical lock or can consist of an electronic lock that is canceled by entering a code, or even a combination of both, the radio ignition device according to the invention can be made ready for operation become. The data carrier can also be used to release the operating option Release removal.
Wenn der Datenträger aus der Auslöseeinheit entnommen worden ist, verstreicht zunächst eine Entsicherungszeit, die beispielsweise bis zu 15 Minuten betragen kann. In dieser Zeit ist keine Auslösung möglich und eine sichere Entfernung des Anwenders aus dem Gefahrenbereich möglich. Sind die Daten des Datenträgers in das Zündgerät eingelesen worden, wird dieses in Sende- und Empfangsbereitschaft versetzt. Aber erst nach Ablauf der Entsicherungszeit ist eine Kommunikation zwischen Zündgerät und Auslöseeinheit möglich.When the data medium has been removed from the release unit, the time passes First an unlocking time, which can be up to 15 minutes, for example. Tripping is not possible during this time and the safe removal of the Possible from the danger area. Are the data of the data carrier in the ignitor has been read, it is ready to send and receive added. However, communication is only possible after the safety time has expired possible between ignitor and trigger unit.
Mit einem Zündgerät können mehrere Auslöseeinheiten gesteuert werden, denen auch jeweils mehrere Zünder zugeordnet sein können. Jede Auslöseeinheit ist über das Zündgerät individuell ansteuerbar und damit auch jeder an eine Auslöseeinheit angeschlossene Zünder entsprechend der im Zündgerät und in der Auslöseeinheit abgespeicherten Daten.Several triggering units can be controlled with one igniter also several detonators can be assigned. Each trip unit is over the ignitor can be controlled individually and thus also each to a trigger unit connected detonators according to those in the ignitor and in the release unit stored data.
Zur Auslösung von Zündern wird von dem Anwender ein Programm gestartet, wobei sich das Programm ergebnisorientiert selbst überwacht und bei festgestellten Fehlern die Auslösung verhindert. Der Zündbefehl an die Zünder kann entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren erst nach sukzessiver Aufhebung vorgegebener Auslösesperren innerhalb von Sicherheitsstufen erfolgen. Zur Aufhebung einer Auslösesperre läuft innerhalb einer Sicherheitsstufe ein für die Vorbereitung der Zündung erforderlicher Verfahrensschritt ab. Erst wenn das Ergebnis dieses Verfahrensschritts eine Vorgabe erfüllt, ist die Aufhebung der nächsten Sperre möglich. Erst dann, wenn alle Sperren aufgehoben sind, ist die Zündung der Zünder möglich. Wenn ein Verfahrensschritt nicht gestartet werden kann oder ein Verfahrensschritt nicht zu einem vorgegebenen Ergebnis führt, kann der nachfolgende Verfahrensschritt nicht gestartet werden. Tritt ein Fehler bei der Auslösung eines Zünders auf, beispielsweise durch die Übermittlung eines falschen Codes oder liegen mechanische Fehler im Zündgerät, der Auslöseeinheit oder am angeschlossenen Zünder vor, wird der Ablauf sofort unterbrochen. Anhand der verstrichenen Zeit und beispielsweise durch Überprüfung der an den Anschlüssen der Zündleitung zu den Zündern anliegenden Spannung ist es möglich, die Fehlerursache zu erkennen.To trigger detonators, the user starts a program, where the program monitors itself in a results-oriented manner and if errors are found the trigger prevents. The ignition command to the detonators can be made accordingly Method according to the invention only after successive cancellation of predetermined ones Trigger locks take place within security levels. To lift one The trigger lock runs within a security level for the preparation of the Ignition required process step. Only when the result of this If the procedural step fulfills a requirement, the next block is lifted possible. The ignition is only ignited when all locks are released possible. If a procedural step cannot be started or a Method step does not lead to a predetermined result, the following one Process step cannot be started. An error occurs when triggering a Detonator, for example by transmitting an incorrect code or lie mechanical faults in the ignitor, the trip unit or the connected one The process is interrupted immediately. Based on the elapsed time and for example by checking the at the connections of the ignition line to the Ignition voltage is possible to identify the cause of the fault.
Werden elektronische Zünder eingesetzt, können mit Hilfe der Elektronik der Zünder zusätzlich Auslösesperren erzeugt werden. Dadurch sind die Zünder in vorteilhafter Weise gegen ungewollte Auslösungen, beispielsweise durch Hochspannung oder Hochfrequenzeinfluß, gesichert. Ein solcherart gesicherter elektronischer Zünder wird erst durch die Eingabe eines Entsicherungscodes in die Elektronik zur sogenannten Zündbereitschaft aktiviert. Alle anderen, am Eingang der Elektronik der Zünder anliegenden Spanungen werden ignoriert. Der Entsicherungscode stellt somit eine Auslösesperre dar und verhindert eine unbeabsichtigte Zündung. Die Zündung wird von der Auslöseeinheit nach erfolgter Entsicherung durch einen sogenannten Zündcode generiert. Durch jeden von der Auslöseeinheit ausgesandten und von dem elektronischen Zünder akzeptierten Code wird stufenweise die Zündung freigegeben in der Reihenfolge Energiezufuhr, Bereitstellung der Zündspannung, Entsicherung und Zündbefehl.If electronic detonators are used, the detonators can be used with the electronics trigger locks are also generated. This makes the detonators more advantageous Way against unwanted tripping, for example by high voltage or RF influence, secured. Such a secured electronic detonator is only by entering a release code in the electronics for the so-called Ready for ignition activated. Everyone else, at the entrance to the electronics of the detonators adjacent voltages are ignored. The unlocking code thus represents a Release lock and prevents accidental ignition. The ignition will from the release unit after releasing by a so-called Ignition code generated. Through each of the release unit and from the electronic detonator accepted code, the ignition is gradually released in the order of energy supply, provision of ignition voltage, unlocking and firing order.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Auslösung eines oder mehrerer Zünder,
insbesondere elektronischer Zünder, läuft wie folgt ab:
Liegt kein Fehler vor, erfolgt eine Spannungsversorgung auf einem Spannungsniveau, das vorzugsweise unter dem des zur Zündung elektrischer oder elektronischer Zünder erforderlichen Niveaus liegt. Dadurch wird in der ersten Sicherungseinrichtung von der sogenannten Action CPU eine festgelegte Zeitspanne, die Entsicherungszeit, erzeugt. Beispielsweise kann eine quarzgesteuerte Uhr ablaufen. Gleichzeitig wird in einem sogenannten One Way RC-Timer der ersten Sicherungseinrichtung in einer Zeitspanne, die durch das RC-Glied bestimmt ist und mit der in der Action CPU erzeugten übereinstimmen soll, ein Ladungsspeicher auf ein für die Aufhebung der ersten Auslösesperre erforderliches Spannungsniveau aufgeladen. In dem Zündgerät laufen nun, unabhängig voneinander erzeugt, unter Berücksichtigung einer Toleranzvorgabe, zwei gleichlange Zeitspannen als Entsicherungszeit ab. Nach Ablauf dieser Zeitspannen und Übereinstimmen des Ablaufzeitpunkts innerhalb des erlaubten Toleranzfeldes und nach Erreichen einer für die Aufhebung der ersten Auslösesperre erforderlichen Ladung im Ladungsspeicher ist die erste Sicherheitsstufe überwunden. Eine besondere Sicherheit ist dadurch gegeben, daß der Ladungsspeicher gleichzeitig das zeitbestimmende Bauteil des One Way RC-Timers ist. Während des Ablaufs der Entsicherungszeit wird das Ladeverhalten des Ladungsspeichers geprüft.If there is no error, the voltage is supplied at a voltage level, preferably under that of the ignition for electrical or electronic detonators required levels. As a result, in the first safety device from the so-called Action CPU a defined period of time, the unlocking time, generated. For example, a quartz-controlled clock can run. At the same time, in a so-called one-way RC timer of the first safety device in one Time period that is determined by the RC element and with that in the Action CPU should match, a charge store on a for lifting the required voltage level after the first trip lock. In the ignitor now run independently, taking into account one Tolerance specification, two equally long periods of time as the releasing time. To Expiry of these time periods and matching of the expiry time within the allowed tolerance field and after reaching one for the cancellation of the first The required charge lock in the charge storage is the first Security level overcome. A special security is given by the fact that the charge storage is also the time-determining component of the One Way RC timer is. The charging behavior of the Charge storage checked.
Besteht eine Übereinstimmung der Ablaufzeitpunkte innerhalb des erlaubten Toleranzfeldes und ist der Ladungsspeicher auf das vorgegebene Niveau aufgeladen worden, kann die Aufhebung der ersten Auslösesperre nach Ablauf der Sicherheitszeit, erfolgen. Der erreichte Verfahrensschritt kann dem Anwender bei möglicher bidirektionaler Kommunikation im Display der Auslöseeinheit angezeigt werden, so daß er selbst über die Aufhebung der Auslösesperre entscheiden und sie durch ein Funksignal auslösen kann. Die Aufhebung kann aber auch direkt, programmgesteuert, ablaufen. Sie besteht darin, daß die Zündleitung zu den Zündern freigegeben wird, die zuvor kurzgeschlossen war, beispielsweise durch eine Schmelzsicherung. Der Widerstand der Sicherung und das vorgegebene Ladungsniveau des Ladungsspeichers sind so aufeinander abgestimmt, daß die Sicherung erst nach Erreichen dieses Niveaus zerstört wird, beispielsweise durch Schmelzen des Sicherungsdrahtes.If there is a match between the expiry times within the allowed Tolerance field and the charge storage is charged to the specified level been, the first release lock can be canceled after the expiry of the Security time. The process step reached can be used by the user possible bidirectional communication is shown on the display of the trip unit be so that he himself can decide on the release of the release lock and it can be triggered by a radio signal. The cancellation can also be done directly, program controlled, run. It is that the ignition wire to the detonators released that was previously short-circuited, for example by a Fuse. The resistance of the fuse and the given Charge level of the charge storage are coordinated so that the Fuse is destroyed only after reaching this level, for example by Melting the safety wire.
Wird der Ladungsspeicher in der vorgegebenen Entsicherungszeit nicht aufgefüllt und stimmen die abgelaufenen Zeitspannen nicht überein, kann die Auslösesperre nicht aufgehoben und die Zündleitung für die Signalübermittlung nicht freigegeben werden, weil beispielsweise der Sicherungsdraht nicht durchschmilzt. Weiterhin wird die Sende- und Empfangseinheit nicht freigegeben. Damit ist die Auslöseeinheit weiterhin gesperrt.If the cargo storage is not refilled in the specified unlocking time and if the elapsed periods do not match, the trigger lock cannot canceled and the ignition cable is not released for signal transmission, because, for example, the safety wire does not melt. Furthermore, the Sending and receiving unit not released. So the trip unit is still blocked.
Nach Aufhebung der ersten Auslösesperre kann der Anwender in der zweiten Sicherheitsstufe mittels eines Funkbefehls die sogenannte Schärfung veranlassen. Die Schärfung kann nur erfolgen, wenn das Identifizierungskennzeichen der Auslöseeinheit mit dem Identifizierungskennzeichen übereinstimmt, das in das Zündgerät eingelesen wurde. Die Schärfung kann auch programmgesteuert selbsttätig ablaufen. Erst mit diesem Befehl wird in der Auslöseeinheit die Systemsteuerung und die Sicherheitszündstufe durch das Schließen eines Relais vom Energiemodul mit Spannung versorgt. Dadurch ist die zweite Auslösesperre aufgehoben. Die Elektronik der Auslöseeinheit überprüft eigenständig, ob am Ausgang der Sicherheitszündstufe eine für die Zündung erforderliche Spannung eingehalten wird. Ab jetzt ist es möglich, den Befehl zum Auslösen eines Zünders zu geben. Im Fehlerfall erfolgt eine Abschaltung der Auslöseeinheit und bei bidirektionaler Kommunikation mit einer Meldung an das Zündgerät.After the first release lock has been released, the user can switch to the second Security level initiate the so-called sharpening by means of a radio command. Sharpening can only take place if the identification mark of the Tripping unit with the identifier that corresponds in the Ignitor was read. The sharpening can also be automatic under program control expire. Only with this command the system control and the safety ignition level by closing a relay from the energy module Power supplied. This removes the second trigger lock. The Electronic the release unit independently checks whether the safety ignition level is at the output a voltage required for the ignition is maintained. From now on it is possible give the command to fire an igniter. In the event of an error, a Shutdown of the trip unit and with bidirectional communication with a Message to the ignitor.
Die Auslösung der einzelnen Auslöseeinheiten erfolgt, je nach der Ausstattung der Auslöseeinheiten und der Vorgabe des Anwenders, einzeln, in Gruppen oder im Verbund. Bei Verwendung eines elektronischen Zünders muß die Auslöseeinheit dazu den Entsicherungscode und nachfolgend den Zündcode generieren, um den Zünder zu initiieren. The triggering of the individual triggering units takes place, depending on the equipment of the Tripping units and the specification of the user, individually, in groups or in Composite. If an electronic detonator is used, the release unit must do so generate the unlock code and then the ignition code to the detonator to initiate.
Die Zündung elektronischer Zünder erfolgt also erst, wenn eine festgelegte Abfolge von Codes akzeptiert worden ist. Zunächst wird durch einen ersten Code die Elektronik der Zünder aktiviert, danach entsichert und ein Energiespeicher zur Bereitstellung der Zündenergie aufgeladen. Der zweite, von der Systemsteuerung der Auslöseeinheit generierte Code wird mit dem im Speicher des Zünders hinterlegten Code verglichen. Bei Übereinstimmung wird mittels eines dritten Codes letztendlich die Zündung durch Entladung des Energiespeichers ausgelöst.The ignition of electronic detonators takes place only when a defined sequence has been accepted by codes. First, the first code is the Electronics the igniter activated, then unlocked and an energy storage for Provision of the ignition energy charged. The second, from the control panel of the The trigger unit generated code is stored in the memory of the detonator Compared code. In the event of a match, a third code is ultimately used the ignition is triggered by the discharge of the energy store.
Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail using exemplary embodiments.
Es zeigen:
Figur 1- eine erfindungsgemäße Funkzündeinrichtung,
Figur 2- den Aufbau der Auslöseeinheit mit Zünder, als Blockschaltbild,
Figur 3- das Schaltbild des One Way RC-Timers als Baugruppe der Auslöseeinheit,
- Figur 4
- einen Schnitt durch einen elektronischen Zünder und
- Figur 5
- ein Blockschaltbild des elektronischen Teils des Zünders.
- Figure 1
- a radio ignition device according to the invention,
- Figure 2
- the construction of the release unit with igniter, as a block diagram,
- Figure 3
- the circuit diagram of the one-way RC timer as an assembly of the trip unit,
- Figure 4
- a section through an electronic detonator and
- Figure 5
- a block diagram of the electronic part of the igniter.
In Figur 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Funkzündeinrichtung 1 dargestellt.
Die Funkzündeinrichtung 1 besteht aus mindestens einer Auslöseeinheit 2a und
einem Zündgerät 3. Es können aber auch, je nach Kapazität des Zündgeräts 3, noch
weitere Auslöseeinheiten vorgesehen sein, wie durch die gestrichelte Darstellung der
Auslöseeinheit 2b angedeutet ist.A
Die Auslöseeinheit 2a weist eine Zugangssperre 4 auf, die sie vor unbefugter
Benutzung schützt. Diese kann aus einem mechanisch wirkenden Schloß oder aus
einer elektronischen Sperre oder aus einer Kombination von beiden bestehen. Bei der
elektronischen Sperre kann beispielsweise die Überwindung durch die Eingabe eines
Codes erfolgen. Die Auslöseeinheit 2a weist eine Einrichtung 5 zur Aufnahme eines
Datenträgers 6a auf. Dieser Datenträger 6a kann beispielsweise eine Chipkarte sein,
die einen Mikrochip 7 enthält und aus einem Einsteckschlitz herausragt. Auf den
Datenträgem sind die Identifikationsnummern (ID) der elektronischen Baugruppen der
Auslöseeinheiten gespeichert. Diese Identifikationsnummern sind auch in dem
jeweiligen Speicher der Auslöseeinheiten abgelegt. Der Datenträger 6a kann
weiterhin Informationen über an der Auslöseeinheit 2a angeschlossene elektronische
Zünder enthalten, beispielsweise die Zünderadressen und die Zündfolge.The trigger unit 2a has an access lock 4, which prevents unauthorized access
Use protects. This can consist of a mechanically acting lock or
an electronic lock or a combination of both. In the
For example, electronic lock can be overcome by entering a
Codes are done. The trigger unit 2a has a device 5 for receiving a
Data carrier 6a. This data carrier 6a can be a chip card, for example,
which contains a
Wenn die Zugangssperre 4 aufgehoben worden ist, ist es auch möglich den
Datenträger 6a aus der Einrichtung 5 zu entnehmen, wie durch die gestrichelte
Darstellung 6a' des Datenträgers angedeutet wird. Mit der Entnahme des
Datenträgers 6a wird ein Schalter 8 geschlossen, der die Bereitstellung von Energie
zum Betrieb der Auslöseeinheit 2a ermöglicht. Gleichzeitig wird durch das Schließen
des Schalters 8 ein Selbsttest der Elektronik der Auslöseeinheit 2a durchgeführt.If the access block 4 has been lifted, it is also possible for the
Removable disk 6a from the device 5, as by the dashed
Representation 6a 'of the data carrier is indicated. With the removal of the
Disk 6a, a
An die Auslöseeinheit 2a sind über eine Zündleitung 9 Zünder10a bis 10n, im
vorliegenden Ausführungsbeispiel elektronische Zünder, angeschlossen. Die
Auslöseeinheit 2a weist weiterhin noch eine Antenne 11 auf, wie durch das
Blitzsymbol 12 angedeutet wird. Ist die Auslöseeinheit 2a nur mit einem Empfangsteil
ausgerüstet, dient die Antenne 11 ausschließlich der unidirektionalen Kommunikation,
zum Signalempfang vom Zündgerät 3. Ist die Auslöseeinheit 2a zusätzlich mit einem
Sender ausgestattet, dient die Antenne 11 zur bidirektionalen Kommunikation mit dem
Zündgerät 3.To the
Die Auslöseeinheit 2b weist einen identischen Aufbau auf. Allerdings enthält der
Datenträger 6b eine andere Identifikationsnummer als der Datenträger 6a und Daten
der elektronischen Zünder 10a' bis 10n'. The trigger unit 2b has an identical structure. However, the
Das Zündgerät 3 kann ebenfalls eine Zugangssperre 13 aufweisen, die in der
gleichen Art ausgestaltet ist, wie die Zugangssperre 4 der Auslöseeinheit 2a. Erst
nach Aufhebung der Zugangssperre 13 ist es möglich, den Datenträger 6a in eine zur
Aufnahme geeignete Einrichtung 14 einzusetzen. In dieser ist ein Lesegerät 15
installiert, mittels dem die auf dem Datenträger 6a gespeicherten Daten abgelesen
und einen Speicher in dem Zündgerät 3 eingespeichert werden. Die Datenträger 6a
bzw. 6b sowie weitere Datenträger hier nicht dargestellter Auslöseeinheiten können
nacheinander in die Aufnahmeeinrichtung 14 eingesetzt und die Daten nacheinander
eingelesen werden.The
Das Zündgerät 3 enthält neben der hier nicht dargestellten Spannungsversorgung
eine zur Datenverarbeitung und Speicherung vorgesehene Central Processor Unit
(CPU) 16 mit EEPROM sowie einen Sender, und je nach Ausstattung zusätzlich eine
Empfangseinheit für die bidirektionale Kommunikation, 17 mit Antenne 18, über die
die Kommunikation mit der Auslöseeinheit 2a oder weiteren Auslöseeinheiten, wie
beispielsweise der Auslöseeinheit 2b, möglich ist. Die weitere Ausstattung umfaßt ein
Display 19 zur Anzeige von zu übermittelnden oder übermittelten Daten und Befehlen.
Desweiteren ist eine Eingabeeinrichtung 20 zur Daten- und Befehlseingabe
vorgesehen.The
In Figur 2 ist der Aufbau der Auslöseeinheit 2a mit ihren einzelnen Baugruppen
dargestellt. Das Gehäuse 21 umschließt einen Energiemodul 22, eine
Systemtsteuerung 23, eine erste Sicherungseinrichtung 24, eine zweite
Sicherungseinrichtung 25, eine Sicherheitszündstufe 26, und im vorliegenden
Ausführungsbeispiel eine Sende- und Empfangseinheit 27 mit Antenne 11, wobei die
Sendeeinheit bei bidirektionaler Kommunikation vorgesehen ist.FIG. 2 shows the structure of the trigger unit 2a with its individual assemblies
shown. The
Zur Energieversorgung ist im Energiemodul 22 im vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine einzellige Primärbatterie 28 vorgesehen. Sie kann hinsichtlich ihrer Belastbarkeit
und Lagerfähigkeit auf die Einsatzdauer und Wirkdauer abgestimmt werden. Wie hier
nicht dargestellt, ist das Batteriefach zugänglich, um nach Ablauf der Lagerzeit die
Batterie problemlos wechseln zu können. For energy supply is in the
Mit der Entnahme des Datenträgers aus der Auslöseeinheit wird mechanisch ein
Schalter S1 geschlossen. Ist der Schalter S1 geschlossen, fließt ein Strom in einen
Gleichstromwandler 29. Es ist ein Aufwärtswandler (Step Up-Spannungswandler) mit
einem Standart-Schaltkreis und ist aus diesem Grund Stand der der Technik. Dieser
Wandler 29 versorgt zunächst die erste Sicherungseinrichtung 24 und im
vorliegenden Ausführungsbeispiel die Sende- und Empfangseinheit 27 mit einer
Grundspannung von beispielsweise 5 V. Die Systemsteuerung 23 und die
Sicherheitszündstufe 26 sind zu diesem Zeitpunkt noch spannungslos, da die erste
Sicherungseinrichtung 24 das Relais S2 noch nicht angesteuert hat.With the removal of the data carrier from the release unit, a mechanical one
Switch S1 closed. When switch S1 is closed, a current flows into one
Die erste Sicherungseinrichtung 24 besteht aus einer Action CPU 30 und einem One
Way RC-Timer 31. Anhand der Figur 3 wird der Aufbau des One Way RC-Timers 31
näher erläutert. Der One Way RC-Timer 31 enthält ein selbstanlaufendes
(autostartfähiges) Widerstands-Kondensator-Zeitglied (RC-Glied) als erstes Zeitglied.
Nach dem Ablauf der erzeugten Zeitspanne und der bestimmungsgemäßen Handlung
(Aktion) wird die Spannungsversorgung unterbrochen, so daß das RC-Glied nicht
erneut anlaufen kann.The
Mit dem Anliegen der Versorgungsspannung durch das Schließen des Schalters S1
startet automatisch ein Aufwärtswandler 58 im RC-Timer 31 und lädt mittels eines
Taktgenerators 37 durch geeignete Steuerimpulse 59 in bestimmten Ladungsraten
über die Iduktivität 36, die Gleichrichterdiode 39 und den Transistor 38 als Schalter
den Kondensator 32 des RC-Gliedes innerhalb einer vorbestimmten Zeit auf, im
vorliegenden Ausführungsbeispiel auf den sechsfachen Wert der
Versorgungsspannung, also 30 V. Dieser Spannungspegel wird über einen
Spannungskomparator 33 ausgewertet, der einerseits über die Widerstände 40 und
41 als Spannungsteiler mit dem Ladungsspannungskreis und andererseits mit einer
Referenzspannungsquelle 42 verbunden ist. Wenn die sechsfache Spannung erreicht
ist, wird der Kondensator 32 mit einem Halbleiterschalter, einen Transistor 34, über
eine Sicherung 35 entladen, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine
Schmelzsicherung. Der Entladungsimpuls ist so dimensioniert, daß bei einem
Spannungspegel von 30 V der Schmelzdraht der Schmelzsicherung 35 sicher
durchgebrannt wird und bei einem Spannungspegel der Grundversorgung von 5 V der
Schmelzdraht sicher intakt bleibt, auch dann, wenn die gesamte Leistung der 5 V-Spannungsversorgung
auf den Schmelzdraht geschaltet wird. Damit ist eine
Aufhebung der Sicherung durch eine elektronische Fehlfunktion im Einschaltzustand
ausgeschlossen.When the supply voltage is applied by closing switch S1
an up
Durch die Wahl der Kapazität des Kondensators 32 und der
Leistungsdimensionierung des Aufwärtswandlers 58 kann die Entsicherungszeit
vorbestimmt werden. Die Entsicherungszeit, die beispielsweise bis zu 15 Minuten
betragen kann, kann vom Anwender gewählt werden und wird werkseitig
voreingestellt. Die Aufladung des Kondensators 32 als Ladungsspeicher erfolgt nach
Anliegen der Versorgungsspannung, die der Aufwärtswandler 29 liefert, in bestimmten
Ladungsraten, die durch die Dauer und Höhe der Impulse 59 des Aufwärtswandlers
58 vorgegeben werden.By choosing the capacitance of the
Die Aufladezeit des Kondensators 32 wird mit einer Zeitspanne verglichen, die mit
dem Beginn der Ladung des Kondensators 32 in einem zweiten Zeitglied gestartet
wird. Es ist eine hier nicht dargestellte, beispielsweise quarzgesteuerte Uhr in der
Action CPU 30, in der eine werksseitig eingestellte Zeitspanne als Entsicherungszeit
abläuft. Die systembedingte Ladezeit des Kondensators 32 muß innerhalb einer
Toleranz mit der von der Uhr in der Action CPU erzeugten Zeitspanne
übereinstimmen. Außerdem muß der Kondensator 32 innerhalb dieser Zeitspanne mit
der vorgesehenen Ladung aufgeladen sein, sonst kann die erste Auslösesperre nicht
aufgehoben werden.The charging time of the
Damit der erforderliche Spannungspegel zur Aufhebung der ersten Auslösesperre
erreicht wird, erfolgt bei der Aufladung des Ladungsspeichers 32 ein ständiger
Spannungsvergleich durch den Spannungskomparator 33. Der zeitbestimmende
Kondensator 32 erfüllt eine Doppelfunktion. Er ist sowohl zeitbestimmendes Glied als
auch Speicher für die Ladung. Nach Ablauf der Zeit im One Way RC-Timer 31 wird
durch Entladung des Kondensators 32 die Sicherung 35 aufgetrennt. Die Sicherung
35 ist die zweite Sicherungseinrichtung 25 und stellt im vorliegenden
Ausführungsbeispiel einen Kurzschluß her zwischen den beiden Anschlüssen 43 und
44 der Zündleitung 9, der Verbindung zwischen der Sicherheitszündstufe 26 und den
elektronischen Zündern 10a bis 10n. Der Kurzschluß bewirkt, daß von der
Sicherheitszündstufe 26 keine Signale über die Zündleitung an die Zünder geschickt
und somit keine Zünder gezündet werden können. Nach Ablauf der Zeit des One-Way
RC-Timers 31 führt das Durchbrennen der Sicherung 35 zu einer Potentialanhebung
an dem Punkt, an dem der negative Pfad der Spannungsversorgung des RC-Gliedes
angeschlossen ist. Der Masseanschluß E der Versorgungsspannung für das erste
Zeitglied ist in Reihe zur ersten Auslösesperre 35 geschaltet, so daß die Aufladung
des Kondensators 32 nur einmal möglich ist. Nach erfolgreicher Zerstörung der
Sicherung 35 ist das Zeitglied ohne Spannungsversorgung. Aus diesem Grund kann
das RC-Glied nur einmal genutzt werden. Die Sicherung für den One Way RC-Timer
31 ist physikalisch unabhängig von dem Rest der elektronischen Schaltung und den
übrigen Baugruppen. Da der One Way RC-Timer 31 keine beweglichen
mechanischen Teile enthält, ist er beschleunigungsfest und für einen großen
Temperaturbereich geeignet.So that the voltage level required to release the first trip lock
is reached, a constant takes place when charging the
Die Action-CPU 30 kontrolliert den Spannungszustand der Systemsteuerung 23 und
der Sicherheitszündstufe 26. Weiterhin ist sie zuständig für die Kontrolle der
Funktionsabläufe innerhalb der ersten Sicherungseinrichtung 24 und vergleicht die
durch ihre Uhr vorgegebene Entsicherungszeit mit der Ladezeit des Kondensators 32
des One Way RC-Timers 31. Nach Ablauf ihrer Entsicherungszeit prüft sie, ob der
Ladungsspeicher, der Kondensator 32, eine vorgegebene Ladung enthält, die
ausreichend ist, um die Sicherung 35 zu zerstören. Ist das der Fall, initiiert sie die
Zerstörung der Sicherung 35, wodurch die erste Auslösesperre aufgehoben wird. Die
Action-CPU 30 ist während der Entsicherungszeit zuständig für die Kommunikation mit
der Sende- und Empfangseinheit 27. Ist die Sicherung 35 zerstört und damit die erste
Auslösesperre überwunden, ist eine Kommunikation mit dem Zündgerät 3 möglich.The
Entweder durch das Programm selbst gesteuert oder über einen Funkbefehl vom der
Zündgerät 3 wird das Relais S2 betätigt und dadurch die Systemsteuerung 23 und die
Sicherheitszündstufe 26 mit Spannung versorgt. Mit der sogenannten Schärfung ist
die zweite Auslösesperre aufgehoben. In der CPU 48 der Systemsteuerung 23 sind
die zur Erzeugung der Codesignale erforderlichen Daten gespeichert. Diese
Codesignale sind zur Zündung elektronischer Zünder erforderlich. Liegt an der
Sicherheitszündstufe 26 Spannung an, kommunizieren die Action-CPU 30 der ersten
Sicherungseinrichtung 24 und die CPU 48 der Systemsteuerung 23 miteinander und
melden sich gegenseitig per Protokoll an. Desweiteren kontrolliert die Action-CPU 30
den Aufwärtswandler 49 auf Einhaltung der Spannung, die zur Zündung der Zünder
erforderlich ist. Im Fehlerfall erfolgt eine kontrollierte Abschaltung mit Funkmeldung
zum Zündgerät 3. Die Spannung wird im vorliegenden Fall von der
Versorgungsspannung 5 V auf die Zündspannung 15 V umgewandelt. Mit den Daten
der CPU 48 werden im Generator 50 der Sicherheitszündstufe 26 die Signale der
Codes generiert, mit denen die Entsicherung, die Programmierung und die Zündung
der Zünder erfolgt.Either controlled by the program itself or via a radio command from the
Nach Aufheben der zweiten Auslösesperre ist der Zündauslösungsbefehl möglich. Es ist auch denkbar, die Aufhebung der zweiten Auslösesperre mit dem Zündauslösungsbefehl zu koppeln. Dann wäre es möglich, auf Ebene der ersten Auslösesperre durch ein Einschieben des zur der Auslöseeinheit gehörenden Datenträgers den Schalter S1 wieder zu öffnen und damit die Freigabe der Auslösesperre wieder aufzuheben.After the second trigger lock has been released, the ignition trigger command is possible. It it is also conceivable to remove the second trigger lock with the To couple the ignition trigger command. Then it would be possible at the level of the first Release lock by inserting the one belonging to the release unit Data carrier to open the switch S1 again and thus the release of the Release the trigger lock again.
Die Sende- und Empfangseinheit 27 kommuniziert über ihre Antenne 11 mit dem
Zündgerät 3. Als Sender-Empfänger kann ein Standart-Transceiver 47 eingesetzt
werden, der im UHF-Bereich sendet und empfängt. Der Frequenzbereich liegt
beispielsweise bei 433 MHz. Die Übertragung erfolgt im annähernd optischen
Ausbreitungsbereich, das heißt, Sender und Empfänger sollten Sichtkontakt haben.
Durch Auswahl eines geeigneten Frequenzbereichs kann auch eine weitere
Entfernung zwischen Zündgerät und Auslöseeinheit ermöglicht werden. Die
Signalübertragung erfolgt vorzugsweise durch Frequenzmodulation, kann aber auch
mittels Amplitudenmodulation erfolgen. The transmitting and receiving
Die Kodierung der digitalen Daten kann direkt über Frequency Shift Keying (FSK) bei einem üblichen Frequenzwechsel zwischen 400 und 450 Mhz erfolgen. Wegen der höheren Betriebssicherheit wird eine Kommunikation mit Audio Frequency Shift Keying (AFSK) bevorzugt. Die Frequenzen liegen bei dieser Übertragung im Bereich hörbarer Töne.The encoding of the digital data can be done directly via Frequency Shift Keying (FSK) a usual frequency change between 400 and 450 MHz. Because of the Communication with audio frequency shift increases operational reliability Keying (AFSK) preferred. The frequencies in this transmission are in the range audible tones.
Anhand der Figur 4 wird der Aufbau eines elektronischen Sprengzünders 60 erläutert,
der beispielsweise insbesondere im Bergbau und Tiefbau eingesetzt wird. Die Hülse
61 enthält eine Sekundärladung 62, die durch eine Primärladung 63 gezündet wird.
Initiiert wird die Zündung durch die sogenannte Zündpille 64. Bei konventionellen
elektrischen Sprengzündern ist die Zündpille direkt an die Zündleitung
angeschlossen. Dort wird die Zündpille direkt durch den eingespeisten elektrischen
Stromimpuls von bis zu mehreren Ampere gezündet. Es handelt sich hierbei um eine
rein energetische Zündung.The structure of an
Beim elektronischen Sprengzünder dagegen ist der Zündpille eine Elektronik
vorgeschaltet. Die Elektronik 65 besteht im wesentlichen aus einem elektronischen
Schaltkreis 66, der in einem Gehäuse eingebettet ist und dessen Aufbau anhand des
Blockschaltbilds in Figur 5 näher erläutert wird. Ein weiterer wesentlicher Bestandteil
ist ein Kondensator 67, in dem die für die Zündung erforderliche Energie gespeichert
wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sorgen ein SMD-Widerstand 68 und ein
Ferritfilter 69 als Begrenzer- und Filterschaltung dafür, daß die Eingangsspannung
einen bestimmten Wert nicht überschreitet und daß Störsignale femgehalten werden.In contrast, in the electronic detonator, the squib is electronics
upstream. The
Die Hülse 61 verschließt ein Stopfen 70, durch den die Anschlüsse der Elektronik 65
durchgeführt sind. Die Anschlüsse ragen als Kontaktstifte 71 aus dem zu einer
Steckbuchse 72 geformten Stopfen 70 heraus. Der Stopfen 70 ist in das offene Ende
der Hülse 61 hineingeschoben und beispielsweise im vorliegenden
Ausführungsbeispiel durch Einwürgen 73 darin befestigt. Der Stopfen 70 verschließt
die Hülse wasserdicht und schützt damit die Elektronik. Außerdem bietet der durch die
Buchse 72 gebildete Steckkontakt den Anschluß eines Steckers 74, der mit der
Zündleitung 75 verbunden ist. Die Zündleitung 75 mündet in Kontakthülsen 76, in die
die Kontaktstifte 71 eingeschoben werden. Im Schnittbild sind hier nur jeweils eine
Kontakthülse und ein Kontaktstift zu sehen. Der Stecker 74 weist außerdem einen
Dichtkegel 77 auf, der die Kontakthülsen 76 umschließt und in die Buchse 72 des
Stopfens 70 hineingeschoben werden kann. An dem Stecker 74 befindliche
Rastlamellen 78 hintergreifen auf der Außenseite der Buchse 72 angeordnete
Ausnehmungen 79 und bilden somit eine sichere Verbindung zwischen der
Zündleitung 75 und dem elektronischen Sprengzünder 60. Diese Steckverbindung ist
staub- und wassergeschützt und somit auch für den rauhen Sprengbetrieb geeignet.The
Die Figur 5 zeigt das Blockschaltbild der Elektronik 65 des elektronischen
Sprengzünders 60. Sie setzt sich im wesentlichen aus vier Baugruppen zusammen:
dem Analogteil 80, der an der Zündleitung 9 angeschlossen ist, der Zündstufe 81, an
deren Anschlüsse 64a die Zündpille 64 angeschlossen ist, die digitale
Datensteuerung 82 mit der CPU 83 und dem Informationsteil 84.FIG. 5 shows the block diagram of the
Ein elektronischer Zünder kann nur gezündet werden, wenn mit einem
entsprechenden Spannungspegel codierte Informationen, Ansteuersignale, auf der
Zündleitung zum Zünder gesendet werden. Zunächst wird mittels eines
Entsicherungscodes, Code 1, der Sprengzünder 60 betriebsbereit gemacht. Der
Entsicherungscode 85 ist im Informationsteil 84 abgespeichert. Derselbe Code ist in
der CPU 48 der Systemsteuerung 23 (Figur 2) abgespeichert. Auf Befehl wird er vom
Generator 50 der Sicherheitszündstufe 26 erzeugt und ausgesendet. Entspricht der
von der Auslöseeinheit 2a über die Zündleitung 9 ausgesandte Entsicherungscode
dem im Informationsteil 84 gespeicherten Entsicherungscode 85 - die Ankunft des in
der Sicherheitszündstufe 26 erzeugten Codes 1 soll durch den Pfeil 86 am
Informationsteil 84 symbolisiert werden - wird zunächst der Kondensator 67 mit einem
definierten Ladestrom aufgeladen. Im Analogteil 80 sorgt eine leistungsfähige
Begrenzer- und Filterschaltung 87 als Eingangsschutz dafür, daß die
Eingangsspannung einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Dadurch werden
außerbetriebsmäßige Spannungen, wie sie bei Einwirkung von Fremdelektrizität
auftreten könne, abgefangen. In der Signalauskopplung 88 wird bei jedem
Richtungswechsel des Eingangsstroms, bei jedem Nulldurchgang der Spannung, ein
Signal abgegeben, das in der digitalen Datensteuerung 82 weiterverarbeitet wird.
Hinter der Signalauskopplung 88 wird über einen Gleichrichter 89 der
Energiespeicher, der Kondensator 67 in der Zündstufe 81, aufgeladen.An electronic detonator can only be ignited if with a
corresponding voltage level encoded information, control signals on the
Ignition wire are sent to the igniter. First, using a
Unlocking codes,
Zwischen Gleichrichter 89 und Energiespeicher 67 liegt ein digital einstellbarer Zwei-Stufen-Spannungsregler
90. Er hält während der Entsicherung die Spannung so
niedrig, daß eine Zündung mangels Zündenergie ausgeschlossen ist, die Elektronik
aber sicher betrieben werden kann. Jeder Wechsel der Polarität der
Eingangsspannung am Zünder 60 bewirkt in der Elektronik 65 des Zünders die
Erzeugung eines Impulses. Nach einer definiert erzeugten Impulsfolge wird die
Aufladung des Kondensators 67 als Energiespeicher freigegeben. Um den
Entsicherungscode (Code 1) erkennen zu können, laufen in der digitalen
Datensteuerung 82 die von der Signalauskopplung 88 kommenden Signale auf den
Eingangsimpulszähler 91. Die Impulse werden in der CPU 83 ausgewertet und im
Informationsteil 84 mit dem Entsicherungscode 85 verglichen. Dazu ist in der digitalen
Datensteuerung 82 ein Oszillator 92 vorgesehen, der über einen Taktgenerator 93
Signale in die CPU 83 einspeist und zu einem Referenzähler 94 leitet. Falls mit
einem falschen Code versucht wird, die Programmierung durchzuführen, erfolgt eine
Selbstsicherung des Zünders. Eine Reaktivierung ist nur durch eingewiesenes
Personal möglich.A digitally adjustable two-stage voltage regulator is located between
Hat die CPU 83 die richtige Impulsfolge des Entsicherungscodes 86 erkannt, wird die
zweite Stufe des Spannungsreglers 90 freigegeben. Danach wird in sehr kurzer Zeit,
beispielsweise in 3 Sekunden, der Kondensator 67 auf die am Eingang des Zünders
60 liegende Spannung aufgeladen. Nach der Aufladung des Kondensators 67 muß
mittels eines weiteren Codes (Code 2), bestehend aus weiteren definierten
Spannungswechseln, ein elektronischer Schalter freigegeben werden. Dieser Code 2
ist ebenfalls in der Systemsteuerung 23 der Auslöseeinheit 2a hinterlegt und wird
ebenfalls von dem Generator 50 der Sicherheitszündstufe 26 erzeugt. If the CPU 83 has recognized the correct pulse sequence of the unlocking code 86, the
second stage of the voltage regulator 90 released. After that, in a very short time,
for example, in 3 seconds, the
Stimmt die Anzahl der im Code 2 enthaltenen Impulse mit der Anzahl der vom
Referenzzähler 94 vorgegebenen Impulse überein, wird ein Schalttransistor 95
angesteuert, mit dem der Sprengzünder geschärft wird.The number of pulses contained in
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der nächste vom Eingangszähler
kommende Impuls, der Code 3, dann von der CPU 83 zur Ansteuerung des
Schalttransistors 95 verwendet. Mit diesem Impuls wird die Entladung des
Kondensators 67 bewirkt und die Zündpille 64 gezündet.In the present embodiment, the next one from the input counter
coming pulse, the
Wird nach der Entsicherung durch den Code 1 und vor Eingabe des Zündsignals die
Stromzufuhr unterbrochen, entlädt sich der Kondensator 67 in einer kurzen Zeit,
beispielsweise in zwei Minuten, ohne daß es zu einer Zündung kommt. Danach ist der
Zünder wieder passiv, das heißt er ist handhabungssicher und erneut betriebsbereit.Is the after unlocking by
Zur Identifizierung eines Zünders kann es vorteilhaft sein, wenn zusätzlich die
Fertigungsdaten 96 sowie die Kundendaten 97 in dem Informationsteil 84
abgespeichert sind und auf diese Daten durch die CPU 83 der digitalen
Datensteuerung 82 zurückgegriffen werden kann.To identify a detonator, it can be advantageous if the
Claims (24)
- Detonating system for detonators which can be tripped by means of radio, consisting of at least one tripping unit to which at least one electrical or electronic detonator is connected, and a detonating unit which can be arranged spatially from the tripping unit, with at least the detonating unit being able to communicate with the tripping unit by means of radio signals, characterised in that at least one of the tripping units (2a, 2b) contains a removable data medium (6a, 6b) which can be inserted into the detonating unit (3), in that the detonating unit (3) has a reading device (15) for the data of the inserted data medium (6a, 6b), in that the tripping unit (2a, 2b) and the data medium (6a, 6b) respectively associated with it contain identical identifying characteristics and information required for tripping the connected detonators (10a to 10n, 10a' to 10n'), in that the tripping unit (2a, 2b) is activated by extraction of the data medium (6a, 6b) and can be put into a receiving state or, in the case of possible bi-directional communication, into a transmitting and receiving state, and in that the detonating unit (3) with the inserted data medium (6a, 6b) is likewise made ready to transmit, or to transmit and to receive, as the case may be, after the data have been read.
- Detonating system according to Claim 1, characterised in that the tripping unit (2a, 2b) is provided with a current supply (28), which is interrupted when the data medium (6a, 6b) is inserted and is closed when the data medium (6a, 6b) is removed, in that a capacitive storage element (32), the charge of which is intended to counteract a first tripping lock (35), can be charged when the circuit in the tripping unit (2a, 2b) is closed, in that the data stored on the tripping unit (2a, 2b) can be accessed when the first tripping lock (35) has been counteracted, thereby counteracting the second tripping lock (S2) and in that the detonators (10a to 10n, 10a' to 10n') can be tripped from this time onwards.
- Detonating system according to Claim 1 or 2, characterised in that the data medium (6a, 6b) is a chip card or barcode card.
- Detonating system according to one of Claims 1 to 3, characterised in that the capacitive storage element (32) is a first time function element by virtue of its predetermined charging time, in that a further independent time function element is provided to check the charging time of the storage element (32), and in that the charge which is reached in the predetermined charging time, which matches a predetermined charge, is intended to counteract the first tripping lock (35).
- Detonating system according to one of Claims 1 to 4, characterised in that the earth terminal (E) of the supply voltage for the first time function element (32) is connected in series with the first tripping lock (35), so that it is only possible to charge the storage element (32) once as a time function element.
- Detonating system according to one of Claims 1 to 5, characterised in that both the integrity and the counteracting of the first tripping lock (35) can be checked through the level of the voltage applied on the detonating line (9) to the detonators (10a to 10n, 10a' to 10n').
- Detonating system according to one of Claims 1 to 6, characterised in that the minimum voltage for charging the storage element (32) is higher than the basic voltage required for supplying the electronics in the tripping unit (2a, 2b).
- Detonating system according to one of Claims 1 to 7, characterised in that the first tripping lock (35) is a short-circuit in the detonating line (9), which can be removed by discharging the storage element (32).
- Detonating system according to Claim 8, characterised in that tripping lock (35) is a fuse with a defined resistance.
- Detonating system according to one of Claims 1 to 9, characterised in that the second tripping lock (S2) is a controllable switch, in whose closed position it is possible, inter alia, to access the data stored in the tripping unit (2a, 2b).
- Detonating system according to one of Claims 1 to 10, characterised in that the tripping unit (2a) has an access lock (4).
- Detonating system according to one of Claims 1 to 11, characterised in that the detonating device (3) has an access lock (13).
- Detonating system according to one of Claims 1 to 12, characterised in that the electronic detonators (10a to 10n, 10a' to 10n') are safeguarded by a series of codes, each code representing a safeguard against accidental detonation, and in that the detonation is enabled in stages, by means of each code transmitted by the tripping unit (2a, 2b) and accepted by the addressed detonator, in the following sequence: safety off, power supply, detonating voltage ready and detonating commands.
- Detonating system according to one of Claims 1 to 13, characterised in that the data interchange between the tripping unit (2a, 2b) and the detonating device (3) is carried out using frequencies in the UHF range.
- Detonating system according to Claim 14, characterised in that the transmission of the data is carried out by means of frequency modulation.
- Detonating system according to Claim 14, characterised in that the transmission of the data is carried out by means of amplitude modulation.
- Detonating system according to one of Claims 14 to 16, characterised in that Frequency Shift Keying (FSK) is used for encoding the data.
- Detonating system according to one of Claims 14 to 16, characterised in that Audio Frequency Shift Keying (AFSK) is used for encoding the data.
- Method for detonating electrical or electronic detonators which can be tripped by using radio, by means of a detonating system consisting of at least one tripping unit, to which at least one detonator is connected, and a detonating unit which can be arranged spatially from the tripping unit and which communicates with the tripping unit by means of radio signals, in particular according to one of Claims 1 to 18, characterised in that the firing of the detonators can be carried out only after the successive counteracting of tripping locks, a method step required for tripping the detonation after each counteracting of a tripping lock, and only the result of this method step satisfying a criterion of its being possible to counteract the next tripping lock, and in that tripping of the detonators is possible only when all the tripping locks have been counteracted, and if a method step cannot be started or a method step does not lead to a predetermined result, the subsequent method step cannot be started.
- Method according to Claim 19, characterised in that a data medium, which has identical identifying characteristics to the tripping unit and contains information about the tripping unit and the detonator connected thereto, is extracted from the tripping unit, in that the data medium data are read into a detonating device memory, and in that it is made ready to transmit and, in the case of possible bidirectional communication, also ready to receive.
- Method according to Claim 19 or 20, characterised in that the power supply for the electronic components of the tripping unit is turned on by extracting the data medium from the tripping unit, in that only the components needed for counteracting a first tripping lock is supplied with power before the first tripping lock has been counteracted, in that a self-test of the circuits of the electronic components takes place, in that the functioning of the tripping unit is blocked if a fault is detected, in that the storage element is charged in a predetermined time period by charging pulses with a predetermined charge in a first time function element, which is an RC element, if the tripping unit is free from faults, in that a time period of equal length is started in an independent second time function element, in that the first tripping lock is counteracted by discharging the storage element if the two time periods elapse simultaneously within a predetermined tolerance and if the predetermined charge is reached, whereby the detonating line is enabled for the detonating current and optional data interchange with the detonators, in that the detonating line is not enabled if the time periods do not match and/or if the charging level is not reached, in that it is possible to access the data stored in the tripping unit and to supply power to the other modules, in particular the system control after the first tripping lock has been counteracted, and in that the second tripping barrier is thereby counteracted so that the detonators can be tripped from this time onwards.
- Method according to one of Claims 19 to 21, characterised in that, when the detonating line is enabled, the signal-generation voltage supply is enabled for generating the codes with which, in the case of electronic detonators, the individual detonators can be activated respectively and detonated by means of the detonator addresses stored in the tripping unit, and in that the detonation does not take place in the event of a signal with an incorrectly generated code.
- Method according to one of Claims 19 to 22, characterised in that the each tripping unit can be operated individually by virtue of its identifier.
- Method, according to one of Claims 19 to 23, characterised in that the each electronic detonator can be operated individually by virtue of the detonator addresses stored in the tripping unit.
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