EP3265746A1 - Système de commande d'au moins un détonateur électronique - Google Patents

Système de commande d'au moins un détonateur électronique

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EP3265746A1
EP3265746A1 EP16712958.4A EP16712958A EP3265746A1 EP 3265746 A1 EP3265746 A1 EP 3265746A1 EP 16712958 A EP16712958 A EP 16712958A EP 3265746 A1 EP3265746 A1 EP 3265746A1
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EP
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control system
switching means
power supply
output
firing
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EP16712958.4A
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EP3265746B1 (fr
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Franck Guyon
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Davey Bickford SAS
Original Assignee
Davey Bickford SAS
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Publication date
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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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42D—BLASTING
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    • F42D1/04—Arrangements for ignition
    • F42D1/045—Arrangements for electric ignition
    • F42D1/05—Electric circuits for blasting
    • F42D1/055—Electric circuits for blasting specially adapted for firing multiple charges with a time delay

Definitions

  • the present invention relates to a control system of at least one electronic detonator.
  • a set of electronic detonators is connected to the same control system, the control system being configured to manage the operation of the detonators, as well as to power the detonators.
  • Each electronic detonator is connected to the control system by means of electric conductors or firing line, and comprises in particular an explosive or detonator charge, a primer or ignition module with electronic control, and means for storing a time of ignition. firing delay, the delay time corresponding to the time elapsed between the receipt by the electronic detonator of a firing command and the firing itself.
  • the control system generates as output a supply signal for supplying the electronic detonators, as well as control signals such as test signals or firing signals intended respectively to check the correct operation of the detonators and to initiate the firing of detonators.
  • These supply and control signals generated at the output of the control system are sent to the electronic detonators by means of the electric conductors.
  • protection means such as galvanic isolation means arranged between the electrical conductors son and the control system. Despite the presence of protection means, a number of control systems is damaged by this significant difference in potential.
  • the electronic detonators may include on-board power supply means are powered by their own power supply means.
  • the object of the present invention is to propose a control system for at least one electronic detonator in which the protection against overvoltages in the electrical conductor wires connecting the control system to the at least one electronic detonator is improved.
  • the present invention aims in a first aspect a control system of at least one electronic detonator outputting an output power signal for supplying said at least one electronic detonator and generating setting commands. firing said at least one electronic detonator, the control system comprising a control module configured to generate firing commands and to generate a first power signal.
  • control system further comprises a power supply module generating a second power supply signal for supplying the at least one electronic detonator, the output power signal corresponding to the second power supply signal.
  • the power module supports the power supply of the electronic detonator instead of the control module.
  • the control module in charge of the generation of operating commands of the electronic detonator, such as the firing control, is thus preserved from the risk of damage by the potential difference generated in the electrical conductor wires connecting the control system. at least one electronic detonator, while maintaining the supply of said at least one electronic detonator, and thus avoiding the risk of not firing the detonator.
  • the output signal of the control system corresponds to the first supply signal, ie to the signal power supply from the control module.
  • the control signal corresponds to the second power supply signal, that is to say to the power supply signal from the power supply module.
  • control system includes output switching means for replacing said first power signal with said second power supply signal at the output of the control system once a firing command of said at least one an electronic detonator is generated.
  • the output control means allow a simple implementation to connect either the control module or the power module at the output of the control system.
  • the output switching means comprise first switching means and second switching means, the first switching means being arranged between the control module and the output of the control system and the second switching means being arranged between the power module and the output of the control system.
  • the first switching means make it possible to connect or disconnect the control module to the output of the control system. ordered.
  • the control module is connected to the output of the control system, the first power signal is output to the output of the control system.
  • the control module is disconnected from the output of the control system, the first power signal is not delivered to the output of the control system.
  • the second switching means are used to connect or disconnect the power module to the output of the control system.
  • the second power signal is output to the output of the control system when the power supply module is connected to the output of the control system.
  • the second power supply signal is not delivered to the output of the control system when the power supply module is disconnected from the output of the control system.
  • the first switching means and the second switching means have an open state or a closed state and once a firing command is generated, the second switching means are put in the closed state and the first switching means are set to open once the second switching means are in the closed state.
  • the first switching means are in the closed state, and the second switching means are in the open state.
  • the second switching means is turned off and then the first switching means is set to open.
  • the power supply module is connected to the output of the control system in place of the control module.
  • control system further comprises input switching means arranged upstream of the power supply module.
  • the input switching means make it possible to connect or disconnect the power supply module to the electronic circuits situated upstream.
  • the input switching means have an open state or a closed state, once a firing command is generated, the second switching means are put into a closed state once the switching means of entry are in open state.
  • the input control means is set to open state, the supply module thus being disconnected from the upstream electronic circuits.
  • control system comprises a power supply source connected to the power supply module through the input switching means.
  • the first power supply signal is thus generated from the electrical energy delivered by the power supply source.
  • the input switching means allow the connection or disconnection of the power supply module to the power supply source.
  • the input control means are in the closed state.
  • the input control means are in the open state, thereby disconnecting the power module from the power source.
  • the control module comprises modulation means generating the first supply signal, the modulation means being configured to generate the first supply signal in phase with the second supply signal once a firing command is generated.
  • the power supply module comprises energy storage means, the second power supply signal being generated by the energy storage means.
  • the energy storage means comprise a capacitor, the second supply signal being taken across the capacitor.
  • the characteristics of the capacitor are determined so as to store the energy necessary to supply the at least one electronic detonator for at least a predetermined period of time.
  • the predetermined period of time substantially corresponds to at least one firing delay time.
  • said at least one electronic detonator is powered for at least the time elapsed between the generation of the firing command of the at least one electronic detonator and the firing of the at least one electronic detonator itself.
  • the power supply module comprises means for protecting the energy storage means against the overvoltages present at the output of the control system.
  • the means for protecting the storage means against overvoltages make it possible to protect the power supply module, in particular the energy storage means, against the overvoltages present on the firing line.
  • the control module is disconnected from the output of the control system. Due to the disconnection of the control module from the output of the control system, the control module is protected against overvoltages present on the firing line.
  • control module as well as the power supply module are protected.
  • the present invention provides a system for firing a set of electronic detonators comprising a control system according to the invention, in which the control system is connected to all the electronic detonators by means of electrical conductors.
  • the firing system of a set of electronic detonators has advantages similar to those described above with reference to the control system of at least one detonator according to the invention.
  • FIG. 1 schematically represents a system for firing several electronic detonators comprising a control system according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a control system according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 1 represents the context of the invention, that is to say a system for firing several electronic detonators, comprising a control system 10 and a set of electronic detonators 20 connected to the control system 10 through electrical conductors son 30, commonly called firing line.
  • the control system 10 is responsible in particular for supplying the electronic detonators 20, to verify that they function properly and to manage their operation, for example to control their firing. To do this, the control system 10 comprises electronic circuits necessary for generating supply signals as well as control signals, for example test signals or firing signals. These signals are generated at the output 100 of the control system 10 and are sent via the electrical conductor wires or firing line 30 to the electronic detonators 20.
  • control system 10 comprises an output 100 having two input / output terminals 100a, 100b.
  • the electrical conductor wires 30 are connected on the one hand to the input / output terminals 100a, 100b and on the other hand to the electronic detonators 20.
  • FIG. 2 shows a control system 10 comprising an output 100, to which the electronic detonators 20 are connected through electrical conductors 30.
  • the control system 10 generates at the output 100 an output power signal Vs intended to supply the electronic detonators 20.
  • the control system 10 comprises a control module 1 1 comprising electronic circuits necessary to manage the operation of the set of electronic detonators and to communicate with them.
  • the control module 11 is configured to generate commands for the electronic detonators 20, such as test commands or firing commands, as well as a first supply signal Vm for powering the electronic detonators. electronic detonators 20.
  • control module 1 1 comprises modulation means 13 configured to modulate an input voltage so as to generate commands for the electronic detonators 20.
  • the input voltage of the modulation means 13 comes from a power supply source Ve connected to the input of the control module 11.
  • the control system 10 further comprises a power supply module 12 generating a second power supply signal Vc for supplying the electronic detonators 20.
  • the first supply signal Vm at the output of the control module 11 is generated from the electrical energy delivered by the power supply source Ve.
  • the control system 10 includes first switching means K1 arranged between the control module 11 and the output 100 of the control system 10 and the second switching means K2 arranged between the supply module 12 and the output 100 of the system. order 10.
  • the output switching means K1, K2 make it possible to connect the output of the control module 1 1 or the output of the supply module 12 to the output 100 of the switching system 10, and thus to generate at the output 100 either the first supply signal Vm from the control module 11, or the second supply signal Vc from the supply module 12.
  • the first switching means K1 and the second switching means K2 may have an open state or a closed state.
  • the control module January 1 When the first switching means K1 are in the closed state, the control module January 1 is connected to the output 100 of the control system 10. When they are in the open state, the control module January 1 is not connected to the output 100 of the control system 10.
  • the power supply module 12 is connected to the output 100 of the control system 10.
  • the power supply module 12 is not connected to the output 100 of the control system 10.
  • the first supply signal Vm is delivered to the output 100 of the control system 10.
  • the second supply signal Vc is delivered to the output 100 of the control system 10.
  • the first output switching means K1 and the second output switching means K2 respectively comprise at least one relay for connecting or disconnecting the control module 11 and the supply module 12 to the output 100 of the control system 10. .
  • the relays are of the electromechanical type. This type of relay has the advantage of guaranteeing isolation for high value voltages.
  • relays could be used such as electronic relays.
  • the output switching means K1, K2 comprise a relay mounted in each conductor wire connected to the output 100 of the control system 10.
  • the output supply signal Vs corresponds to the first supply signal Vm, coming from the control module 1 1, except after the issuance of a firing command by the control module 1 1, in which case, the first supply signal Vm is replaced by the second supply signal Vc, coming from the supply module 12.
  • the first switching means K1 are in the closed state, and the second switching means K2 are in state open so that the first supply signal Vm is delivered to the output 100 of the control system 10.
  • the second switching means K2 are put in the closed state, and then the first switching means K1 are set to open state so that the second supply signal Vc is delivered to the output 100 of the control system 10.
  • the control module 11 including the electronic cards necessary to manage the operation of the set of detonators 20 and to communicate with them, is disconnected from the electrical conductors son 30 connecting the control system 10 to all electronic detonators 20.
  • the control module 1 1 is thus preserved from the risks presented by the overvoltages that can appear on the son electrical conductors 30.
  • the power supply module 12 is connected to the electrical conductor wires 30 in order to deliver the second power supply signal Vc intended to power the electronic detonators 20 during their ignition. fire.
  • the second switching means K2 are put in the closed state and then the first switching means K1 are put in the open state.
  • Input switching means K3 are arranged between the power supply source Ve and the power supply module 12, the power supply source Ve being able to be connected to the power supply module 12 through switching means of K3 input according to their state.
  • the input switching means K3 may have an open state or a closed state.
  • the input switching means K3 comprise at least one relay.
  • the relay is an electromechanical relay.
  • the input switching means K3 may comprise an electronic relay.
  • a relay is mounted in each conductive wire connecting the power supply source Ve and the power supply module 12.
  • the power supply module 12 comprises energy storage means.
  • the energy storage means comprise a capacitor C.
  • the input switching means K3 are connected across the terminals of the capacitor C.
  • the second supply signal Vc is taken across the capacitor C.
  • the capacitor C is charged by the energy delivered by the power source Ve when the input switching means K3 are in the closed state.
  • the input switching means K3 are in the closed state when no firing command has been generated.
  • the power supply source Ve delivers electrical energy to the control module 1 1, as well as to the supply module 12.
  • the capacitor C stores energy delivered by the power supply source Ve.
  • the power supply module 12 further comprises a first resistor R1 mounted between the input switching means K3 and the capacitor C.
  • This first resistor R1 makes it possible to limit the charging current of capacitor C.
  • the power supply module 12 furthermore comprises means 14 for protecting the capacitor C against the overvoltages present at the output 100 of the control system 10, coming for example from the electrical conductors 30.
  • the protection means 14 comprise a second resistor R2, a diode D and an inductance L.
  • the diode D is connected in parallel with the capacitor C, the second resistor R2 is connected between the diode D and the inductance L, the inductance L being connected to the second output switching means K2.
  • the characteristics of the capacitor C are determined so as to store the energy required to power a set of electronic detonators 20 for a predetermined period of time.
  • the predetermined period of time substantially corresponds to a firing delay time.
  • each electronic detonator 20 is programmed with a delay time.
  • the predetermined period of time substantially corresponds to the maximum firing delay time.
  • the set of electronic detonators 20 is powered by the energy delivered by the capacitor C during the firing phase.
  • the capacitor C must be so dimensioned as to maintain the second supply signal Vc over the predetermined period of time corresponding to the maximum firing delay time.
  • the dimensioning of the capacitor C also takes into account the number of electronic detonators 20 connected through the electrical conductors 30 to the control system 10.
  • a capacitor of 0, 36 F capacity could be used.
  • the input switching means K3 and output K1, K2 are controlled in the open or closed state so that the electronic detonators 20 are always powered.
  • the second output switching means K2 are closed before the first output switching means K1 are controlled in opening.
  • the second output switching means K2 are closed when the input switching means K3 are opened.
  • the power supply module 12 takes over from the control module 1 1 in the supply of the detonators 20, that is to say at the moment when the second output switching means K2 are closed (the first output switching means K1 being subsequently controlled in opening), the first supply signal Vm (or the output supply signal Vs) and the second supply signal Vc must be in phase.
  • the replacement of the first supply signal Vm with the second supply signal Vc is implemented after the generation of the firing command but before a first detonation proper of a detonator of the set of detonators 20.
  • the minimum delay time allocated to an electronic detonator 20 is determined by taking into account the switching time of the output switching means K1, K2 and switching means. K3 input.
  • the minimum delay time has a sufficiently high value that the output switching means K1, K2 and the input switching means K3 have changed state.
  • the input switching means K3 are controlled in opening in order to disconnect the power supply source Ve from the power supply module 12
  • the second output switching means K2 are closedly controlled so as to connect the power supply module 12 to the output 100 of the control system 10
  • the first output switching means K1 are then controlled in opening so that the control module 1 1 (and in particular the modulation means 13) is disconnected from the output 100 of the control system 10.

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Abstract

Un système de commande (10) d'au moins un détonateur électronique génère en sortie (100) un signal d'alimentation de sortie (Vs) destiné à l'alimentation dudit au moins un détonateur électronique et générant des commandes de mise à feu dudit au moins un détonateur électronique, ledit système de commande (10) comportant un module de commande (11) configuré pour générer des commandes de mise à feu et pour générer un premier signal d'alimentation (Vm). Le système de commande (10) comprend en outre un module d'alimentation (12) générant un second signal d'alimentation (Vc) destiné à l'alimentation dudit au moins un détonateur électronique, ledit signal d'alimentation de sortie (Vs) correspondant audit second signal d'alimentation (Vc) une fois qu'une commande de mise à feu dudit au moins un détonateur électronique est générée, et au premier signal d'alimentation (Vm) tant qu'aucune commande de mise à feu n'est générée.

Description

Système de commande d'au moins un détonateur électronique
La présente invention concerne un système de commande d'au moins un détonateur électronique.
De manière générale, un ensemble de détonateurs électroniques est relié à un même système de commande, le système de commande étant configuré pour gérer le fonctionnement des détonateurs, ainsi que pour alimenter les détonateurs.
Chaque détonateur électronique est relié au système de commande au moyen de fils conducteurs électriques ou ligne de tir, et comporte notamment un explosif ou charge détonatrice, une amorce ou module d'allumage à commande électronique, et des moyens de mémorisation d'un temps de retard de mise à feu, ce temps de retard correspondant au temps écoulé entre la réception par le détonateur électronique d'une commande de mise à feu et la mise à feu proprement dit.
Le système de commande génère en sortie, un signal d'alimentation destiné à alimenter les détonateurs électroniques, ainsi que des signaux de commande tels que des signaux de test ou des signaux de mise à feu destinés respectivement à vérifier le bon fonctionnement des détonateurs et à initier la mise à feu des détonateurs. Ces signaux d'alimentation et de commande générés en sortie du système de commande sont adressés aux détonateurs électroniques au moyen des fils conducteurs électriques.
Lorsque les détonateurs électroniques sont mis à feu, une différence de potentiel importante est générée entre les fils conducteurs électriques et un potentiel de référence, tel que celui représenté par la terre électrique.
Afin d'éviter l'endommagement du système de commande par cette différence de potentiel importante, des moyens de protection tels que des moyens d'isolation galvanique disposés entre les fils conducteurs électriques et le système de commande, sont mis en œuvre. Malgré la présence des moyens de protection, un certain nombre de systèmes de commande est endommagé par cette importante différence de potentiel.
Une solution pour éviter l'endommagement du système de commande est de séparer électriquement les détonateurs électroniques du système de commande une fois que la commande de mise à feu est adressée aux détonateurs. Dans un tel cas, les détonateurs électroniques pouvant comporter des moyens d'alimentation embarqués, sont alimentés par leurs propres moyens d'alimentation.
Néanmoins, il existe des risques de non mise à feu d'un détonateur électronique en cas de défaut de ses moyens d'alimentation embarqués.
La présente invention a pour but de proposer un système de commande d'au moins un détonateur électronique dans lequel la protection contre des surtensions dans les fils conducteurs électriques reliant le système de commande audit au moins un détonateur électronique est améliorée.
A cet égard, la présente invention vise selon un premier aspect un système de commande d'au moins un détonateur électronique générant en sortie un signal d'alimentation de sortie destiné à l'alimentation dudit au moins un détonateur électronique et générant des commandes de mise à feu dudit au moins un détonateur électronique, le système de commande comportant un module de commande configuré pour générer des commandes de mise à feu et pour générer un premier signal d'alimentation.
Selon l'invention, le système de commande comprend en outre un module d'alimentation générant un second signal d'alimentation destiné à l'alimentation dudit au moins un détonateur électronique, le signal d'alimentation de sortie correspondant au second signal d'alimentation une fois qu'une commande de mise à feu dudit au moins un détonateur électronique est générée, et au premier signal d'alimentation tant qu'aucune commande de mise à feu n'est générée.
Ainsi, une fois que la mise à feu du détonateur électronique est initiée, le module d'alimentation prend en charge l'alimentation du détonateur électronique en remplacement du module de commande. Le module de commande en charge de la génération de commandes de fonctionnement du détonateur électronique, telle que la commande de mise à feu, est ainsi préservé des risques d'endommagement par la différence de potentiel généré dans les fils conducteurs électriques reliant le système de commande audit au moins un détonateur électronique, tout en conservant l'alimentation dudit au moins un détonateur électronique, et en évitant ainsi le risque de non mise à feu du détonateur.
Ainsi, tant qu'une commande de mise à feu n'est pas générée par le système de commande, le signal d'alimentation de sortie du système de commande correspond au premier signal d'alimentation, c'est-à-dire au signal d'alimentation provenant du module de commande.
C'est seulement après qu'une commande de mise à feu est générée par le module de commande, c'est-à-dire une fois que la commande de mise à feu est générée, que le signal d'alimentation de sortie du système de commande correspond au second signal d'alimentation, c'est-à-dire au signal d'alimentation provenant du module d'alimentation.
Selon une caractéristique, le système de commande comporte des moyens de commutation de sortie permettant le remplacement dudit premier signal d'alimentation par ledit second signal d'alimentation en sortie du système de commande une fois qu'une commande de mise à feu dudit au moins un détonateur électronique est générée.
Les moyens de commande de sortie permettent une mise en œuvre simple pour relier, soit le module de commande, soit le module d'alimentation, à la sortie du système de commande.
En pratique, les moyens de commutation de sortie comportent des premiers moyens de commutation et des seconds moyens de commutation, les premiers moyens de commutation étant disposés entre le module de commande et la sortie du système de commande et les seconds moyens de commutation étant disposés entre le module d'alimentation et la sortie du système de commande.
Ainsi, les premiers moyens de commutation permettent de connecter ou de déconnecter le module de commande à la sortie du système de commande. Lorsque le module de commande est connecté à la sortie du système de commande, le premier signal d'alimentation est délivré à la sortie du système de commande. Au contraire, lorsque le module de commande est déconnecté de la sortie du système de commande, le premier signal d'alimentation n'est pas délivré à la sortie du système de commande.
De manière similaire, les seconds moyens de commutation permettent de connecter ou de déconnecter le module d'alimentation à la sortie du système de commande. Ainsi, le second signal d'alimentation est délivré à la sortie du système de commande lorsque le module d'alimentation est connecté à la sortie du système de commande. Au contraire, le second signal d'alimentation n'est pas délivré à la sortie du système de commande lorsque le module d'alimentation est déconnecté de la sortie du système de commande.
Selon une caractéristique, les premiers moyens de commutation et les seconds moyens de commutation présentent un état ouvert ou un état fermé et une fois qu'une commande de mise à feu est générée, les seconds moyens de commutation sont mis en état fermé et les premiers moyens de commutation sont mis en état ouvert une fois que les seconds moyens de commutation sont en état fermé.
Ainsi, tant qu'une commande de mise à feu n'est pas complètement générée, les premiers moyens de commutation sont en état fermé, et les seconds moyens de commutation sont en état ouvert. Une fois qu'une commande de mise à feu est générée, les seconds moyens de commutation sont mis en état fermé et ensuite les premiers moyens de commutation sont mis en état ouvert.
Grâce aux changements d'état précités des moyens de commutation, une fois qu'une commande de mise à feu a été générée, le module d'alimentation est relié à la sortie du système de commande à la place du module de commande.
Par conséquent, une fois qu'une commande de mise à feu est générée, le premier signal d'alimentation est remplacé par le second signal d'alimentation. Selon une caractéristique, le système de commande comporte en outre des moyens de commutation d'entrée disposés en amont du module d'alimentation.
Les moyens de commutation d'entrée permettent de connecter ou de déconnecter le module d'alimentation aux circuits électroniques situés en amont.
Avantageusement, les moyens de commutation d'entrée présentent un état ouvert ou un état fermé, une fois qu'une commande de mise à feu est générée, les seconds moyens de commutation sont mis en état fermé une fois que les moyens de commutation d'entrée sont en état ouvert.
Une fois qu'une commande de mise à feu est générée, les moyens de commande d'entrée sont mis en état ouvert, le module d'alimentation étant ainsi déconnecté des circuits électroniques situé en amont.
Ainsi, une possible surtension présente sur la ligne de tir n'endommagerait pas des circuits électroniques situés en amont du module d'alimentation.
Selon une caractéristique, le système de commande comporte une source d'alimentation électrique reliée au module d'alimentation à travers les moyens de commutation d'entrée.
Le premier signal d'alimentation est ainsi généré à partir de l'énergie électrique délivrée par la source d'alimentation électrique.
Par ailleurs, les moyens de commutation d'entrée permettent la connexion ou la déconnexion du module d'alimentation à la source d'alimentation électrique.
Ainsi, tant qu'aucune commande de mise à feu n'est générée, les moyens de commande d'entrée sont en état fermé.
Lorsque, les moyens de commutation d'entrée sont en état fermé, ils permettent la connexion de la source d'alimentation électrique au module d'alimentation.
Une fois qu'une commande de mise à feu est générée, les moyens de commande d'entrée sont en état ouvert, le module d'alimentation étant ainsi déconnecté de la source d'alimentation. Selon une caractéristique avantageuse, le module de commande comporte des moyens de modulation générant le premier signal d'alimentation, les moyens de modulation étant configurés pour générer le premier signal d'alimentation en phase avec le second signal d'alimentation une fois qu'une commande de mise à feu est générée.
Ainsi, il y a une continuité dans l'alimentation du détonateur lors du remplacement du premier signal d'alimentation par le second signal d'alimentation.
Selon une caractéristique, le module d'alimentation comporte des moyens de stockage d'énergie, le second signal d'alimentation étant généré par les moyens de stockage d'énergie.
Par exemple, les moyens de stockage d'énergie comportent un condensateur, le second signal d'alimentation étant pris aux bornes du condensateur.
Selon une caractéristique, les caractéristiques du condensateur sont déterminées de façon à stocker l'énergie nécessaire pour alimenter ledit au moins un détonateur électronique pendant au moins une période de temps prédéterminée.
Par exemple, la période de temps prédéterminée correspond sensiblement à au moins un temps de retard de mise à feu.
Ainsi, ledit au moins un détonateur électronique est alimenté pendant au moins le temps écoulé entre la génération de la commande de mise à feu dudit au moins un détonateur électronique et la mise à feu dudit au moins un détonateur électronique proprement dite.
Selon encore une caractéristique, le module d'alimentation comporte des moyens de protection des moyens de stockage d'énergie contre les surtensions présentes en sortie du système de commande.
Les moyens de protection des moyens de stockage contre les surtensions permettent de protéger le module d'alimentation, en particulier les moyens de stockage d'énergie, contre les surtensions présentes sur la ligne de tir. Comme indiqué ci-dessus, une fois qu'une commande de mise à feu est émise, le module de commande est déconnecté de la sortie du système de commande. Du fait de la déconnexion du module de commande de la sortie du système de commande, le module de commande est protégé contre des surtensions présentes sur la ligne de tir.
Par conséquent, le module de commande, ainsi que le module d'alimentation sont protégés.
La présente invention vise selon un second aspect un système de mise à feu d'un ensemble de détonateurs électroniques comportant un système de commande conforme à l'invention, dans lequel le système de commande est relié à l'ensemble des détonateurs électroniques au moyen de fils conducteurs électriques.
Le système de mise à feu d'un ensemble de détonateurs électroniques présente des avantages analogues à ceux décrits précédemment en référence au système de commande d'au moins un détonateur selon l'invention.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
- la figure 1 représente schématiquement un système de mise à feu de plusieurs détonateurs électroniques comportant un système de commande conforme à un mode de réalisation de l'invention, et
- la figure 2 représente un système de commande selon un mode de réalisation de l'invention.
La figure 1 représente le contexte de l'invention, c'est-à-dire un système de mise à feu de plusieurs détonateurs électroniques, comportant un système de commande 10 et un ensemble de détonateurs électroniques 20 reliés au système de commande 10 à travers des fils conducteurs électriques 30, nommé couramment ligne de tir.
Le système de commande 10 est chargé notamment d'alimenter les détonateurs électroniques 20, de vérifier qu'ils fonctionnent correctement et de gérer leur fonctionnement, par exemple de commander leur mise à feu. Pour ce faire, le système de commande 10 comporte des circuits électroniques nécessaires pour générer des signaux d'alimentation ainsi que des signaux de commande, par exemple des signaux de test ou des signaux de mise à feu. Ces signaux sont générés en sortie 100 du système de commande 10 et sont adressés via les fils conducteurs électriques ou ligne de tir 30 aux détonateurs électroniques 20.
Selon un mode de réalisation, le système de commande 10 comporte une sortie 100 comportant deux bornes d'entrée/sortie 100a, 100b. Les fils conducteurs électriques 30 sont reliés d'une part, aux bornes d'entrée/sortie 100a, 100b et d'autre part, aux détonateurs électroniques 20.
La figure 2 représente un système de commande 10 comportant une sortie 100, à laquelle les détonateurs électroniques 20 sont connectés à travers des fils conducteurs électriques 30.
Le système de commande 10 génère à la sortie 100 un signal d'alimentation de sortie Vs destiné à l'alimentation des détonateurs électroniques 20.
Le système de commande 10 comporte un module de commande 1 1 comportant des circuits électroniques nécessaires pour gérer le fonctionnement de l'ensemble de détonateurs électroniques et pour communiquer avec eux. Ainsi, le module de commande 1 1 est configuré pour générer des commandes pour les détonateurs électroniques 20, telles que des commandes de test ou des commandes de mise à feu, ainsi qu'un premier signal d'alimentation Vm destiné à l'alimentation des détonateurs électroniques 20.
En particulier, le module de commande 1 1 comporte des moyens de modulation 13 configurés pour moduler une tension d'entrée de façon à générer des commandes destinées aux détonateurs électroniques 20.
La tension d'entrée des moyens de modulation13 provient d'une source d'alimentation électrique Ve reliée en entrée du module de commande 1 1 .
Le système de commande 10 comporte en outre un module d'alimentation 12 générant un second signal d'alimentation Vc destiné à l'alimentation des détonateurs électroniques 20. Ainsi, le premier signal d'alimentation Vm en sortie du module de commande 1 1 est généré à partir de l'énergie électrique délivrée par la source d'alimentation électrique Ve.
Le système de commande 10 comporte des premiers moyens de commutation K1 disposés entre le module de commande 1 1 et la sortie 100 du système de commande 10 et des seconds moyens de commutation K2 disposés entre le module d'alimentation 12 et la sortie 100 du système de commande 10.
Les moyens de commutation de sortie K1 , K2 permettent de relier à la sortie 100 du système de commutation 10, soit la sortie du module de commande 1 1 soit la sortie du module d'alimentation 12, et d'ainsi générer à la sortie 100 soit le premier signal d'alimentation Vm provenant du module de commande 1 1 , soit le second signal d'alimentation Vc provenant du module d'alimentation 12.
Les premiers moyens de commutation K1 et les seconds moyens de commutation K2 peuvent présenter un état ouvert ou un état fermé.
Lorsque les premiers moyens de commutation K1 sont en état fermé, le module de commande 1 1 est relié à la sortie 100 du système de commande 10. Lorsqu'ils sont en état ouvert, le module de commande 1 1 n'est pas relié à la sortie 100 du système de commande 10.
De manière similaire, lorsque les seconds moyens de commutation K2 sont en état fermé le module d'alimentation 12 est relié à la sortie 100 du système de commande 10. Lorsqu'ils sont en état ouvert, le module d'alimentation 12 n'est pas relié à la sortie 100 du système de commande 10.
Ainsi, lorsque les premiers moyens de commutation K1 sont en état fermé et que les seconds moyens de commutation sont en état ouvert, le premier signal d'alimentation Vm est délivré à la sortie 100 du système de commande 10. Lorsque les premiers moyens de commutation K1 sont en état ouvert et que les seconds moyens de commutation K2 sont en état fermé, le second signal d'alimentation Vc est délivré à la sortie 100 du système de commande 10. Les premiers moyens de commutation de sortie K1 et les seconds moyens de commutation de sortie K2 comportent respectivement au moins un relais permettant de connecter ou déconnecter le module de commande 1 1 et le module d'alimentation 12 à la sortie 100 du système de commande 10.
Par exemple, les relais sont de type électromécanique. Ce type de relais présente l'avantage de garantir l'isolement pour des tensions de valeur élevée.
Bien entendu, d'autres types de relais pourraient être utilisés comme par exemple des relais électroniques.
Dans un mode de réalisation, les moyens de commutation de sortie K1 , K2 comportent un relais monté dans chaque fils conducteur relié à la sortie 100 du système de commande 10.
En pratique, lors du fonctionnement du système de commande 10, le signal d'alimentation de sortie Vs correspond au premier signal d'alimentation Vm, provenant du module de commande 1 1 , sauf après l'émission d'une commande de mise à feu par le module de commande 1 1 , auquel cas, le premier signal d'alimentation Vm est remplacé par le second signal d'alimentation Vc, provenant du module d'alimentation 12.
Ainsi, une fois qu'une commande de mise à feu est générée par le module de commande 1 1 , le remplacement du premier signal d'alimentation Vm par le second signal d'alimentation Vc est mise en œuvre.
Pour ce faire, lors du fonctionnement du système de commande 10, dans le cas où aucune commande de mise à feu n'a été générée, les premiers moyens de commutation K1 sont en état fermé, et les seconds moyens de commutation K2 sont en état ouvert de façon à ce que le premier signal d'alimentation Vm soit délivré à la sortie 100 du système de commande 10.
Une fois qu'une commande de mise à feu est générée par le module de commande 1 1 , les seconds moyens de commutation K2 sont mis en état fermé, et ensuite les premiers moyens de commutation K1 sont mis en état ouvert de façon à ce que le second signal d'alimentation Vc soit délivré à la sortie 100 du système de commande 10. De cette façon, une fois qu'une commande de mise à feu est générée par le système de commande 10 vers les détonateurs électroniques 20, le module de commande 1 1 , comportant les cartes électroniques nécessaires pour gérer le fonctionnement de l'ensemble de détonateurs électroniques 20 et pour communiquer avec eux, est déconnecté des fils conducteurs électriques 30 reliant le système de commande 10 à l'ensemble des détonateurs électroniques 20. Le module de commande 1 1 est ainsi préservé des risques présentés par les surtensions pouvant apparaître sur les fils conducteurs électriques 30.
Afin d'assurer l'alimentation des détonateurs électroniques 20 pendant leur mise à feu, le module d'alimentation 12 est relié aux fils conducteurs électriques 30 afin de délivrer le second signal d'alimentation Vc destiné à alimenter les détonateurs électroniques 20 pendant leur mise à feu.
On notera que dans le mode de réalisation décrit, les seconds moyens de commutation K2 sont mis en état fermé et qu'ensuite les premiers moyens de commutation K1 sont mis en état ouvert.
Grâce au changement d'état des moyens de commutation K1 , K2 dans l'ordre précité, il est garanti que les détonateurs électroniques 20 sont alimentés sans arrêt.
Des moyens de commutation d'entrée K3 sont disposés entre la source d'alimentation électrique Ve et le module d'alimentation 12, la source d'alimentation électrique Ve pouvant être reliée au module d'alimentation 12 à travers des moyens de commutation d'entrée K3 en fonction de leur état.
Les moyens de commutation d'entrée K3 peuvent présenter un état ouvert ou un état fermé.
Lorsque les moyens de commutation K3 se trouvent dans un état fermé, la source d'alimentation électrique Ve est reliée au module d'alimentation 12, et lorsque les moyens de commutation d'entrée K3 sont en état ouvert, la source d'alimentation électrique Ve est déconnectée au module d'alimentation 12. Selon un mode de réalisation, comme les moyens de commutation de sortie K1 , K2, les moyens de commutation d'entrée K3 comportent au moins un relais.
Dans le mode de réalisation décrit, le relais est un relais électromécanique.
Dans d'autres modes de réalisation, les moyens de commutation d'entrée K3 peuvent comporter un relais électronique.
Dans le mode de réalisation décrit, un relais est monté dans chaque fil conducteur reliant la source d'alimentation électrique Ve et le module d'alimentation 12.
Pour générer le second signal d'alimentation Vc, le module d'alimentation 12 comporte des moyens de stockage d'énergie.
Dans un mode de réalisation, les moyens de stockage d'énergie comportent un condensateur C.
Dans ce mode de réalisation, les moyens de commutation d'entrée K3 sont reliés aux bornes du condensateur C.
Le second signal d'alimentation Vc est pris aux bornes du condensateur C.
Le condensateur C est chargé par l'énergie délivrée par la source d'alimentation Ve lorsque les moyens de commutation d'entrée K3 sont en état fermé. Les moyens de commutation d'entrée K3 sont en état fermé lorsqu'aucune commande de mise à feu n'a été générée.
Ainsi, tant qu'aucune commande de mise à feu n'a été générée, la source d'alimentation d'énergie Ve délivre de l'énergie électrique au module de commande 1 1 , ainsi qu'au module d'alimentation 12.
Pendant que le premier signal d'alimentation Vm est généré à la sortie 100 du système de commande 10, le condensateur C stocke de l'énergie délivrée par la source d'alimentation électrique Ve.
Une fois qu'une commande de mise à feu est générée, les moyens de commutation d'entrée K3 sont commandés en état ouvert, le module d'alimentation 12 étant ainsi déconnecté de la source d'alimentation électrique Ve. Le module d'alimentation 12 comporte en outre une première résistance R1 montée entre les moyens de commutation d'entrée K3 et le condensateur C.
Cette première résistance R1 permet de limiter le courant de charge du condensateur C.
Le module d'alimentation 12 comporte en outre des moyens de protection 14 du condensateur C contre les surtensions présentes en sortie 100 du système de commande 10, provenant par exemple des fils conducteurs électriques 30.
Dans un mode de réalisation, les moyens de protection 14 comportent une seconde résistance R2, une diode D et une inductance L.
La diode D est montée en parallèle du condensateur C, la seconde résistance R2 est montée entre la diode D et l'inductance L, l'inductance L étant reliée aux seconds moyens de commutation de sortie K2.
Les caractéristiques du condensateur C sont déterminées de façon à stocker l'énergie nécessaire pour alimenter un ensemble de détonateurs électroniques 20 pendant une période de temps prédéterminée.
Dans un mode de réalisation, la période de temps prédéterminée correspond sensiblement à un temps de retard de mise à feu.
Dans un système de détonation comportant un ensemble de détonateurs électroniques 20, chaque détonateur électronique 20 est programmé avec un temps de retard.
Dans un mode de réalisation, la période de temps prédéterminée correspond sensiblement au temps de retard de mise à feu maximal.
Ainsi, l'ensemble des détonateurs électroniques 20 est alimenté par l'énergie délivrée par le condensateur C pendant la phase de mise à feu.
Le condensateur C doit être ainsi dimensionné de façon à maintenir le second signal d'alimentation Vc sur la période de temps prédéterminée correspondant au temps de retard de mise à feu maximale.
Le dimensionnement du condensateur C tient compte également du nombre de détonateurs électroniques 20 reliés à travers les fils conducteurs électriques 30 au système de commande 10. A titre d'exemple nullement limitatif, dans un système de mise à feu comportant 1500 détonateurs électroniques reliés au système de commande 10 à travers les fils conducteurs électriques 30, dans lequel le temps de retard maximal est de 16 secondes, un condensateur de 0,36 F de capacité pourrait être utilisé.
Dans le mode de réalisation décrit, les moyens de commutation d'entrée K3 et de sortie K1 , K2 sont commandés en état d'ouverture ou de fermeture de sorte que les détonateurs électroniques 20 soient toujours alimentés.
Ainsi, les seconds moyens de commutation de sortie K2 sont commandés en fermeture avant que les premiers moyens de commutation de sortie K1 soient commandés en ouverture.
En outre, les seconds moyens de commutation de sortie K2 sont commandés en fermeture une fois que les moyens de commutation d'entrée K3 soient commandés en ouverture.
Par ailleurs, lorsque le module d'alimentation 12 prend la relève du module de commande 1 1 dans l'alimentation des détonateurs 20, c'est-à-dire au moment où les seconds moyens de commutation de sortie K2 sont commandés en fermeture (les premiers moyens de commutation de sortie K1 étant commandés ensuite en ouverture), le premier signal d'alimentation Vm (ou le signal d'alimentation de sortie Vs) et le second signal d'alimentation Vc doivent être en phase.
La mise en phase d'un signal par rapport à un autre n'est pas détaillée ici, dès lors que la mise en œuvre d'une telle opération est connue par un homme du métier.
On notera que le remplacement du premier signal d'alimentation Vm par le second signal d'alimentation Vc est mis en œuvre après la génération de la commande de mise à feu mais avant une première détonation proprement dite d'un détonateur de l'ensemble de détonateurs 20.
Pour cela, le temps de retard minimal attribué à un détonateur électronique 20 est déterminé en prenant en compte le temps de commutation des moyens de commutation de sortie K1 , K2 et des moyens de commutation d'entrée K3. Ainsi, le temps de retard minimal présente une valeur suffisamment élevée pour que les moyens de commutation de sortie K1 , K2 et les moyens de commutation d'entrée K3 aient changé d'état.
En résumé, selon le mode de réalisation décrit, une fois qu'une commande de mise en feu est générée par le système de commande 10, en particulier par le module de commande 1 1 , le premier signal d'alimentation Vm est généré par les moyens de modulation 13 de sorte qu'ils soient en phase avec les second signaux d'alimentation Vc, les moyens de commutation d'entrée K3 sont commandés en ouverture afin de déconnecter la source d'alimentation électrique Ve du module d'alimentation 12, les seconds moyens de commutation en sortie K2 sont commandés en fermeture de façon à relier le module d'alimentation 12 à la sortie 100 du système de commande 10, et les premiers moyens de commutation en sortie K1 sont ensuite commandés en ouverture de sorte que le module de commande 1 1 (et en particulier les moyens de modulation 13) est déconnecté de la sortie 100 du système de commande 10.
Ainsi, lorsque ces opérations se succèdent dans l'ordre précité, l'alimentation de l'ensemble des détonateurs électroniques 20 n'est pas interrompue lors du remplacement du premier signal d'alimentation Vm par le second signal d'alimentation Vc.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système de commande (10) d'au moins un détonateur électronique (20) générant en sortie (100) un signal d'alimentation de sortie (Vs) destiné à l'alimentation dudit au moins un détonateur électronique (20) et générant des commandes de mise à feu dudit au moins un détonateur électronique (20), ledit système de commande (10) comportant un module de commande (1 1 ) configuré pour générer des commandes de mise à feu et pour générer un premier signal d'alimentation (Vm), ledit système de commande (10) étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un module d'alimentation (12) générant un second signal d'alimentation (Vc) destiné à l'alimentation dudit au moins un détonateur électronique (20), ledit signal d'alimentation de sortie (Vs) correspondant audit second signal d'alimentation (Vc) une fois qu'une commande de mise à feu dudit au moins un détonateur électronique (20) est générée, et audit premier signal d'alimentation (Vm) tant qu'aucune commande de mise à feu n'est générée.
2. Système de commande conforme à la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commutation de sortie (K1 , K2) permettant le remplacement dudit premier signal d'alimentation (Vm) par ledit second signal d'alimentation (Vc) en sortie du système de commande (10), une fois qu'une commande de mise à feu dudit au moins un détonateur électronique (20) est générée.
3. Système de commande conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de commutation de sortie (K1 , K2) comportent des premiers moyens de commutation (K1 ) et des seconds moyens de commutation (K2), lesdits premiers moyens de commutation (K1 ) étant disposés entre ledit module de commande (1 1 ) et la sortie (100) dudit système de commande (10) et lesdits seconds moyens de commutation (K2) étant disposés entre ledit module d'alimentation (12) et ladite sortie (100) dudit système de commande (10).
4. Système de commande conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que les premiers moyens de commutation (K1 ) et les seconds moyens de commutation (K2) présentent un état ouvert ou un état fermé, et en ce qu'une fois qu'une commande de mise à feu est générée, lesdits seconds moyens de commutation (K2) sont mis en état fermé et lesdits premiers moyens de commutation (K1 ) sont mis en état ouvert une fois que lesdits seconds moyens de commutation (K2) sont en état fermé.
5. Système de commande conforme à l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de commutation d'entrée (K3) disposés en amont dudit module d'alimentation (12).
6. Système de commande conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens de commutation d'entrée (K3) présentent un état ouvert ou un état fermé, et en ce qu'une fois qu'une commande de mise à feu est générée, lesdits seconds moyens de commutation (K2) sont mis en état fermé une fois que lesdits moyens de commutation d'entrée (K3) sont en état ouvert.
7. Système de commande conforme à l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comporte une source d'alimentation électrique (Ve) reliée audit module d'alimentation (12) à travers lesdits moyens de commutation d'entrée (K3).
8. Système de commande conforme à l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit module de commande (1 1 ) comporte des moyens de modulation (13) générant ledit premier signal d'alimentation (Vm), lesdits moyens de modulation (13) étant configurés pour générer ledit premier signal d'alimentation (Vm) en phase avec le second signal d'alimentation (Vc) une fois qu'une commande de mise à feu est générée.
9. Système de commande conforme à l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit module d'alimentation (12) comporte des moyens de stockage d'énergie (C), ledit second signal d'alimentation (Vc) étant généré par lesdits moyens de stockage d'énergie (C).
10. Système de commande conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de stockage d'énergie (C) comportent un condensateur, ledit second signal d'alimentation (Vc) étant pris aux bornes dudit condensateur (C).
1 1 . Système de commande conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que les caractéristiques dudit condensateur (C) sont déterminées de façon Oà stocker l'énergie nécessaire pour alimenter ledit au moins un détonateur électronique (20) pendant une période de temps prédéterminée.
12. Système de commande conforme à la revendication 1 1 , caractérisé en ce que ladite période de temps prédéterminée correspond sensiblement à au moins un temps de retard de mise à feu.
13. Système de commande conforme à l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que ledit module d'alimentation (12) comporte des moyens de protection (14) desdits moyens de stockage d'énergie (C) contre les surtensions présentes en sortie (100) dudit système de commande (10).
14. Système de mise à feu d'un ensemble de détonateurs électroniques comportant un système de commande conforme à l'une des revendications 1 à 13, le système de commande (10) étant relié à l'ensemble des détonateurs électroniques (20) au moyen de fils conducteurs électriques (30).
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