ES2248335T3 - Sistema de doble redundancia para detonadores electronicos. - Google Patents
Sistema de doble redundancia para detonadores electronicos.Info
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Abstract
Sistema (42) de iniciación de detonadores que comprende un controlador (24) de explosión y al menos un detonador (10.1 a 10.n) electrónico que puede conectarse al controlador de explosión, comprendiendo el al menos un detonador un alojamiento (12); un fusible (16) accionable eléctricamente y un circuito (11) electrónico principal para accionar el fusible situado en el alojamiento; caracterizado por al menos un primer nivel (13, 18) de redundancia en el que al menos uno de entre el fusible (16) y al menos parte del circuito (11) electrónico principal está duplicado y el cual también está situado en el alojamiento (12).
Description
Sistema de doble redundancia para detonadores
electrónicos.
Esta invención se refiere a detonadores, más
particularmente detonadores eléctricos y electrónicos, a sistemas de
iniciación que comprenden tales detonadores y a un método de
fabricación del detonador y/o del sistema.
En la técnica se conocen conjuntos detonadores
que comprenden un detonador eléctrico o electrónico conectado a
través de hilos conductores a un mazo. En uso, una pluralidad de
tales conjuntos se conecta a través del mazo a un controlador de
explosión y se sitúan en respectivos barrenos de un emplazamiento de
explosión. El controlador de explosión se emplea para controlar los
detonadores y para hacer que detonen en una secuencia y pauta
particulares para provocar una pauta de explosión de barrenos
múltiples deseada.
Debido a ciertos problemas de fiabilidad con los
conjuntos detonadores, la práctica en algunos países es colocar en
cada barreno un primer conjunto detonador así como un segundo
conjunto detonador paralelo o de reserva. Se apreciará que la
provisión y conexión de un conjunto detonador paralelo de reserva
aparte no sólo lleva un tiempo innecesario, sino que es fastidioso,
y pueden producirse errores en la conexión del conjunto de
reserva.
El documento DE 37 17 149 A1 da a conocer un
sistema de iniciación de detonadores que comprende las
características del preámbulo de la reivindicación 1.
El documento US 3.227.083 da a conocer un
detonador eléctrico que comprende dos hilos puente para mejorar la
fiabilidad de la explosión o la transferencia de energía entre el
hilo puente y un cuerpo común de gran tamaño de una carga explosiva
de cebadura. El documento US 2.998.778 da a conocer un suministro de
energía de batería para excitar detonadores y suministro de energía
que comprende una pluralidad de baterías conectadas en paralelo. El
documento WO 92/08932 da a conocer un sistema de control electrónico
para explosivos, sistema que está diseñado para fallar con seguridad
en el caso de que tanto una señal de ARMAR como una señal de FUEGO
no se reciban en un marco temporal predeterminado.
Por consiguiente, es un objeto de la invención
proporcionar un conjunto detonador, un sistema de iniciación y un
método de fabricación del conjunto detonador y del sistema con el
que el solicitante cree que al menos pueden paliarse las desventajas
anteriormente mencionadas.
Los objetos de la invención se logran mediante un
sistema de iniciación de detonadores según la reivindicación 1, un
detonador electrónico según la reivindicación 14 y un controlador de
explosión según la reivindicación 15. Se proporciona un detonador
que comprende un alojamiento; un circuito principal que comprende un
fusible accionable eléctricamente situado en el alojamiento; y al
menos un primer circuito de redundancia en el que está duplicado al
menos un elemento del circuito principal, situado también en el
alojamiento.
El detonador puede ser un detonador eléctrico o,
alternativamente, un detonador electrónico.
El circuito principal puede comprender el
fusible, un dispositivo de almacenamiento de carga y un controlador.
El dispositivo de almacenamiento de carga puede ser un condensador y
el controlador puede estar basado en un microprocesador y puede
comprender además circuitos de memoria asociados, circuitos de
determinación del tiempo de retardo y circuitos de comunicaciones de
datos.
El circuito redundante puede ser un circuito de
redundancia total que comprenda un fusible, un dispositivo de
almacenamiento de carga y un controlador local. En otras
realizaciones pueden proporcionarse niveles adicionales de
redundancia parcial o total.
El circuito principal y el circuito de
redundancia pueden proporcionarse en una sola placa de circuito
impreso. El circuito principal y el circuito de redundancia pueden
proporcionarse en una cara de la placa; en otras realizaciones
pueden proporcionarse en ambas caras, y en otras realizaciones
adicionales el circuito principal puede proporcionarse en una cara y
el circuito de redundancia puede proporcionarse en la otra cara. En
otras realizaciones más, el circuito principal puede proporcionarse
en una primera placa de circuito impreso y el circuito de
redundancia puede proporcionarse en una segunda placa de circuito
impreso, estando situadas ambas placas de circuito impreso en el
alojamiento.
Además, puede proporcionarse un conjunto
detonador que comprenda un detonador tal como se ha definido
anteriormente en la presente memoria; un conector y un cable de
conexión que se extiende entre el conector y el detonador.
El conector y/o el cable de conexión también
pueden comprender al menos un primer nivel de redundancia. Por
ejemplo, el cable de conexión puede comprender una disposición
principal de conductores y una primera disposición de conductores de
redundancia que se extiendan entre el detonador y el conector.
Asimismo, el conector puede comprender un conjunto principal de
contactos y un primer conjunto de contactos de redundancia
conectados ambos a la primera disposición de conductores o a unas
respectivas de las disposiciones de conductores o a ambas
disposiciones de conductores.
Además, aún puede proporcionarse un controlador
de explosión que comprenda un alojamiento; un circuito principal
situado en el alojamiento y conectable a una salida para comunicarse
con y controlar unos detonadores conectados a la salida; y un primer
circuito de redundancia en el que está duplicado al menos un
elemento del circuito principal, situado también en el alojamiento y
conectable a la salida.
El primer circuito de redundancia puede
comprender una duplicación total de todos los elementos del circuito
principal para que sea un circuito de redundancia total. El circuito
principal y el primer circuito de redundancia pueden comprender cada
uno un medio de monitorización del estado de circuito conectado a un
controlador central, pudiendo el controlador central funcionar en
respuesta a señales procedentes de los medios de monitorización del
estado de circuito, para conectar o el circuito principal o el
primer circuito de redundancia a la salida del controlador de
explosión.
Además, todavía puede proporcionarse un sistema
de iniciación que comprenda un controlador de explosión tal como se
ha definido anteriormente en la presente memoria; y una pluralidad
de conjuntos detonadores también tal como se han definido
anteriormente en la presente memoria, estando conectados los
conjuntos a un mazo conectado a la salida del controlador de
explosión.
El mazo puede comprender también al menos un
primer nivel de redundancia. La invención se refiere también a un
mazo que tiene al menos un primer nivel de redundancia.
Un método de producción de un componente (tal
como un detonador, un controlador de explosión, etc.) de un sistema
de iniciación de detonadores eléctricamente controlable comprende
las etapas de:
- proporcionar un alojamiento para el
componente;
- proporcionar un circuito principal del
componente en el alojamiento; y
- proporcionar un primer circuito de redundancia
en el alojamiento, comprendiendo el primer circuito de redundancia
al menos un elemento del circuito principal duplicado en el circuito
de redundancia.
La invención se describirá ahora adicionalmente,
a título de ejemplo únicamente, con referencia a los diagramas
adjuntos, en los que:
La figura 1 es un diagrama de bloques de un
conjunto detonador electrónico según la invención; y
la figura 2 es un diagrama de bloques de un
sistema de iniciación que incluye un controlador de explosión, ambos
según la invención.
En la figura 1 se designa generalmente mediante
el número de referencia 10 un conjunto detonador según la
invención.
El conjunto detonador comprende un alojamiento 12
para una placa 14 de circuito impreso (CI). En la placa de CI se
proporciona un circuito 11 principal que comprende un puente o
fusible 16 de detonador. En la placa también se proporciona un
primer circuito 13 de redundancia que comprende un segundo puente
18. El puente 16 y el puente 18 pueden proporcionarse en la misma
cara de la placa de CI o, alternativamente, en caras opuestas de la
misma. Del mismo modo, el circuito 11 y el circuito 13 pueden
proporcionarse en la misma cara de la placa de CI o,
alternativamente, en caras opuestas de la misma.
El circuito 11 principal comprende un condensador
20 de almacenamiento de carga. El condensador 20 y el puente 16 son
cargados y están controlados de manera conocida por un controlador
incorporado en un circuito 23 integrado de aplicación específica
(ASIC) principal. El ASIC 23 comprende circuitos electrónicos, que
incluyen un controlador basado en un microprocesador (no mostrado),
disposiciones de memoria asociadas (no mostradas), medios digitales
de determinación del tiempo de retardo (no mostrados) y circuitos
digitales (tampoco mostrados), que permiten y facilitan las
comunicaciones de datos entre el controlador y un dispositivo
externo, tal como un controlador 24 de explosión mostrado en la
figura 2.
El condensador 22 y el puente 18 del circuito 13
de redundancia son cargados y están controlados respectivamente por
un primera ASIC 26 similar y de redundancia.
En la placa 14 de CI también se proporcionan unas
resistencias 28 y 30 de entrada para el ASIC 23 y el ASIC 26,
respectivamente.
En otras realizaciones, el circuito 13 de
redundancia que comprende el puente 18, el condensador 22, el ASIC
26 y las resistencias 30 de entrada puede proporcionarse en una
placa de PC segunda y aparte (no mostrada), pero que esté situada en
el mismo alojamiento 12. Las resistencias 28 y 30 de entrada están
conectados, a través de un hilo de reserva principal y primero en
forma de unos pares 32 y 34 trenzados, a un conector 36. En otras
realizaciones, también pueden proporcionarse disposiciones de
protección (no mostradas) entre los ASIC y los conductores 32 y
34.
El conector 36 comprende un conjunto principal de
contactos 36.1 para el par 32 trenzado y un primer conjunto de
contactos 36.2 de redundancia para el par 34 trenzado.
El controlador 24 de explosión se muestra en la
figura 2. En uso, está colocado lejos de la cara 37 de explosión y
de los barrenos 38.1 a 38.n.
En cada agujero está situado, de manera conocida,
un conjunto 10 detonador tal como se ha descrito anteriormente en la
presente memoria y que comprende al menos circuitos de un nivel de
redundancia parcial o total tal como se han descrito anteriormente
en la presente memoria. En la figura 2 se muestran un conjunto 10.1
detonador para el primer agujero 38.1 y un conjunto 10.n detonador
para el n-ésimo agujero 38.n.
Las disposiciones 10.1 a 10.n detonadoras están
conectados al controlador 24 de explosión por al menos un mazo 40 de
primer nivel de redundancia que comprende unos cables 40.1 a 40.2 y
los contactos 36.1 a 36.n respectivos, tal como se han descrito
anteriormente en la presente memoria.
Según la invención, el controlador 24 de
explosión también puede dotarse de cualquier nivel de redundancia
deseado para elevar la fiabilidad del sistema 42 de iniciación a un
nivel deseado. En la figura 2, se muestra un controlador 24 de
explosión con un primer nivel de redundancia tan sólo como
ejemplo.
El controlador 24 de explosión comprende una
batería 44, un medio de gestión de la batería, una unidad 48 de
suministro de energía principal para el controlador 24 de explosión
y una unidad 50 de suministro de energía de reserva para el
controlador 24 de explosión.
El controlador 24 de explosión comprende además
un contador 52 basado en un microprocesador que puede funcionar para
controlar una rama 54 principal una primera rama 56 de reserva o de
redundancia.
La rama principal incluye un
modulador/demodu-
lador 58 para señales de datos (preferiblemente, digitales) a transmitir a los conjuntos 10.1 a 10.n detonadores y a recibirse de los mismos. Un amplificador 60 de potencia amplifica las señales relevantes. Un circuito 62 de monitorización del estado conectado al procesador 52 monitoriza el estado de la rama 54 principal. La rama 54 principal y la rama de reserva están conectadas a un circuito 64 de conmutación, por ejemplo, en forma de un relé de cambio de doble polo, para conectar, bajo el controlador 52 y dependiendo del estado de las ramas, la rama 54 o la otra rama 56 al mazo 40 a través de una salida 72.
lador 58 para señales de datos (preferiblemente, digitales) a transmitir a los conjuntos 10.1 a 10.n detonadores y a recibirse de los mismos. Un amplificador 60 de potencia amplifica las señales relevantes. Un circuito 62 de monitorización del estado conectado al procesador 52 monitoriza el estado de la rama 54 principal. La rama 54 principal y la rama de reserva están conectadas a un circuito 64 de conmutación, por ejemplo, en forma de un relé de cambio de doble polo, para conectar, bajo el controlador 52 y dependiendo del estado de las ramas, la rama 54 o la otra rama 56 al mazo 40 a través de una salida 72.
La otra rama 56 es parecida a la rama 54
principal, y entre los circuitos 62, 68 de monitorización del estado
de rama y el controlador 52 se proporciona un lazo 66 de
realimentación. El controlador 52 controla el circuito 64 de
conmutación a través de una línea 70 en respuesta a señales de
estado recibidas de los circuitos 62 y 68 de monitorización del
estado. Si se produce una avería o fallo en la rama 54, el
controlador hace automáticamente que el circuito 64 de conmutación
conmute la rama 56 de reserva a conectarse a través de la salida al
mazo 40 para comunicarse con y controlar los conjuntos 10.1 a 10.n
detonadores.
La invención proporciona un solo conjunto 10
detonador que tiene un nivel primero o superior de redundancia total
o parcial. Además, el controlador 24 de explosión tiene ramas 54 y
56 paralelas, una de las cuales puede ser seleccionada
automáticamente por el controlador para proporcionar apoyo y por
consiguiente mejorar la fiabilidad.
La invención también se extiende a un método de
fabricación de conjuntos 10 detonadores y de un controlador 24 de
explosión que tenga al menos un primer nivel de redundancia total o
parcial tal como se han descrito anteriormente en la presente
memoria. Esto significa que se duplican al menos partes esenciales
de un circuito principal en un circuito paralelo de reserva o de
redundancia.
Se apreciará que existen muchas variaciones en
detalle del conjunto detonador, el mazo, el sistema de iniciación,
el controlador de explosión y el método de fabricación tal como se
han descrito anteriormente en la presente memoria sin apartarse del
alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (15)
1. Sistema (42) de iniciación de detonadores que
comprende un controlador (24) de explosión y al menos un detonador
(10.1 a 10.n) electrónico que puede conectarse al controlador de
explosión, comprendiendo el al menos un detonador un alojamiento
(12); un fusible (16) accionable eléctricamente y un circuito (11)
electrónico principal para accionar el fusible situado en el
alojamiento; caracterizado por al menos un primer nivel (13,
18) de redundancia en el que al menos uno de entre el fusible (16) y
al menos parte del circuito (11) electrónico principal está
duplicado y el cual también está situado en el alojamiento (12).
2. Sistema de iniciación de detonadores según la
reivindicación 1, en el que el circuito electrónico principal
comprende un dispositivo (20) de almacenamiento de carga que puede
conectarse al fusible y a un controlador (23) local.
3. Sistema de iniciación de detonadores según la
reivindicación 2, en el que el dispositivo de almacenamiento de
carga comprende un condensador y el controlador está basado en un
microprocesador y comprende además circuitos de memoria y circuitos
de comunicaciones de datos asociados.
4. Sistema de iniciación de detonadores según la
reivindicación 2 o la reivindicación 3, en el que el primer nivel de
redundancia comprende un primer circuito de redundancia que
comprende una duplicación total del circuito electrónico principal y
del fusible.
5. Sistema de iniciación de detonadores según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el al menos un
detonador puede ser conectado a un mazo (40) por un conector y un
cable (32, 34) de conexión que se extiende entre el conector y el
detonador.
6. Sistema de iniciación de detonadores según la
reivindicación 5, en el que el cable (32, 34) de conexión comprende
una disposición (32) de conductores principales y una disposición
(34) de conductores de primera redundancia.
7. Sistema de iniciación de detonadores según la
reivindicación 6, en el que el conector (36) comprende un conjunto
principal de contactos (36.1) conectados a la disposición de
conductores principales y un conjunto principal de contactos (36.2)
de redundancia conectados a la disposición de conductores de primera
redundancia.
8. Sistema de iniciación de detonadores según la
reivindicación 7, en el que las disposiciones de conductores
principales y de primera redundancia comprende unos primer y segundo
pares trenzados, respectivamente, en el que el primer par trenzado
está conectado por un extremo del mismo al conjunto principal de
contactos y por otro extremo del mismo al circuito principal y al
primer nivel de redundancia, y en el que el segundo par trenzado
está conectado por un extremo del mismo al primer conjunto de
contactos de redundancia y por otro extremo del mismo al circuito
principal y al primer nivel de redundancia.
9. Sistema de iniciación de detonadores según una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el
controlador de explosión comprende un alojamiento; un circuito
principal situado en el alojamiento y conectable a una salida (72)
para comunicarse con y controlar el al menos un detonador conectado
a la salida; y un primer circuito de redundancia en el que está
duplicado al menos parte del circuito principal, situado también en
el alojamiento y conectable a la salida.
10. Sistema de iniciación de detonadores según la
reivindicación 9, en el que circuito principal y el primer circuito
de redundancia comprenden cada uno un medio (62, 68) de
monitorización del estado de circuito conectado a un controlador
(52) central, pudiendo el controlador central funcionar en respuesta
a señales procedentes de los medios de monitorización del estado de
circuito, para conectar o el circuito principal o el primer circuito
de redundancia a la salida del controlador de explosión.
11. Sistema de iniciación de detonadores según
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que una
pluralidad de detonadores (10.1, 10.n) pueden conectarse al
controlador de explosión a través de un mazo (40) conectado a la
salida del controlador de explosión.
12. Sistema de iniciación de detonadores según la
reivindicación 11, en el que el mazo comprende un camino principal
para señales electrónicas y un primer camino de redundancia para
tales señales.
13. Sistema de iniciación de detonadores según la
reivindicación 12, en la medida en que dependa de la reivindicación
8, en el que el conjunto principal de contactos de cada detonador
está conectado al camino principal y el primer conjunto de contactos
de redundancia está conectado al primer camino de redundancia.
14. Detonador (10) electrónico que comprende un
alojamiento (12); un fusible (16) accionable eléctricamente y un
circuito (11) electrónico principal para accionar el fusible situado
en el alojamiento; caracterizado por al menos un primer nivel
(13, 18) de redundancia en el que al menos uno de entre el fusible
(16) y al menos parte del circuito (11) electrónico principal está
duplicado y el cual también está situado en el alojamiento (12).
15. Controlador (24) de explosión para un sistema
(42) de iniciación de detonadores, comprendiendo el controlador de
explosión un alojamiento (24), un circuito (54) principal situado en
el alojamiento y conectable a una salida de controlador de explosión
para estar en comunicación de datos con unos detonadores (10.1 a
10.n) conectados a la salida; caracterizado porque el
controlador de explosión comprende un primer circuito (56) de
redundancia en el que está duplicada al menos parte del circuito
(54) principal y que también está situado en el alojamiento (24) y
que puede conectarse a la salida (72).
Applications Claiming Priority (2)
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| ZA200002769 | 2000-06-02 |
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