ES2944711T3

ES2944711T3 - Validación de evento de tubo de choque

Info

Publication number: ES2944711T3
Application number: ES20709114T
Authority: ES
Inventors: Michiel Jacobus Kruger; Daniel Auguste Maurissens; Andre Louis Koekemoer; Albertus Abraham Labuschagne
Original assignee: Detnet South Africa Pty Ltd
Current assignee: Detnet South Africa Pty Ltd
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2020-01-24
Publication date: 2023-06-23
Anticipated expiration: 2040-01-24
Also published as: MX2021007913A; EP3918270A1; ZA202103039B; WO2020160573A1; AU2020216556A1; FI3918270T3; PL3918270T3; EP3918270B1; BR112021011952A2; CA3119651C; CA3119651A1; US11604054B2; US20220099422A1

Abstract

Un detonador que se inicia por un evento de tubo de choque que se valida si un procesador determina que un eslabón fusible no fue fundido por un evento de tubo de choque en un intervalo de tiempo predeterminado antes de que se detecte la luz generada por el evento de tubo de choque. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Validación de evento de tubo de choque

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

[0001] Esta invención se refiere a un detonador que se enciende mediante un tubo de choque. Este tipo de disposición se describe, por ejemplo, en la US 2011/0155012 A1 y la US 8967048 B2.

[0002] Para evitar el disparo involuntario del detonador, se deben validar aquellas características que están únicamente asociadas a un evento de tubo de choque y que se utilizan para iniciar un proceso de disparo del detonador. Por ejemplo, si se va a detectar una señal de luz asociada a un evento de tubo de choque, se debe adoptar una técnica para asegurar que una señal de luz, producida por una fuente extraña, no se confunde con una señal de luz asociada con el evento de tubo de choque.

[0003] La invención se refiere a un detonador que aborda el requisito anteriormente mencionado.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

[0004] La invención proporciona un detonador que está configurado para conectarse a un extremo de un tubo de choque que, al encenderse, genera un evento de tubo de choque en un extremo del tubo de choque, donde el detonador incluye al menos un primer sensor y un segundo sensor, un procesador y un temporizador, y donde el primer sensor, al detectar una primera característica asociada al evento de tubo de choque, transmite una primera señal en un tiempo T₀al procesador y, en un tiempo T₁, que está en un intervalo de tiempo predeterminado P¹anterior al tiempo T₀, el procesador determina si el segundo sensor ha detectado un evento de tubo de choque, caracterizado por el hecho de que el segundo sensor incluye un eslabón fusible y de que el evento de tubo de choque se valida si, en un tiempo T₁, el eslabón fusible era integral y si, en un tiempo T², que es posterior al final de la primera característica, el eslabón fusible estaba en un estado fundido.

[0005] El primer sensor puede ser un sensor de luz.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0006] La invención se describe adicionalmente a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos en los que: La figura 1 ilustra esquemáticamente componentes de un detonador según la invención conectado a un extremo de un tubo de choque.

La figura 2 muestra una serie de eventos de tiempo utilizados en el proceso de validación de la invención, y La figura 3 muestra un circuito para controlar el estado de un eslabón fusible.

DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA

[0007] La figura 1 de los dibujos adjuntos ilustra los componentes de un detonador 10 según la invención.

[0008] El detonador 10 incluye un tubo 12 que aloja una carga base 14 en un extremo del tubo. Un módulo electrónico 16 se encuentra adyacente y ligeramente separado de la carga base 14. No es necesario comprender la naturaleza completa del módulo 16 para los fines de esta especificación. El módulo 16 incluye varios componentes electrónicos designados colectivamente con el número de referencia 18, un procesador 20 y un temporizador 22. Un sensor de luz 24 encerrado en una carcasa protectora de plástico transparente 26 se encuentra en un extremo del módulo 16. En este extremo también está situada una carcasa 30. Un paso 32 se extiende a través de la carcasa 30. El paso es cónico para reducir el área de la sección transversal desde una entrada 34 hasta una salida 36. Al menos un eslabón fusible 38 está montado para abarcar el interior del paso 32 en la salida 36 o cerca de ella. El eslabón fusible puede ser uno de varios enlaces fusibles. También es posible reemplazar el eslabón fusible por un sensor de almohadilla de plasma o cualquier otro sensor que responda de manera única, repetitiva y fiable a una característica elegida en un evento de tubo de choque.

[0009] El tubo 12 está configurado para que un extremo abierto 40 del mismo se pueda conectar a un tubo de choque 42, donde un extremo 44 del tubo de choque se encuentra opuesto a la entrada 34 al paso 32.

[0010] Cuando se dispara el tubo de choque 42, se genera un evento de tubo de choque en el extremo 44. El término "evento de tubo de choque" se usa en un sentido genérico para designar un proceso complejo en el que el tubo de choque 42 emite una onda de presión. La onda de presión va acompañada de la emisión de plasma y luz. También hay un aumento de temperatura asociado al evento de tubo de choque. Aquí no se hace referencia a otras características relacionadas únicamente con el evento de tubo de choque.

[0011] En referencia a la figura 2, cuando el sensor de luz 24 detecta la luz del evento de tubo de choque, esto se considera un factor desencadenante que ocurre en el tiempo T₀. A continuación, el sensor de luz 24 envía una señal al procesador 20.

[0012] Antes del encendido del tubo de choque 42 y después de la conexión del tubo 12 al detonador 10, el procesador 20 se vuelve operativo para que controle continuamente el estado del eslabón fusible 38. Este proceso de control no depende de la detección de luz por parte del sensor de luz 24.

[0013] El procesador 20 determina, a partir de sus registros de seguimiento, si el eslabón fusible 38 era integral o no en un tiempo T₁que está al comienzo de un período de tiempo P¹de duración predeterminada anterior al tiempo T₀. Un requisito esencial para la verificación y la validación es que en el tiempo T₁el eslabón fusible 38 debe ser integral. Esto significa que no había pasado una onda de presión a través del tubo de choque 42 antes del tiempo T₀, es decir, no se había producido ningún evento de tubo de choque.

[0014] Posteriormente, mediante el uso de uno o más sensores adicionales, cuyos detalles no se describen a continuación, el detonador 10 determina si se han producido otras características asociadas a un evento de tubo de choque y, de ser así, se someten a un proceso de validación o confirmación que puede efectuarse de cualquier manera conveniente para garantizar la fiabilidad.

[0015] Cuando se detecta una primera característica designada de un evento de tubo de choque (por lo general, se trata de una señal luminosa, aunque adicional o alternativamente se pueden emplear otras características), una parte esencial del proceso de validación es que antes de la detección del primer evento de tubo de choque designado no se haya producido ningún evento de tubo de choque distinto y elegido. El último factor mencionado se implementa, en este ejemplo, asegurando que no se haya detectado previamente una onda de presión. La detección de ondas de presión, a su vez, se implementa mediante el uso de uno o más enlaces fusibles 38. El estado de cada eslabón fusible 38 es controlado continuamente por el procesador tras la conexión del detonador a un circuito de voladura.

[0016] Para controlar ese estado del eslabón fusible 38, se hace uso del circuito que se muestra en la figura 3 que incluye las resistencias R1 y R2, un condensador C y una unidad lógica de detección SL. Se aplica un voltaje V a las resistencias y al condensador. A continuación, el condensador C se carga lentamente con una constante de tiempo (R1+ R2) C. El voltaje V a través del condensador C es controlado por la unidad lógica SL.

[0017] En el tiempo T₀, si la salida de la unidad lógica SL está por debajo de un valor umbral, esto es indicativo de que, en el tiempo T₁, no había incidido una onda de presión sobre el eslabón fusible 38.

[0018] Si una onda de presión choca con el eslabón fusible 38, entonces se aplica una señal al punto J que está en la unión de las resistencias R1 y R2. El condensador C entonces se carga a un valor superior y si, en el tiempo T₀, la salida de la unidad lógica SL está por encima de un valor umbral, entonces se confirma la existencia de la onda de presión antes del tiempo T₀.

[0019] Si se ha producido un evento genuino del tubo de choque, entonces, debido a los efectos de la presión y la temperatura, el eslabón fusible 38, que está completamente expuesto al extremo 44 del tubo de choque 42 que emite el evento de tubo de choque, debería haberse fundido y, por lo general, se habría sido vaporizado por completo. Si el eslabón fusible 38 está en un circuito conectado en serie de cualquier tipo apropiado, entonces la fusión del eslabón 38 establece una condición de circuito abierto que se detecta fácilmente.

[0020] Las señales que son detectadas de la manera anteriormente mencionada por los sensores y evaluadas por el procesador 20 se consideran indicativas de un evento de tubo de choque genuino siempre que se confirmen los siguientes estados o eventos:

(a) la señal de luz se detectó en el tiempo T₀; y

(b) el eslabón fusible era integral (no fusionado) en el tiempo T₁.

[0021] En un tiempo T², que es posterior al final del pulso de luz, es decir, la primera característica, el eslabón fusible 38 debe estar en un estado fundido.

[0022] En las condiciones anteriormente mencionadas, el procesador 20 lleva a cabo protocolos adicionales para provocar el encendido del detonador 10 y el disparo de la carga base 14. Este aspecto no es importante para comprender la invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Detonador (10), que está configurado para conectarse a un extremo (44) de un tubo de choque (42) que, al encenderse, genera un evento de tubo de choque en el extremo (44), donde el detonador (10) incluye al menos un primer sensor (24), un segundo sensor (38), un procesador (20) y un temporizador (22), y donde el primer sensor (24), al detectar una primera característica asociada al evento de tubo de choque, transmite una primera señal en un tiempo To al procesador (20) y en un tiempo T₁, que está en un intervalo de tiempo predeterminado P₁anterior al tiempo To, el procesador (20) determina si el segundo sensor (38) había detectado un evento de tubo de choque, caracterizado por el hecho de que el segundo sensor incluye un eslabón fusible (38) y de que el evento de tubo de choque se valida si, en el tiempo T₁, el eslabón fusible (38) era integral y si, en un tiempo T₂, que es posterior al final de la primera característica, el eslabón fusible (38) estaba en un estado fundido.

2. Detonador (10) según la reivindicación 1, donde el primer sensor es un sensor de luz (24).