JP4361701B2 - 電子式雷管のプログラミング及びトリガを行う装置と電子式雷管との間のデータ交換方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は請求項１記載の上位概念による、電子式雷管のプログラミング及びトリガを行う装置と電子式雷管との間のデータ交換方法に関する。
【０００２】
土壌にある原料を獲得する場合、原料への到達を妨げる岩盤を除去し、引き続き原料をその鉱床から取り出して獲得することが必要である。この採掘法では爆破を行い、複数の発破孔に配置された炸薬が、所定の時間プランに従い相前後して点火される。
【０００３】
電気雷管の制御方法、並びに爆破を制御するためのいわゆる符号化された構成は、例えばEP 0 588 685 B1により公知である。炸薬のための電子式雷管は点火システムを形成する。電子式雷管は共通して、いわゆるバス線を介してプログラミング及びトリガを行う装置に接続されている。このバス線を介して電子式雷管は制御され、そして雷管によって容量的に蓄えられる電気エネルギーを得る。雷管のキャパシタが充電されると、雷管はコンデンサに蓄えられたエネルギーを用いて、自力で運転し続けることが可能である。蓄えられたエネルギーを用いて、点火機能、並びに雷管のプログラミングとトリガを行う装置と雷管との間の通信機能が保証される。
【０００４】
通常個々の雷管それぞれには、複数の桁のディジタルコードからなるアドレスが割り当てられている。それぞれの雷管がトリガされる時点を決定する遅延時間は、符号化された信号の形式で個々の点火装置に送られる。信号は予め設定された高さに設定された電圧の極性変化から構成することができる。遅延時間はアドレスコードと結合されて、その結果各雷管はアドレスコードに基づいて、その雷管に割り当てられた遅延時間だけをロードする。雷管に、その雷管に割り当てられたデータが伝送された後、雷管は応答を送信しなければならず、それによって遅延時間が規則的に点火装置の電子機器によって受信及び記憶されたことを確認することができる。
【０００５】
もっとも点火装置が、点火装置のプログラミング及びトリガを行う装置と通信する際には、バス線に接続されたその他の雷管が、データ伝送に影響を及ぼすリアクタンスをなすという問題が生じる。通常データ信号は、所定の時間の順序において行われる所定の個数の極性変化からなるものである。この極性変化はリアクタンスに基づきひずみ、その結果信号の明確な伝送が常には保証されない。リアクタンスを考慮すると、時間単位毎のデータ伝送率は僅かであって、そして雷管のプログラミングは時間がかかり、また常に妨害のないものではない。このプログラミングは、雷管の電子機器と雷管のプログラミング及びトリガを行う装置との対話形式において行われる。
【０００６】
したがって本発明の課題は、電子式雷管のプログラミング及びトリガを行う装置と電子式雷管との間のデータ交換をいっそう確実にかつ迅速に行うことである。
【０００７】
この課題は、請求項１記載の特徴によって解決される。本発明の別の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。
【０００８】
本発明によれば、電子式雷管が電子式雷管のプログラミング及びトリガを行う装置と通信しようとする前に、点火回路に、プリセットされた時間でもって直流電圧が印加される。この電圧は雷管に応答として伝送するデータを形成する信号電圧よりも高い電圧である。高められた電圧は雷管をトリガするための臨界電圧よりも低い。通常雷管は、所定の高さにおいて雷管との通信用の信号を発生させるために設定された定格電圧より高い電圧に対して耐性があり、すなわちトリガされないように設計されている。しかしながら本発明によれば、設定された許容範囲は、いかなる危険でも回避できるようにするために、そのすべては使われない。一方電圧の高さは、非常に短い時間にその他の点火装置のキャパシタを、雷管の応答信号を発生させる電圧が弱くならないようなレベルに充電するように選択される。
【０００９】
雷管の応答を伝送するために電圧は下げられ、応答として雷管に伝送されるデータ信号は低電圧で発生される。応答した雷管の信号を伝送している間、その他の全ての雷管は高いレベルに充電されており、リアクタンスはもはや生じず、そしてそれによって時間単位毎に非常に高いデータ伝送率でもって通信することが可能である。点火回路内の電圧は、雷管の後続の応答が行われている間、その他のキャパシタを電荷損失に基づいて充電する必要がないような時間にわたって、そしてそのような値に高められる。
【００１０】
点火回路内のリアクタンス及び抵抗の大きさは、接続された電子式雷管の数に依存する。本発明の別の有利な実施形態においては、リアクタンスを算出し、その大きさに依存してキャパシタを充電するのに少なくとも必要とされる直流電圧を決定することが可能である。付加的に、抵抗に起因する電圧降下を補償調整することができる。したがって、直流電圧を高めることによって別個に応用事例に合わせることができる。さらにはこのことによって、電圧が雷管をトリガさせる臨界値を超えないということが保証される。
【００１１】
図面の実施例に基づき本発明を以下詳細に説明する。
【００１２】
１は点火回路の等価回路図を表す。雷管のプログラミング及びトリガを行う装置２からは、２つのストランド線路３ａ及び３ｂで表されたバス線３が、雷管４ａ、４ｂ及び４ｃに案内されている。雷管４ａ、４ｂ及び４ｃには、それぞれ点火されるべき装薬５ａ、５ｂ及び５ｃが割り当てられている。雷管の数は任意であるが、ここでは３つの電子式雷管が図示されており、この雷管はそれぞれの事前の設定に応じてバス線３に接続されている。このバス線３は双方向のデータ伝送、すなわち雷管のプログラミング及びトリガを行う装置２から雷管へ、そして雷管の電子機器から装置２に戻る双方向のデータ伝送を可能にする。
【００１３】
バス線３の長さ及び雷管の電子機器は、点火回路１内の電圧降下を発生させ、このことは７ａ、７ｂ及び７ｃで示された抵抗によって表される。８ａ、８ｂ及び８ｃはコンデンサを表し、このコンデンサはそれぞれの雷管のエネルギーを蓄えることになる。コンデンサに蓄えられたエネルギーは点火装置４ａ〜４ｃと雷管のプログラミング及びトリガを行う装置２との間の通信を可能にする。さらには蓄えられたエネルギーを雷管のトリガのために利用する。
【００１４】
個々の雷管４ａ〜４ｃ、さらにはここには図示されていない雷管を、予定された順序において予定された時点に点火することを保証するために、各雷管に、これらの雷管に割り当てられた遅延時間が伝えられることが必要である。雷管４ａ〜４ｃそれぞれは、その電子回路６ａ〜６ｃに記憶されたアドレスを有する。このアドレスは符号化された信号から成り、これはプリセットされた時間に予め定められた回数極性が変化する信号である。データ伝送は所定のレベルの電圧を用いて行われ、この電圧は電圧源９から供給される。
【００１５】
データ伝送を保証するために、それぞれ呼び出された雷管は、それに対して設定された遅延時間をもつデータを規則通りに受信したときに応答する。リアクタンスを克服するために、雷管が応答する前にプリセットされた時間において電圧源９の電圧が、その他の雷管のキャパシタが充電される程度に高められる。この場合、その他の雷管のキャパシタは、呼び出された雷管が応答する時点ではその他の雷管のキャパシタがキャパシタの電荷損失に基づいて充電される必要のない程度まで充電される。それによってその他の雷管は、応答する雷管に対して応答信号の質を低下させるリアクタンスにはならない。
【００１６】
応答する雷管は、事前に高められた電圧レベルよりも低い電圧レベルで応答する。上述の理由により雷管の信号伝送は、雷管のプログラミング及びトリガを行う装置２へ妨害無く行われる。応答する雷管が自身の応答を伝達しそして後続の雷管が応答するべき時には、応答が行われる前にまた点火回路内の電圧は高められ、それによって後続の応答が行われる際に信号伝送はリアクタンスによって妨害されない。
【００１７】
比較的高い電圧に切り替える前に、本発明の実施例によれば、まず線路１１及び１２を介してバス線３のストランド線路３ａないし３ｂに接続された、１０で表された検査回路を介して、点火回路１におけるリアクタンスならびに電圧降下を測定することが可能である。この値は線路１３を介して、雷管のプログラミング及びトリガを行う装置２へ伝送される。リアクタンスを除去するため及びキャパシタを充電するために、プリセット可能な時間にわたって点火回路１に電圧が印加される。この電圧は、雷管が応答として伝送するデータ信号を発生させるために必要とされる電圧よりも高い電圧である。
【００１８】
雷管のそれぞれの応答が行われる前に、点火回路１におけるリアクタンスの作用が排除されることによって、雷管のプログラミングとトリガを行う回路２と雷管４ａ〜４ｃとの間の障害のない通信は高い信号伝送率でもって可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 点火回路の等価回路図である。

Claims (5)

1. 電子式雷管のプログラミング及びトリガを行う装置と電子式雷管との間のデータ交換方法であって、
   複数の電子雷管が点火回路に並んで配置されており、
   前記雷管にはそれぞれアドレスが割り当てられており、
   前記雷管を、プリセット可能な遅延順序においてトリガし、
   データを時間的な順番で、プリセットされた電圧を用いた信号によって形成するデータ交換方法において、
   １つの雷管が前記装置と通信しようとする前に点火回路に、プリセットされた時間でもって直流電圧を印加し、該電圧は信号発生用に設定された電圧よりも高く、
   その後、雷管に応答として伝送されるデータを形成する信号を、予め高められた電圧よりも低い電圧でもって発生させて、
   別の雷管が応答する前に、直流電圧を新たに高めることを特徴とする、データ交換方法。
2. 前記点火回路における電圧を、雷管の後続の応答が行われている間はその他の雷管のキャパシタが電荷損失に基づいて充電されないような時間にわたり、及びそのような値に高める、請求項１記載の方法。
3. 前記高められた電圧を、雷管をトリガするための臨界電圧よりも低くする、請求項１または２記載の方法。
4. 前記点火回路内のリアクタンスを算出し、その大きさに依存してキャパシタを充電するために少なくとも必要とされる直流電圧を決定する、請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
5. 前記点火回路内の抵抗に起因する電圧降下を算出し、該電圧降下の補償調整に必要とされる電圧を決定する、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。

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