MXPA02011833A

MXPA02011833A - Sistema de redundancia dual para detonadores electronicos.

Info

Publication number: MXPA02011833A
Application number: MXPA02011833A
Authority: MX
Inventors: Erich Nicol Meyer
Original assignee: Smi Technology Pty Ltd
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2003-04-10
Also published as: US20030192447A1; DE60113103T2; CA2410874C; EP1287307A1; ES2248335T3; PE20020086A1; DE60113103D1; AU775546B2; EP1287307B1; CA2410874A1; US7100511B2; WO2001092812A1; AU6352901A; BR0111134A

Abstract

Se presenta y se reivindica un ensamble detonador (10) que comprende una caja (12) el ensamble comprende un circuito principal (11) que comprende un fusible operable electricamente (16) localizado en la caja. El ensamble comprende ademas cuando menos un primer circuito de redundancia (13), en donde cuando menos esta duplicado un elemento del circuito principal (18, 16) tambien localizados en la caja. La invencion tambien incluye dentro de su alcance un sistema de iniciacion (42) que comprende cuando menos un nivel de redundancia, el cual puede estar en uno o mas o en todos los ensambles de controlador de explosion (24), armadura (40) detonador (10.1) a (10.n) que forman parte del sistema.

Description

SISTEMA DE REDUNDANCIA DUAL PARA DETONADORES ELECTRÓNICOS Campo de la Invención Esta invención se refiere a detonadores eléctricos más particularmente a detonadores eléctricos y electrónicos, sistemas de iniciación comprendiendo tales detonadores y un método para la fabricación del detonador y/o del sistema. Antecedentes de la invención Los ensambles de la invención comprenden un detonador eléctrico o un detonador electrónico, conectados por medio de alambres de conducción a una armadura ya son conocidos en la técnica. Al usarse, una pluralidad de tales ensambles se conectan por medio de la armadura a un controlador de explosión se localizan en agujeros de explosión respectivos de un lugar de explosión. El controlador de explosión se usa para controlar los detonadores y para ocasionar que exploten en una secuencia y patrón particular para ocasionar un patrón de explosión de múltiples disparos que se desee. Debido a ciertos problemas de seguridad con los ensambles de detonador, es la practica en algunos países colocar en cada agujero de explosión un primer ensamble detonador así como un segundo detonador paralelo o de respaldo. Se puede apreciar que la provisión y el conectar un ensamble separado de detonador de respaldo paralelo no solamente toma tiempo innecesario sino que es molesto y pueden presentarse errores en la conexión del ensamble de respaldo. Sumario de la invención Por lo tanto es un objeto de la presente invención proveer un ensamble de detonación un sistema de iniciación y un método para fabricar el ensamble detonador y el sistema con el cual el solicitante cree que pueden eliminarse cuando menos parcialmente las desventajas mencionadas. De acuerdo con la invención se provee un detonador que comprende una caja, un circuito principal que comprende un fusible operable f eléctricamente localizado en la caja; y cuando menos un primer circuito de redundancia en donde cuando menos un elemento de circuito principal se duplica, también localizado en la caja. El detonador puede ser un detonador eléctrico, 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 capacitor y el controlador puede ser un micro procesador en base y puede además comprender una circuiteria de memoria asociada circuiteria que determine el tiempo de retardo y una circuiteria de comunicaciones de datos. El circuito de redundancia puede ser un circuito completo de redundancia que comprenda un fusible, un dispositivo de almacenamiento de carga y un controlador local. En otras modalidades, diferentes niveles de redundancia completa o parcial pueden proveerse . El circuito principal y el circuito de redundancia pueden proveerse en un solo tablero de circuito impreso. El circuito principal y el circuito de redundancia pueden proveerse en una cara del tablero en otras modalidades pueden proveerse en ambas caras y el otras modalidades el circuito principal puede proveerse sobre una cara y el circuito de redundancia puede proveerse sobre la otra cara. En otras modalidades el circuito principal puede proveerse en un primer tablero de circuito impreso y el circuito de redundancia puede proveerse en un segundo tablero de circuito impreso. Ambos tableros de circuito impreso están localizados en la caja. Además queda incluido dentro del alcance de la presente invención un ensamble detonador que comprenda un detonador como se ha definido anteriormente; 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 puede comprender cuando menos un primer nivel de redundancia. Por ejemplo, el cable de conexión puede comprender un arreglo conductor principal y un arreglo conductor de redundancia primero que se extienda entre el detonador y el conector. Similarmente, el conector puede comprender un juego principal de contactos y un primer juego de contactos de redundancia ambos conectados al arreglo del primer conductor, o a sendos arreglos de conductor o a ambos arreglos de conductor. También se incluye dentro del alcance de la presente invención un controlador de explosión que comprende una caja; un circuito principal localizado en la caja y conectable a una salida para comunicar con y controlar a los detonadores conectados con la salida; y un primer circuito de redundancia en donde cuando menos un elementos del circuito principal esta duplicado, también localizado en la caja y conectable en la salida. El primer circuito de redundancia puede comprender una duplicación completa de todos los elementos del circuito principal de modo que sea un circuito de redundancia completo. El circuito principal y el primer circuito de redundancia pueden comprender cada uno medios monitores del estado del circuito conectados a un controlador central el controlador central funciona en respuesta a señales desde los medios monitores del estado del circuito para conectar ya sea el circuito principal o el primer circuito de redundancia a la salida del controlador de explosión . Sin embargo también se incluye dentro del alcance de la presente invención un sistema de iniciación que comprende un controlador de explosión como se ha definido anteriormente, los ensambles están conectados a una armadura que tienen cuando menos un primer nivel de redundancia. También esta incluido dentro del alcance de la invención un método para producir un componente (tal como un detonador, controlador de explosión, etc.) de un sistema de iniciación de detonador controlable eléctricamente, el método comprende: - proveer una caja para el componente; - proveer un circuito principal del componente en la caja y - proveer un primer circuito de redundancia en la caja, el primer circuito de redundancia comprende cuando menos un elemento del circuito principal duplicado en el circuito de redundancia. DIBUJOS La invención se describirá ahora únicamente en forma de ejemplo en referencia a los diagramas anexos, en donde: La figura 1, es un diagrama de bloque de un ensamble detonador electrónico de acuerdo con la invención; y La figura 2 , es un diagrama de bloque de un sistema de iniciación que incluye un controlador de explosión ambos de acuerdo con la presente invención. Descripción de la invención ün ensamble de detonación de acuerdo con la invención, se designa por lo general por el numero de referencia 10 en la figura 1. El ensamble de detonador comprende una caja 12, para un tablero 14 de circuito impreso (PC) . En el tablero PC se provee un circuito principal 11 que comprende un puente o fusible de detonador 16. Un primer circuito de redundancia 13 comprende un segundo puente 18 también provisto en el tablero. El puente 16 y el puente 18 pueden proveerse en la mínima cara del tablero de circuito impreso, alternativamente en caras opuestas del mismo. Similarmente, el circuito 11 y el circuito 13 pueden proveerse en la misma cara del tablero del circuito impreso y alternativamente en caras opuestas del mismo. El circuito principal 11 comprende un capacitor de almacenamiento de carga 20. El capacitor 20 y el puente 16 están cargados y controlados respectivamente de manera conocida por un controlador materializado en un circuito integrado especifico de aplicación principal (ASIC) 23. El ASIC 23 comprende circuiteria electrónico incluyendo un controlador basado en un microprocesador (no mostrado) arreglos de memoria asociados (no mostrados) medios para determinar el tiempo de retardo digitales (no mostrados) y circuiteria digital (que tampoco se muestra) lo que permite y facilita de datos digitales entre el controlador y un dispositivo externo tal como un controlador de explosión 24 mostrado en la figura 2. El capacitor 22 y el puente 18 de la circuiteria de redundancia 13 están cargados y controlados respectivamente por una ASIC 26 similar y de primera redundancia. Los resistores de entrada 28 y 30 para el ASIC 23 y la redundancia ASIC 26 respectivamente también se proveen en el tablero de circuito impreso 14. En otras modalidades del, circuito de redundancia 13 comprende el puente 18, el capacitor 22, el ASIC 26 y los resistores de entrada 30 pueden proveerse en un segundo tablero separado de circuito impreso no mostrado pero que esté localizado en la misma caja 12. Los resistores de entrada 28 y 30 están colocados por medio de un conductor principal y de respaldo primero en forma de pares torcidos 32 y 34 a un conector 36. En otras modalidades de protección se pueden proveer arreglos (no mostrados) entre los ASIC y los conductores 32 Y 34. El conector 36 comprende un juego principal de contactos 36.1 para un par torcido 32 y un primer juego de contactos de redundancia 36.2 para el par torcido 34. El controlador de explosión 34 se muestra en la figura 2. Al usarse, se coloca alejado de la cara de explosión 37 y de los agujeros de explosión 38.1 a 38.n. En cada agujero se localiza de una manera conocida un ensamble detonador 10 como se ha descrito anteriormente y que comprende cuando menos un nivel de circuiteria de redundancia parcial o total como se ha descrito. En la figura 2 ensamble detonador 10.1 para el primer agujero 38.1 y el ensamble detonador 10. n para el agujero número n 38. n se muestran. Los arreglos de detonador 10.1 al 10. n están conectados al controlador de explosión 24 por cuando menos un primer nivel de armadura de redundancia 40 que comprende cables 40.1 y 40.2 y contactos respectivos 36.1 y 36.2, como se ha descrito anteriormente . De acuerdo con la invención el controlador de explosión 24 también puede proveerse con cualquier nivel deseado de redundancia para establecer el funcionamiento del sistema de iniciación 42 en un nivel deseado. En la figura 2, un controlador de explosión 24 con un primer nivel de redundancia se muestra simplemente como un ejemplo. El controlador de explosión 24 comprende una batería 44, medios de manejo de batería 46, una unidad principal de suministro de energía 48 para el controlador de explosión 24 y una unidad de respaldo de suministro de energía 50 para el controlador de explosión 24. El controlador de explosión 24 comprende además un controlador 52 basado en un microprocesador que funciona para controlar una rama principal 54 y una primera rama 56 de respaldo o redundancia. La rama principal incluye un modulador/demodulador 58 para señales de datos (preferentemente digitales) que han de transmitirse a los ensambles detonadores 10.1 a 10. n y para ser recibidos desde ellos. Un amplificador de potencia o energía 60 amplifica las señales relevantes. Un circuito monitor del estado de la rama 62 conectado al procesador 52 vigila el estado de la rama principal 54. La rama principal 54 y la rama de respaldo están conectadas a un circuito de conmutación 64, Por ejemplo en forma de un cambio de relee de doble polo, para conectar, bajo el controlador 52 y dependiendo del estado de las ramas, una rama 54 o la otra rama 56 por medio de la salida 72 a la armadura 40. La otra rama 56 es similar a la rama principal 54 y una vuelta de retroalimentación 66 se provee entre los circuitos 62, 68 de vigilancia de estado de rama y el controlador 52. El controlador 52 controla el circuito de conmutación 64 por medio de la línea 70 en respuesta a señales de estado recibidas desde los circuitos 62 y 68 vigilantes del estado. Si se presenta una falta o falla en la rama 54, el controlador automáticamente ocasiona que el circuito de conmutación 64 conmute la rama de respaldo 56 para conectarse por la salida a la armadura 40, para comunicar con y controlar los ensambles detonadores 10.1 a lO.n. La invención provee un solo ensamble detonador 10 que tiene un primer nivel o mayor de total o parcial redundancia. Además el controlador de explosión 24, tiene ramas paralelas 54 y 56 una de las cuales puede elegirse automáticamente por el controlador, para proveer respaldo y así una funcionabilidad mejorada. La invención también se extiende a un método para fabricar ensambles de detonación 10 y un controlador de explosión 10 que tenga cuando menos un primer nivel de total o parcial redundancia como se ha descrito anteriormente esto significa que cuando menos partes esenciales de un circuito principal se duplican en un circuito paralelo de respaldo o redundancia. Se apreciara que hay muchas variaciones en los detalles con respecto al ensamble de detonador la armadura, el sistema de iniciación, el controlador de explosión y el método de fabricación como se han descrito sin salir del alcance y espíritu de las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES 1.- Un sistema de iniciación detonador comprende un controlador de explosión y cuando menos un detonador electrónico, el cual es conectable al controlador de explosión, el cuando menos un detonador comprende una caja; un fusible operable eléctricamente y un circuito principal electrónico para operar un fusible localizado en la caja y cuando menos un primer nivel de redundancia en donde cuando menos uno de los fusibles y cuando menos parte del circuito principal electrónico se duplica y el cual también esta localizado en la caja.
2.- Un sistema de iniciación detonador, de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el circuito electrónico principal comprende un dispositivo de almacenamiento de carga, el cual es conectable al fusible y un controlador local.
3.- Un sistema de iniciación de detonador de acuerdo con la reivindicación 2 en donde el dispositivo de carga de almacenamiento de carga comprende un capacitor y el controlador esta basado en un microprocesador y además comprende circuiteria de memoria asociada y circuiteria de comunicaciones de datos .
4.- Un sistema de iniciación detonador de acuerdo con la reivindicación 2 o 3, en donde el primer nivel de redundancia comprende un primer circuito de redundancia que comprende una duplicación total o completa del circuito principal electrónico y del fusible.
5.- Un sistema de iniciación detonador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en donde cuando menos un detonador es conectable a una armadura por un conector y un cable de conexión que se extiende entre el conector y el detonador.
6.- Un sistema de iniciación detonador de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el cable de conexión comprende un arreglo conductor principal y un primer arreglo conductor de redundancia.
7. - Un sistema de iniciación detonador de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el detonador comprende un juego principal de contactos conectado al arreglo conductor principal y un primer juego de contactos de redundancia, conectado al primer arreglo conductor de redundancia.
8.- Un sistema de iniciación detonador de acuerdo con la reivindicación 7, en donde los arreglos de conductor principal y de primera redundancia comprenden pares torcidos primero y segundo respectivamente, en donde el primer par torcido esta conectado en un extremo del mismo del juego principal de contactos y en el otro extremo del mismo está conectado al circuito principal y al primer nivel de redundancia y en donde el segundo par torcido esta conectado en un extremo del mismo al primer juego de contactos de redundancia y el otro extremo del mismo al circuito principal y al primer nivel de redundancia .
9.- Un sistema de iniciación detonador de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el controlador de explosión comprende una caja, un circuito principal localizado en la caja y conectable a una salida para comunicar con y controlar el cuando menos un detonador, conectado a la salida; y un primer circuito de redundancia en donde cuando menos parte del circuito principal esta duplicado y también esta localizado en la caja y es conectable con la salida
10.- Un sistema de iniciación detonador de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el circuito principal y el primer circuito de redundancia comprende cada uno medios de vigilancia del estado de circuito conectados a un controlador central, funcionando el controlador central en respuesta a señales desde los medios de vigilancia del estado de circuito para conectar ya sea el circuito principal o el primer circuito de redundancia a la salida del controlador de explosión.
11.- Un sistema de iniciación detonador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, en donde una pluralidad de detonadores son conectables al detonador de explosión por medio de una armadura conectada a la salida del controlador de explosión.
12.- Un sistema de iniciación detonador de acuerdo con la reivindicación 11 en, donde la armadura comprende una trayectoria principal para las señales electrónicas y una primer trayectoria de redundancia para tales señales.
13.- Un sistema de iniciación detonador de acuerdo con la reivindicación 12 en .tanto que dependa de la reivindicación 8 en donde el juego principal de contactos de cada detonador esta conectado ai circuito principal y el primer juego de contactos de redundancia esta conectado a la primera trayectoria de redundancia.
14.- Un detonador electrónico que comprende una caja; un fusible operable eléctricamente y un circuito electrónico principal para operar el fusible localizado en la caja y cuando menos un primer nivel de redundancia en donde cuando menos uno de los fusibles y cuando menos parte del circuito electrónico principal se duplica y también están localizados en la caja.
15.- Un controlador de explosión para un sistema de iniciación detonador, el controlador de explosión comprende una caja , un circuito principal localizado en la caja y conectable a una salida del controlador de explosión para estar en comunicación de datos con detonadores conectados en la salida y un primer circuito de redundancia en donde cuando menos parte del circuito principal esta duplicado y el cual también esta localizado en la caja y es conectable con la salida .