NO320807B1 - Fremgangsmate for utveksling av data mellom en innretning for programmering og utlosning av elektroniske tennere og tennerne - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for utveksling av data mellom en innretning for programmering og utløsning av elektroniske tennere og tennerne, som angitt i inn-ledningen til patentkrav 1.

Ved utvinning av råstoffer fra jorden er det nødvendig først å fjerne berg som hindrer adgangen til råstoffene og deretter utvinne råstoffene ved at de brytes fra funnstedene. I forbindelse med utvinningen gjennomføres det sprengninger, hvori et antall borehull anordnede sprengladninger tennes etter hverandre i samsvar med en bestemt tidsplan.

En fremgangsmåte for styring av detonatorer så vel som en såkalt kodet anordning for styring av sprengingen, er eksempelvis kjent fra EP 0 588 685 Bl. Sprengladningenes elektriske tennere danner et tenningssystem. De elektroniske tennerne er i felleskap via en såkalt bussledning forbundet med en innretning for programmering og utløsning. De elektroniske tennerne styres og får elektrisk energi via denne bussledning, og den elektriske energi lagres kapasitivt i tennerne. Er kapasiteten til en tenner oppladet, så kan tenneren holde seg selv i en driftstilstand ved hjelp av den i kondensatoren lagrede energi. Den lagrede energi sikrer tenningsfunksjonen og kommunikasjonen mellom tenneren og innretningen for programmering og utløsning av tenneren.

Som regel har hver enkelt tenner en tilordnet adresse, som består av en digital kode med flere siffere. Forsinkelsestiden, som bestemmer det tidspunkt som den respektive tenner skal utløses på, gis i form av kodede signaler til hver enkelt tenner. Signalene kan bestå av en polaritetsveksling av en i en gitt størrelse på forhånd bestemt spenning. Forsinkelsestiden kobles med en adressekode, slik at hver tenner som følge av adressekoden bare får sin tilordnede forsinkelsestid. Etter at tenneren har mottatt de tilordnede data må tenneren sende et svar, slik at det kan fastslås at forsinkelsestiden er mottatt av tennerens elektronikk og er lagret der.

Ved kommunikasjonen mellom en tenner og innretningen for programmering og utløs-ning av tenneren oppstår det problemer som følge av at de øvrige, til bussledningen tilknyttede tennere representerer kapasitive motstander, som innvirker på dataoverføring-en. Datasignalene består som regel av polaritetsveksling i en bestemt tidssekvens og i et bestemt antall. Denne polaritetsveksling forstyrres av de kapasitive motstander, slik at man ikke alltid er sikret en entydig signaloverføring. Under hensyntagen til de kapasitive motstander, er dataoverføirngsmengden pr. tidsenhet liten og programmeringen av en tenner, hvilken programmering skjer i en dialog mellom tennerelektronikken og innretning for programmering og utløsing av tenneren, er tidkrevende og ikke alltid uten for-styrrelser.

Det er derfor en hensikt med foreliggende oppfinnelse å kunne utføre utvekslingen av data mellom en innretning for programmering og utløsning av elektroniske tennere og tennerne på en sikrere og raskere måte.

Denne hensikt oppnås ved hjelp av de kjennetegnende trekk i patentkrav 1. Ytterligere fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen er definert i de avhengige patentkrav 2 til 5.

Ifølge oppfinnelsen blir det før en tilsiktet kommunikasjon mellom en elektronisk tenner og innretningen for programmering og utløsning av tenneren lagt en likespenning med en gitt varighet på tenningskretsen, hvilken likespenning er høyere enn spenningen til de signaler hvormed de data tilveiebringes som tenneren avgir som svar. Denne økede spenning ligger under en kritisk spenning for utløsning av en tenner. Tennerne er som regel dimensjonert slik at de er resistente, dvs. at de ikke utløses ved en spenning som ligger i en bestemt høyde over nennspenningen, som benyttes for genereringen av signalene for kommunikasjon med tennerne. Ifølge oppfinnelsen blir det for hånden værende toleranseområdet ikke fullt utnyttet, slik at man derved unngår enhver risiko. På en an-nen side velges spenningen så høy at kapasitetene til de øvrige tennere i løpet av en meget kort tid opplades til et slikt nivå at man unngår en svekking av den spenning hvormed tennerens svarsignaler tilveiebringes.

For overføring av tennerens svar senkes spenningen og de datasignaler som tenneren overfører som svar, tilveiebringes med en lavere spenning. Under overføringen av signalene fra tennerne vil alle de øvrige tennere være oppladet til et så høyt nivå at de ikke lenger representerer noen kapasitive motstander og det derved muliggjøres en kommunikasjon med en meget høy overføringsmengde av data pr. tidsenhet. Spenningen i tenningskretsen økes over en slik varighet til en slik verdi at ingen av kapasitetene til de øvrige tennere under det etterfølgende svar må lades opp som følge av ladningstap.

Størrelsen til de kapasitive og ohmske motstander i tenningskretsen er avhengig av antall tilknyttede elektroniske tennere. Ifølge en fordelaktig videreutvikling av oppfinnelsen er det mulig å måle den kapasitive motstand og i avhengighet av motstandens stør-relse bestemme den for oppladning av kapasiteten nødvendige minste-likespenning. Dessuten kan de av de ohmske motstander forårsakede spenningstap utlignes. Økingen av likespenningen kan således avstemmes individuelt etter de aktuelle anvendelsestilfel-ler. Dessuten vil man derved være sikret at spenningen ikke overskrider en kritisk verdi som ville føre til utløsning av en tenner.

Oppfinnelsen skal nå forklares nærmere under henvisning til det vedheftede koblings-skjema.

Selve koblingsskjemaet for en tenningskrets er betegnet med 1. Fra en innretning 2 for programmering og utløsning av tennerne går det en bussledning 3, i skjemaet symbolisert med to ledningsgrener 3a og 3b, til tennerne 4a, 4b og 4c. Tennerne 4a, 4b og 4c er tilordnet de respektive ladninger 5a, 5b og 5c som skal tennes. De tre viste elektroniske tennere representerer her et vilkårlig antall tennere som kan knyttes til bussledningen 3. Bussledningen 3 muliggjør en bidireksjonal dataoverføring, dvs. fra innretningen 2 for programmering og utløsning av tennerne til tennerne, og fra tenningselektronikken og tilbake til innretningen 2.

Bussledningens 3 lengde og tennerelektronikken forårsaker et spenningsfall i tenningskretsen 1, symbolisert med de med 7a, 7b og 7c betegnede ohmske motstander. 8a, 8b og 8c er kondensatorer, som her representerer den respektive tenners energilager. Den i kondensatorene lagrede energi muliggjør kommunikasjonen mellom tennerne 4a til 4c og innretningen 2 for programmering og utløsning av tennerne. Dessuten tjener den lagrede energi til utløsning av tennerne.

For å sikre tenningen av de enkelte tennere 4a til 4c og for øvrig her ikke viste tennere i den ønskede rekkefølge og på de ønskede tidspunkter er det nødvendig at hver tenner får meddelt en tilordnet forsinkelsestid. Hver tenner 4a til 4c har en i sin elektroniske kobling 6a til 6c lagret adresse. Denne adresse består av et kodet signal, et signal med et gitt antall polaritetsvekslinger over en gitt tid. Overføringen av dataene skjer med en spenning i en bestemt høyde, hvilken spenning leveres fra en spenningskilde 9.

For å sikre dataoverføringen svarer den respektive utspurte tenner når den har mottatt dataene med den for tenneren gjeldende forsinkelsestid. For overvinnelse av den kapasitive motstand blir spenningen i spenningskilden 9 over et gitt tidsrom og før tennerens svar øket i en slik grad at kapasitetene til de øvrige tennere blir så sterkt oppladet at ingen kapasiteter for de øvrige tennere behøver oppladning som følge av ladningstap i kapasitetene, på det tidspunkt tenneren svarer. De øvrige tennere vil derfor ikke represen-tere noen kapasitive motstander for den tenner som svarer, dvs. at det ikke vil foreligge noen kapasitive motstander som vil kunne forstyrre svarsignalets kvalitet.

Svaret til den tenner som svarer skjer på et lavere spenningsnivå enn det på forhånd økede spenningsnivå. Av de ovennevnte grunner skjer det derfor en forstyrrelsesfri

overføring av tennersignaler til innretningen 2 for programmering og utløsning av tenneren. Når den svarende tenner har sendt sitt svar og en etterfølgende tenner skal svare, blir spenningen i tenningskretsen på nytt øket før svaret sendes, slik at det etterfølgende svar ikke møter noen signaloverføirngshindring som følge av kapasitive motstander.

Før oppkoblingen til en høyere spenning, vil det være mulig først å måle den kapasitive motstand så vel som spenningsfallet i tenningskretsen 1 ved hjelp av en med henvis-ningstallet 10 betegnet prøveinnretning, som via ledninger 11 og 12 er tilknyttet bussledningen 3, hhv. ledningsgrenene 3 a, 3b. De målte verdier overføres til innretningen 2 gjennom ledningen 13. For å overvinne den kapasitive motstand og for å opplade kapasitetene legges det da over et på forhånd gitt tidsrom en høyere spenning på tenningskretsen 1 enn nødvendig for generering av de datasignaler som tenner sender som svar.

Ved at virkningen til de kapasitive motstander i tenningskretsen 1 elimineres før hvert tennersvar, muliggjøres en forstyrrelsesfri kommunikasjon mellom innretningen 2 og tennerne 4a til 4c med en stor signal-overføirngshastighet.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte for utveksling av data mellom elektroniske tennere og en innretning for programmering og utløsning av tennerne, hvor flere elektroniske tennere er anordnet etter hverandre i en tenningskrets, tennerne er tilordnet en respektiv adresse, utløsning av tennerne skjer i en på forhånd bestembar forsinkelsessekvens og dataene tilveiebringes med en tidsfølge av signaler med en gitt spenning, karakterisert ved at for en tilsiktet kommunikasjon mellom en tenner og innretningen legges det på tenningskretsen en likespenning med en gitt varighet, hvilken likespenning er økt i forhold til den spenning som er beregnet for datafrem-bringelsen, at deretter sender tenneren som et svar, data tilveiebragt ved signaler med en lavere spenning enn den tidligere påtrykte økede spenningen, og at, før svaret fra en ytterligere tenner, økes på nytt likespenningen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at spenningen i tenningskretsen over en slik tid økes til en slik verdi at det under det etter-følgende svar fra en tenner ikke skjer noen opplading av de øvrige tenneres kapasiteter som følge av ladningstap.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den økede spenning ligger under en kritisk spenning for utløsning av en tenner.

4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3, karakterisert ved at den kapasitive motstand i tenningskretsen måles og at den for oppladning av kapasitetene nødvendige minste-likespenning bestemmes i avhengighet av den målte kapasitive motstand.

5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 4, karakterisert ved at spenningsfallet på grunn av ohmsk motstand i tenningskretsen måles og at spenningen som er nødvendig for utligning av spenningsfallet, bestemmes.