RU116217U1 - DEVICE FOR LASER INITIATION OF COMBUSTION AND KNOCKING - Google Patents

DEVICE FOR LASER INITIATION OF COMBUSTION AND KNOCKING Download PDF

Info

Publication number
RU116217U1
RU116217U1 RU2011153271/03U RU2011153271U RU116217U1 RU 116217 U1 RU116217 U1 RU 116217U1 RU 2011153271/03 U RU2011153271/03 U RU 2011153271/03U RU 2011153271 U RU2011153271 U RU 2011153271U RU 116217 U1 RU116217 U1 RU 116217U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
optical fiber
laser
explosive
detonation
Prior art date
Application number
RU2011153271/03U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Илларионович Лаптев
Василий Иванович Мордасов
Вениамин Валентинович Пойлов
Надежда Александровна Сазонникова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет
Priority to RU2011153271/03U priority Critical patent/RU116217U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU116217U1 publication Critical patent/RU116217U1/en

Links

Abstract

Устройство лазерного инициирования горения и детонации, содержащее полупроводниковый лазерный излучатель с блоком питания и встроенным оптоволокном, оптическую розетку, концевой отрезок оптоволокна, гильзу, в которой помещены детонирующие и воспламеняющиеся взрывчатые вещества, а также амортизатор, обеспечивающий осевую фиксацию концевого торца оптоволокна, передающего излучение перпендикулярно поверхности взрывчатого вещества, отличающееся тем, что для передачи лазерного излучения на расстояние 30…50 м в лазерный излучатель встроен отрезок оптоволокна с потребляемой удельной мощностью величиной 10…50 Вт/см2, а для горения и детонации взрывчатого вещества без использования оптических систем последующий участок передачи потока излучения осуществлен через оптическую розетку в концевое оптоволокно с повышенной удельной мощностью 100…500 Вт/см2, выполненное соприкасающимся торцем перпендикулярно с поверхностью взрывчатого вещества. A device for laser initiation of combustion and detonation, containing a semiconductor laser emitter with a power supply and built-in optical fiber, an optical socket, an end section of an optical fiber, a sleeve in which detonating and flammable explosives are placed, and a shock absorber that provides axial fixation of the end end of the optical fiber transmitting surface of an explosive, characterized in that for the transmission of laser radiation at a distance of 30 ... 50 m, a piece of optical fiber with a specific power consumption of 10 ... 50 W / cm2 is built into the laser emitter, and for the combustion and detonation of an explosive without using optical systems, the subsequent transmission section the radiation flux is carried out through an optical socket into an end optical fiber with an increased specific power of 100 ... 500 W / cm2, made with a contacting end perpendicular to the surface of the explosive.

Description

Полезная модель относится к области взрывных технологий и может быть использована в горном деле, строительстве, геофизике, взрывообработке металлов и т.д.The utility model relates to the field of explosive technologies and can be used in mining, construction, geophysics, metal explosive processing, etc.

Известно устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам [1]. Взрыв групп оптических детонаторов в заданной последовательности проводится при минимальной длине световодов. Устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам включает подрывные элементы с оптическими детонаторами, связанные через световоды с источником лазерного излучения. Он выполнен в виде импульсного твердотельного или полупроводникового лазера. Устройство снабжено котировочным газовым лазером, оптической трубой, а также коммутирующим устройством, состоящим из прямоугольной призмы с механизмом ее вращения с заданной частотой. Также имеются блоки контроля и регулирования частоты вращения прямоугольной призмы и оптических линз. При этом котировочный газовый лазер оптически связан с прямоугольной призмой через активный элемент твердотельного лазера. В фокусе оптических линз размещены входные торцы световодов от оптических детонаторов подрывных элементов. Данное выполнение устройства позволяет посылать импульсы от твердотельного лазера к определенным группам оптических детонаторов через заданные промежутки времени. За счет наличия воздушного промежутка между прямоугольной призмой и оптическими линзами существенно сокращается длина световодов.A device for transmitting laser pulses to optical detonators [1]. The explosion of groups of optical detonators in a given sequence is carried out with a minimum length of optical fibers. A device for transmitting laser pulses to optical detonators includes subversive elements with optical detonators connected through optical fibers to a laser radiation source. It is made in the form of a pulsed solid-state or semiconductor laser. The device is equipped with a quotation gas laser, an optical tube, as well as a switching device consisting of a rectangular prism with a mechanism for its rotation with a given frequency. There are also blocks for monitoring and regulating the rotational speed of a rectangular prism and optical lenses. In this case, the quoted gas laser is optically coupled to a rectangular prism through the active element of the solid-state laser. The input ends of the optical fibers from the optical detonators of subversive elements are placed in the focus of the optical lenses. This embodiment of the device allows you to send pulses from a solid-state laser to certain groups of optical detonators at specified intervals. Due to the presence of an air gap between the rectangular prism and optical lenses, the length of the optical fibers is significantly reduced.

Недостатком данного устройства является сложность юстировки оптической системы, высокая стоимость его изготовления из-за наличия большого числа элементов и их юстировки при выполнении компоновки. Стоимость взрывного устройства существенно возрастает из-за наличия в системе одноразового использования большого числа оптических элементов.The disadvantage of this device is the difficulty of alignment of the optical system, the high cost of its manufacture due to the presence of a large number of elements and their alignment when performing the layout. The cost of an explosive device increases significantly due to the presence of a large number of optical elements in the disposable system.

В качестве прототипа предлагаемой модели было выбрано устройство лазерного инициирования и детонации [2], работа которого осуществляется следующим образом. Оно включает блок питания лазерной системы, фокусирующую оптическую систему, устройство передачи энергии лазерного излучения к детонатору. Его отличие от ранее известных устройств состоит в том, что используется полупроводниковый лазер, запуск которого проводится через блок кодировки сигнала. Блок кодировки сигнала обеспечивает защиту устройства от несанкционированного инициирования взрыва. Блок питания лазерной системы обеспечивает работу полупроводникового лазера. Поток мощного импульсного лазерного излучения фокусируется оптической системой и поступает на устройство передачи энергии к детонатору или пиропатрону. Через входной участок оптоэлектронной системы излучение поступает в оптоволокно и достигает входного фокусирующего участка. Детонация воспламеняющегося вещества с повышенной чувствительностью к лазерному излучению, инициируется сфокусированным потоком излучения в корпусе детонатора или пиропатрона.As a prototype of the proposed model, the device of laser initiation and detonation [2] was chosen, the operation of which is as follows. It includes a laser system power supply, a focusing optical system, and a device for transmitting laser radiation energy to the detonator. Its difference from previously known devices is that it uses a semiconductor laser, the launch of which is carried out through the signal encoding unit. The signal encoding unit protects the device from unauthorized initiation of an explosion. The power supply of the laser system provides a semiconductor laser. The flow of high-power pulsed laser radiation is focused by the optical system and fed to the energy transfer device to the detonator or squib. Through the input section of the optoelectronic system, the radiation enters the optical fiber and reaches the input focusing section. Detonation of a flammable substance with increased sensitivity to laser radiation is initiated by a focused radiation flux in the detonator or pyro cartridge case.

Однако данное устройство для инициирования детонации взрывчатого вещества излучением использует дорогостоящий мощный импульсный полупроводниковый лазер. Поток лазерного излучения проходит через одноразовую в использовании оптическую систему и оптоволокно с большой потерей величины мощности. Фокусировка излучения внутри детонатора или пиропатрона проводится с незначительной точностью фиксации фокального положения относительно поверхности вещества повышенной чувствительности к лазерному излучению.However, this device uses an expensive high-power pulsed semiconductor laser to initiate detonation of explosive radiation. The laser flux passes through a disposable optical system and fiber with a large loss of power. The radiation is focused inside the detonator or the squib with an insignificant accuracy in fixing the focal position relative to the surface of a substance of increased sensitivity to laser radiation.

Техническим результатом является снижение потерь энергии лазерного излучения для инициирования горения и детонации взрывчатых веществ, снижение себестоимости изготовления взрывного устройства при использовании маломощных полупроводниковых лазеров и устранении оптических элементов, упрощение эксплуатации.The technical result is to reduce the energy loss of laser radiation to initiate the combustion and detonation of explosives, reduce the cost of manufacturing an explosive device when using low-power semiconductor lasers and eliminate optical elements, simplifying operation.

Технический результат достигается тем, что схема устройства лазерного инициирования горения и детонации взрывчатых веществ имеет вид, представленный на рисунке 1.The technical result is achieved by the fact that the scheme of the device for laser initiation of combustion and detonation of explosives has the form shown in Figure 1.

Оно содержит: 1 - блок питания полупроводникового лазера, запуск которого проводится через блок кодировки сигнала, 2 - полупроводниковый лазер со встроенным оптоволокном 3, обеспечивающим передачу излучения удельной мощности незначительной удельной величины (10…50 Вт/см2), 4 - комбинированную оптическую розетку, передающую поток излучения в отрезок оптоволокна 5 с повышенной удельной мощностью (100…500 Вт/см2), 6 - гильзу, в которую помещены детонирующие 7 и легко воспламеняющиеся 8 вещества, 9 - амортизатор, обеспечивающий точность фиксации оптоволокна повышенной удельной мощности без зазора перпендикулярно поверхности легко воспламеняющегося вещества.It contains: 1 - a power supply unit of a semiconductor laser, which is launched through a signal encoding unit, 2 - a semiconductor laser with integrated optical fiber 3, which provides transmission of specific power radiation of a small specific value (10 ... 50 W / cm 2 ), 4 - a combined optical socket transmitting the radiation flux to a segment of optical fiber 5 with increased specific power (100 ... 500 W / cm 2 ), 6 - a sleeve in which detonating 7 and highly flammable 8 substances are placed, 9 - a shock absorber, which ensures the accuracy of wholesale fixation fiber of increased specific power without a gap perpendicular to the surface of a highly flammable substance.

Предлагаемое устройство для уменьшения потерь излучения при передаче его на значительные расстояния (свыше 30…50 м) встроен отрезок оптоволокна с потребляемой мощностью незначительной величины (10…50 Вт/см2), а для инициирования горения и детонации без использования оптических систем последующий участок передачи потока излучения в оптоволокно с повышенной удельной мощностью (100…500 Вт/см2) выполнен через комбинированную оптическую розетку.The proposed device for reducing radiation losses when transmitting it over considerable distances (over 30 ... 50 m) has a built-in segment of optical fiber with a negligible power consumption (10 ... 50 W / cm 2 ), and for initiating combustion and detonation without using optical systems, a subsequent transmission section radiation flux into an optical fiber with an increased specific power (100 ... 500 W / cm 2 ) is made through a combined optical outlet.

Устройство лазерного инициирования горения и детонации взрывчатых веществ работает следующим образом. С использованием блока питания 1, содержащего блок кодировки сигнала включается полупроводниковый лазер 2 малой мощности (1…5 Вт) со встроенным оптоволокном 3. Оптоволокно многоразового использования обеспечивает передачу излучения удельной мощности незначительной относительной удельной величины (10…50 Вт/см2) на значительные расстояния (свыше 30…50 м) при его несущественных потерях (2…3%). Комбинированная оптическая розетка 4 позволяет передать поток излучения в отрезок оптоволокна, меньшего диаметра 5 при потере мощности 3…5%. Обеспечивается передача излучения с увеличением удельной мощности на выходе из оптоволокна до величины 100…400 Вт/см2. Данное значение достаточно для инициирования горения и детонации легковоспламеняющегося вещества 8. Его инициирование приводит к взрыву вещества 7, помещенного в гильзу 6. Амортизатор 9 обеспечивает точность фиксации оптоволокна 5 повышенной удельной мощности без зазора перпендикулярно поверхности легко воспламеняющегося вещества 8. В этом случае снижается себестоимость устройства из-за отсутствия необходимости использования фокусирующих элементов. При повторном лазерном инициировании горения и детонации взрывчатого вещества подлежит замене с низкой трудоемкостью отрезок оптоволокна с повышенной удельной мощностью 5 и оптический детонатор, помещенный в гильзу 6. Предлагаемое устройство с использованием встроенного оптического волокна с незначительной мощностью позволяет уменьшить потери используемой мощности лазерного излучения на величину 40…50%.The device for laser initiation of combustion and detonation of explosives works as follows. Using a power supply unit 1 containing a signal encoding unit, a low-power semiconductor laser 2 (1 ... 5 W) with built-in optical fiber 3 is switched on. Refillable optical fiber provides transmission of specific power radiation of a small relative specific value (10 ... 50 W / cm 2 ) to significant distances (over 30 ... 50 m) with insignificant losses (2 ... 3%). Combined optical socket 4 allows you to transfer the radiation flux into a segment of optical fiber of smaller diameter 5 with a power loss of 3 ... 5%. Transmission of radiation is provided with an increase in the specific power at the exit from the optical fiber to a value of 100 ... 400 W / cm 2 . This value is sufficient to initiate the combustion and detonation of a flammable substance 8. Its initiation leads to the explosion of a substance 7 placed in a sleeve 6. The shock absorber 9 provides accurate fixation of the optical fiber 5 with increased specific power without a gap perpendicular to the surface of a highly flammable substance 8. In this case, the cost of the device is reduced due to the lack of the need for focusing elements. When laser initiation of burning and detonation of an explosive is repeated, a fiber section with an increased specific power of 5 and an optical detonator placed in a sleeve 6 must be replaced with low labor intensity. The proposed device using an integrated optical fiber with low power can reduce the loss of used laser radiation power by 40 …fifty%.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫBIBLIOGRAPHY

1. А.Н.Бондаренко. Устройство для передачи лазерных импульсов к оптическим детонаторам [Текст] / Бондаренко А.Н., Шевкун Е.Б., Мирошников В.И. Леоненко Н.А. Заявка на изобретение №35108574, МПК F42B 3/02. 25.05.1995 - 6 с.1. A.N. Bondarenko. A device for transmitting laser pulses to optical detonators [Text] / Bondarenko AN, Shevkun EB, Miroshnikov VI Leonenko N.A. Application for invention No. 35108574, IPC F42B 3/02. 05/25/1995 - 6 s.

2. Н.И.Лаптев. Устройство для лазерного инициирования горения и детонации взрывчатых веществ [Текст] / Лаптев Н.И., Мордасов В.И., Пойлов В.В., Хайрутдинов М.Р. Описание к патенту №2008147588, МПК F42B 3/02, F42D 1/04. 02.12.08 - 3 с.2. N.I. Laptev. Device for laser initiation of combustion and detonation of explosives [Text] / Laptev NI, Mordasov VI, Poylov VV, Khayrutdinov MR Description to patent No. 2008147588, IPC F42B 3/02, F42D 1/04. 12/02/08 - 3 s.

Прототип:Prototype:

Н.И.Лаптев Устройство для лазерного инициирования горения и детонации взрывчатых веществ [Текст]/ Лаптев Н.И., Мордасов В.И., Пойлов В.В., Галимова Г.А. Описание к патенту №2008147593, МПК МПК F42B 3/02, F42D 1/04, 02.12.08 - 3 с.N.I. Laptev Device for laser initiation of combustion and detonation of explosives [Text] / Laptev N.I., Mordasov V.I., Poylov V.V., Galimova G.A. Description to patent No. 2008147593, IPC IPC F42B 3/02, F42D 1/04, 12/02/08 - 3 s.

Claims (1)

Устройство лазерного инициирования горения и детонации, содержащее полупроводниковый лазерный излучатель с блоком питания и встроенным оптоволокном, оптическую розетку, концевой отрезок оптоволокна, гильзу, в которой помещены детонирующие и воспламеняющиеся взрывчатые вещества, а также амортизатор, обеспечивающий осевую фиксацию концевого торца оптоволокна, передающего излучение перпендикулярно поверхности взрывчатого вещества, отличающееся тем, что для передачи лазерного излучения на расстояние 30…50 м в лазерный излучатель встроен отрезок оптоволокна с потребляемой удельной мощностью величиной 10…50 Вт/см2, а для горения и детонации взрывчатого вещества без использования оптических систем последующий участок передачи потока излучения осуществлен через оптическую розетку в концевое оптоволокно с повышенной удельной мощностью 100…500 Вт/см2, выполненное соприкасающимся торцем перпендикулярно с поверхностью взрывчатого вещества.
Figure 00000001
A device for laser initiation of combustion and detonation, comprising a semiconductor laser emitter with a power supply and built-in optical fiber, an optical outlet, an end segment of an optical fiber, a sleeve containing detonating and flammable explosives, and a shock absorber that provides axial fixation of the end end of the optical fiber transmitting explosive surface, characterized in that for the transmission of laser radiation at a distance of 30 ... 50 m in a laser emitter a piece of optical fiber with a specific power consumption of 10 ... 50 W / cm 2 is used , and for burning and detonation of an explosive without using optical systems, the subsequent section of the radiation flux transmission is carried out through an optical outlet into an end fiber with an increased specific power of 100 ... 500 W / cm 2 made in contact with the end face perpendicular to the surface of the explosive.
Figure 00000001
RU2011153271/03U 2011-12-26 2011-12-26 DEVICE FOR LASER INITIATION OF COMBUSTION AND KNOCKING RU116217U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153271/03U RU116217U1 (en) 2011-12-26 2011-12-26 DEVICE FOR LASER INITIATION OF COMBUSTION AND KNOCKING

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011153271/03U RU116217U1 (en) 2011-12-26 2011-12-26 DEVICE FOR LASER INITIATION OF COMBUSTION AND KNOCKING

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU116217U1 true RU116217U1 (en) 2012-05-20

Family

ID=46231136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011153271/03U RU116217U1 (en) 2011-12-26 2011-12-26 DEVICE FOR LASER INITIATION OF COMBUSTION AND KNOCKING

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU116217U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3618526A (en) Pyrotechnic pumped laser for remote ordnance initiation system
CN101463790A (en) Laser-ignition unit
NO301739B1 (en) Device for ignition of pyrotechnic material
RU116217U1 (en) DEVICE FOR LASER INITIATION OF COMBUSTION AND KNOCKING
RU133276U1 (en) DEVICE FOR LASER INITIATION OF DETONATION
CN205049056U (en) Laser ignition with photoswitch
US5191167A (en) Multi-point fiber optic igniter
PE20230903A1 (en) SYSTEMS, APPARATUS, DEVICES AND METHODS FOR STARTING OR DETONATING TERTIARY EXPLOSIVE MEANS BY MEANS OF PHOTONIC ENERGY
RU154277U1 (en) BOILER STOVE IGNITION DEVICE
RU118736U1 (en) DEVICE FOR REDUCING THE VALUE OF CRITICAL VOLUME AND ENERGY DENSITY OF LASER RADIATION INITIATION OF EXPLOSIVES
RU2358365C1 (en) Portable multicoloured pulse-periodic fibre laser emitter with pyrotechnic pumping
RU2089843C1 (en) Device for transmission of laser pulses to optical detonators
CN109916234A (en) A kind of oscillatory type cable de-icing device
CN109916231A (en) A kind of initiating device for fixed point laser telecontrol
JP5862129B2 (en) Laser ignition igniter
CN104121134A (en) Galvanometer type laser ignition device and working method
CN204003231U (en) Engine laser ignition device
RU83324U1 (en) DEVICE FOR LASER INITIATION OF COMBUSTION AND DETONATION OF EXPLOSIVES
RU2544300C1 (en) Reusable portable self-contained pulsed solid laser
RU2667838C1 (en) Aircraft
RU2701079C1 (en) Aircraft
RU2086898C1 (en) Explosive device
RU2011100423A (en) EXPLOSION DEVICE - Shell
ES2656689T3 (en) Enhanced Opto-Technical Initiator
CN109900161A (en) A kind of underwater explosion object disposal plant

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20131227