SU1005109A1

SU1005109A1 - Explosion counting device

Info

Publication number: SU1005109A1
Application number: SU813347096A
Authority: SU
Inventors: Станислав Григорьевич Комаров
Original assignee: Красноуральский Медеплавильный Комбинат Им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1981-10-12
Filing date: 1981-10-12
Publication date: 1983-03-15

Description

Союз Советских Социалистических РеспубликUnion of Soviet Socialist Republics

Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийUSSR State Committee for Inventions and Discoveries

О П ИСА НИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 12.10.81 (2.1) 3347096/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет -TO AUTHOR'S CERTIFICATE (61) Additional to author. certificate-wu - (22) Declared 12.10.81 (2.1) 3347096 / 18-24 with the addition of application No. (23) Priority -

Опубликовано 15.03,83.Бюллетень № 10Published March 15, 1983 Bulletin No. 10

Дата опубликования описания 15.03.83 <11)1005109 |И)М.Кл.>Date of publication of the description 03/15/83 <11) 1005109 | I) M.Kl.>

G Об М 3/00 (53) УДК 621.374.G About M 3/00 (53) UDC 621.374.

.32(088.8).32 (088.8)

(54 ) УСТРОЙСТВО(54) DEVICE

Изобретение относится 'к импульс- , ной технике и может быть использовано для точного подсчета взорванных зарядов взрывчатых веществ и одновременного измерения энергии взрывов.The invention relates to pulse technology, and can be used to accurately calculate the explosive charges of explosives and at the same time measure the energy of explosions.

В настоящее время в СССР и за рубежом в условиях горного производства подсчет числа взорванных шпуров-скважин ведут на слух, анализируя энергию звуковых волн, образующихся при взрывах.At present, in the USSR and abroad, in the conditions of mining, the number of blasted boreholes is counted by ear, analyzing the energy of sound waves generated during explosions.

Этот метод подсчета числа взорванных зарядов взрывчатого вещества является опасным и ненадежным. Он не дает возможности определить энергию взрывов, наличие подорванного шпура, количество оставшегося невзорванным заряда взрывчатого вещества в стакане шпура-скважины, что при последующем обуривании забоя может непредвиденному взрыву случаям с людьми.This method of counting the number of detonated explosive charges is dangerous and unreliable. It does not make it possible to determine the energy of explosions, the presence of a blown hole, the amount of explosive charge remaining unexploded in a glass of a borehole, which, with subsequent drilling of the face, can cause an unexpected explosion in cases of people.

Известно устройство вов, содержащее регистры сдвига и г·-, распределитель тактовых импульсов £1].A device is known, containing shift registers and g · -, a clock distributor £ 1].

Однако это устройство не обеспечивает точности счета при спаривании взрывов.However, this device does not provide accurate counting when pairing explosions.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для счета взры- 30 привести к и несчастным для счета взрыДЛЯ СЧЕТА ВЗРЫВОВ вов, содержащее датчик импульсов, вы-, ход которого соединен с входом формирователя импульсов, блок распределения импульсов, блок памяти и блок 5 индикации [2}.Closest to the proposed one is a device for counting explosions and 30 miserable for counting explosions. For counting explosions, it contains a pulse sensor, the output of which is connected to the input of a pulse shaper, a pulse distribution block, a memory block and an indication block 5 [2} .

Однако известное устройство не обеспечивает точности счета при одновременном взрыве нескольких зарядов взрывчатых' веществ.However, the known device does not provide accurate counting while simultaneously exploding several explosive charges.

Цель изобретения - повышение точности устройства.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the device.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для счета взрывов, содержащее датчик импульсов, . с выход которого Соединен с входом формирователя импульсов,блок распределения импульсов, блок памяти и блок индикации, введены пороговый блок и формирователь однократных импульсов> 2θ блок распределения импульсов выполнен из групп элементов И и регистра сдвига, выходы которого соединены с первыми входами элементов И соответствующих групп, выход формирователя импульсов подключен к входу порогового блока, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И групп блока распределения импульсов, выходы элементов И которого подключены к входам блока памяти, выходы которо го соединены с входами блока индикации, выходы формирователя однократных импульсов подключены к входам начальной установки блока памяти и регистра сдвига блока распределения .импульсов, вход которого соединен с j первым выходом порогового блока.This goal is achieved by the fact that in the device for counting explosions, containing a pulse sensor,. the output of which is connected to the input of the pulse shaper, the pulse distribution block, the memory block and the indication block, the threshold block and the single pulse shaper> 2θ are introduced, the pulse distribution block is made of groups of elements AND and a shift register, the outputs of which are connected to the first inputs of elements AND of the corresponding groups , the output of the pulse shaper is connected to the input of the threshold block, the outputs of which are connected to the second inputs of the corresponding elements AND groups of the pulse distribution block, the outputs of the elements And cat cerned are connected to inputs of the storage unit, whose outputs are connected to inputs of the indication unit, single pulse shaper outputs are connected to inputs of the storage unit the initial setting and shift register .impulsov distribution unit having an input coupled to a first output threshold j block.

Кроме того, датчик импульсов выполнен из усилителя и мембранного узла с пьеэорезонатором, который Включен в цепь обратной связи усили- .θ теля.In addition, the pulse sensor is made of an amplifier and a membrane unit with a piezoresonator, which is included in the feedback circuit of the amplifier .θ of the amplifier.

На чертеже дана функциональная схема устройства.The drawing shows a functional diagram of the device.

Устройство содержит датчик 1 импульсов, состоящий из мембранного узла 2 с пьезорезонатором 3, усилителя 4 с регулятором 5 усиления, ли+ι нию б связи, формирователь 7 импульсов, пороговой блок 8, состоящий из пороговых элементов 9, блок 10 распределения импульсов, состоящий 20 из регистра 11 сдвига и групп 12 -элементов И 13, генератор 14 однократных импульсов , блок 15 памйти, состоящий из групп 16 элементов памяти 17, блок 18 индикации, сос- 25 тоящий'из световых излучателей 19.The device contains a pulse sensor 1, consisting of a membrane unit 2 with a piezoresonator 3, an amplifier 4 with a gain control 5, whether + ι switch, a pulse shaper 7, a threshold block 8, consisting of threshold elements 9, a pulse distribution block 10, consisting of 20 from shift register 11 and groups of 12 elements And 13, a single pulse generator 14, a memory unit 15, consisting of groups of 16 memory elements 17, an indication unit 18, consisting of 25 light emitters 19.

Работа счетчика взрывов осуществляется следующим образом.The operation of the explosion counter is as follows.

Датчик 1 импульсов - первичный измерительный преобразователь энер- βθ гии взрыва в электрический сигнал, устанавливается в горной выработке на определенном расстоянии от места намеченных взрывов зарядов взрывчатых веществ. В зависимости от __ величины каждого заряда, помещенного в шпур-скважину, сечения горной выработки и расстояния от зарядов до места установки датчика 1 импульсов регулятором 5 усиления по шкале перепада давлений газа на фрон- 40 те ударной волны задается масштаб преобразования импульсов перепада давлений ударной волны в электри ческие импульсы.An impulse sensor 1 is a primary measuring transducer of explosion energy into an electric signal, it is installed in a mine working at a certain distance from the place of the planned explosions of explosive charges. Depending on __ the magnitude of each charge placed in the borehole, the cross section of the mine and the distance from the charges to the place of installation of the sensor 1 pulses by the gain controller 5 on the scale of the differential pressure of the gas at the front of the shock wave, the conversion scale of the differential pressure pulses of the shock wave is set into electrical impulses.

Вторичная измерительная часть уст-45 ройства устанавливается, например, у диспетчера шахты или же на ее главном горизонте и соединяется с датчиком 1 импульсов, линией 6 связи, например, проводной.The secondary measuring part of the device-45 is installed, for example, at the mine manager or on its main horizon and connected to the pulse sensor 1, communication line 6, for example, wired.

С помощью генератора 14 однократных импульсов устройство перед началом работы устанавливается в исходное состояние.Using the generator 14 single pulses, the device before starting work is set to its original state.

В исходном состоянии устройство находится в ждущем режиме. При этом датчик 1 импульсов на свой выход выдает сигнал определенной амплитуды и частоты. Сигнал на выходах формирователя 7 импульсов и порогового блока 8 отсутствуют, 60 световые излучатели 19 в блоке 18 индикации не светятся.In the initial state, the device is in standby mode. In this case, the pulse sensor 1 outputs a signal of a certain amplitude and frequency to its output. There are no signals at the outputs of the pulse shaper 7 and the threshold unit 8, 60 light emitters 19 in the display unit 18 are not lit.

Пьезорезонатор 3 в устройстве используется в качестве частотозадающего элемента замкнутой системы, , 65 содержащей усилитель 4 с регулятором 5 усиления, поэтому режим автоколебаний в системе поддерживается на частоте, близкой к частоте рабочего резонанса пьезорезонатора ιThe piezoresonator 3 in the device is used as a frequency-setting element of a closed system,, 65 containing an amplifier 4 with a gain control 5, therefore, the self-oscillation mode in the system is maintained at a frequency close to the frequency of the working resonance of the piezoresonator ι

3. Поскольку в исходном состоянии измеряемого воздействия на пьезорезонатор 3 нет, то нет модуляции его потерь и амплитудная модуляция несущей на выходе датчика 1 импульсов также отсутствует.3. Since in the initial state there is no measurable effect on the piezoresonator 3, there is no modulation of its losses and there is also no amplitude modulation of the carrier at the output of the sensor 1.

При взрыве заряда взрывчатого вещества образуются газообразные продукты, которые, расширяясь, создают ударную волну, на фронте которой наблюдается: резкий перепад давлений. Эта волна вблизи заряда создает весьма большое давление. Скорость распространения ударной волны от места взрыва в воздушной среде зависит от развиваемых им давлений. С увеличением расстояния от места взрыва плотность, энергии ударной волны продолжает убывать и в месте установки датчика 1 импульсов понижается до безопасного для него уровня, в то же.время достаточного для обеспечения его работоспособности.In the explosion of an explosive charge, gaseous products are formed, which, expanding, create a shock wave, at the front of which there is a sharp pressure drop. This wave near the charge creates a very large pressure. The speed of propagation of a shock wave from the place of the explosion in the air depends on the pressure developed by it. With increasing distance from the place of the explosion, the density and energy of the shock wave continues to decrease, and at the place of installation of the sensor 1 pulses decreases to a level safe for it, at the same time, sufficient to ensure its operability.

При взрывах импульсы ударной волны достигают датчика 1 импульсов и оказывают воздействие на его мембранный узел 2, который, в свою очередь, воздействует на пьезорезонатор 3 и модулирует его потери, что приводит к амплитудной модуляции несущей на выходе усилителя 4 с регулятором 5 усиления. После этого поступившие через линию 6 связи электрические импульсы формирователем 7 импульсов усиливаются, одновременно детектируются, формируются по длительности и· в форме односторонних импульсов с амплитудой, пропорциональной энергии взрыва, поступают на входы всех пороговых элементов 9 одновременно, пороги дискриминации которых в ряду отличаются на некоторую определенную и постоянную величину.During explosions, the shock wave pulses reach the pulse sensor 1 and affect its membrane unit 2, which, in turn, acts on the piezoresonator 3 and modulates its losses, which leads to amplitude modulation of the carrier at the output of amplifier 4 with gain control 5. After that, the electrical impulses received through the communication line 6 are amplified by the pulse generator 7, simultaneously detected, formed in duration and in the form of one-sided pulses with an amplitude proportional to the explosion energy, they arrive at the inputs of all threshold elements 9 at the same time, the discrimination thresholds of which in a row differ by some defined and constant value.

При поступлении на входы пороговых элементов 9 первого электрического импульса с амплитудным значением, пропорциональным энергии взрыва, сбрасывает несколько пороговых элементов 9, начиная с первого имеющих пороги дискриминации меньше амплитудного значения поступившего электрического импульса. Пороговый элемент 9 с наименьшим порогом дискриминации посылает импульсы на вход управления регистра 11 сдвига, и на первом выходе последнего образуется импульс, который подается одновременно с импульсами сработавших пороговых элементов 9 на входы своих элементов И 13 группы 12.When the first electric pulse with an amplitude value proportional to the energy of the explosion arrives at the inputs of the threshold elements 9, it resets several threshold elements 9, starting from the first having discrimination thresholds less than the amplitude value of the incoming electric pulse. The threshold element 9 with the smallest threshold of discrimination sends pulses to the control input of the shift register 11, and at the first output of the latter, a pulse is generated, which is supplied simultaneously with the pulses of the triggered threshold elements 9 to the inputs of its elements And 13 of group 12.

В 'свою очередь, сработавшие элементы И 13 передают импульсы на элементы памяти 17 группы 16 блоs ка 15 памяти, фиксирующие их и вызывающие включение снизу-вверх светоI вых излучателей 19 в первом ряду матрицы блока 18 индикации.In turn, the triggered elements And 13 transmit pulses to the memory elements 17 of the group 16 of the memory block 15, fixing them and causing the bottom-up switching of the light emitters 19 in the first row of the matrix of the display unit 18.

Число зажженных световых излучателей 19 в вертикальном ряду матрицы соответствует энергии взрыва. Далее, следующие друг за другом взрывы вызовут также срабатывание пороговых элементов 9, регистра 11 сдвига - появление импульсов на втором, · Ю третьем и т?д. его выходах, элемен-л тов И 13 следующих групп 12, элементов памяти 17 группы 16 блока 15 памяти и включение световых излучателей 19 в других вертикальных рядах 15 блока 18 индикации. При этом число зажженных световых излучателей по горизонтали матрицы будет выражать число взрывов, а по вертикали энергию отдельных взрывов. goThe number of lighted emitters 19 in the vertical row of the matrix corresponds to the energy of the explosion. Further, successive explosions will also trigger threshold elements 9, shift register 11 - the appearance of pulses on the second, third and third, etc. its outputs, elements And 13 of the following groups 12, memory elements 17 of the group 16 of the memory unit 15 and the inclusion of light emitters 19 in other vertical rows 15 of the display unit 18. In this case, the number of lighted emitters horizontally matrix will express the number of explosions, and the vertical energy of individual explosions. go

В том случае, если два или же три взрыва происходят одновременно, энергия ударной, волны при этом также увеличивается в два-три разау а зарегистрированный как единичный g5 взрыв приводит к включению по вертикали в два-три раза большего числа световых излучателей 19, от чего'число взрывов при этом принимается равным двум-трем. На этом цикл работы устройства завершен. **In the event that two or three explosions occur simultaneously, the energy of the shock wave also increases two to three times, and the explosion detected as a single g5 leads to the inclusion of two to three times more vertical light emitters 19 vertically, from which 'the number of explosions is taken equal to two or three. This completes the cycle of the device. **

Экономический эффект от использования устройства определяется повышением точности счета и определения энергии взрывов, что повышает безопасность взрывных работ. 35The economic effect of using the device is determined by increasing the accuracy of counting and determining the energy of explosions, which increases the safety of blasting. 35

Claims

This is connected to the inputs of the display unit; the outputs of the single pulse generator are connected to the inputs of the initial installation of the memory block and the shift register of the distribution block. pulses, the input of which is connected by the first output of the threshold block. In addition, the pulse sensor is made of an amplifier and a membrane assembly with a piezoelectric resonator, which is connected to the amplification feedback circuit of the body. The functional diagram of the device is given in the drawing. The device contains a pulse sensor 1, consisting of a membrane unit 2 with a piezoresonator 3, amplification 4 with a gain controller 5, communication ligature b, impulse generator 7, thresholds unit 8, state and threshold elements 9, a pulse distribution unit 10, consisting of a shift register 11 and groups of 12 elements-I 13, a generator of 14 single pulses, a memory unit 15 consisting of groups of 16 memory elements 17, an indication unit 18, and therefore a light Emitters 19. The meter operates as follows. Pulse sensor 1, the primary measuring transducer of the energy of an explosion into an electrical signal, is installed in the mine workings at a certain distance from the place of the intended explosions of charges of explosives. Depending on the magnitude of each charge placed in the borehole, the mine working section and the distance from the charge to the location of the sensor 1 pulse with the gain controller 5 on the scale of the gas pressure differential at the shock front, the scale of the shock pressure differential pulse conversion is set waves to electrical impulses. The secondary measuring part of the device is installed, for example, at the mine dispatcher or on its main horizon and is connected to the pulse sensor 1, the communication line 6, for example, the wired one. With the aid of a generator of 14 single pulses, the device is set to its initial state before starting work. In the initial state, the device is in standby mode. In this case, the sensor 1 pulses at its output generates a signal of a certain amplitude and frequency. The signal at the outputs of the pulse driver 7 and the threshold unit 8 are missing, the light emitters 19 in the display unit 18 are not illuminated. The piezoresonator 3 in the device is used as a frequency-generating element of a closed system containing amplifier 4 with gain control 5, therefore the self-oscillation mode in the system is maintained at a frequency close to the operating resonance frequency of the piezoresonator / 3. Since the initial state of the measured effect on the piezoresonator 3 is not present, there is no modulation of its loss, and there is also no amplitude modulation of the carrier at the output of sensor 1 of the pulses. When an explosive charge explodes, gaseous products are formed, which, having expanded, create a shock wave, on the front of which one observes: a sharp pressure drop. This wave near the charge creates a very large pressure. The speed of propagation of a shock wave from an explosion site in air depends on the pressures it develops. As the distance from the explosion site increases, the density of the shock wave energy continues to decrease and, at the installation site of the sensor 1, the pulses are lowered to a safe level for it, at the same time sufficient to ensure its operability. During explosions, the shock wave pulses reach the pulse sensor 1 and affect its membrane, node 2, which, in turn, affects the piezoresonator 3 and modulates its losses, which leads to a modulation of the carrier at the output of amplifier 4 with the gain control 5. Thereafter, the electrical pulses received through link 6 by the pulse shaper 7 are amplified, simultaneously detected, formed by duration, and in the form of one-sided pulses with amplitude proportional to the explosion energy, are fed to the inputs of all threshold elements 9 simultaneously, the discrimination thresholds of which are different in row by some definite and constant value. When the first electric pulse threshold elements 9 arrive at the inputs with an amplitude value proportional to the explosion energy, it resets several threshold elements 9, starting with the first having discrimination thresholds less than the amplitude value of the incoming electric pulse. The threshold element 9 with the smallest discrimination threshold sends pulses to the control input of the shift register 11, and a pulse is generated at the first output of the latter, which is fed simultaneously with the pulses of the triggered threshold elements 9 to the inputs of its elements AND 13 of group 12. In turn, the activated elements And 13 transmit pulses to the memory elements 17 of group 16 of memory block 15, fixing them and causing bottom-up switching of the light emitters 19 in the first row of the matrix of the display unit 18. The number of lit light emitters 19 in the vertical row of the matrix corresponds to the explosion energy. Further, successive explosions will cause the triggering of the threshold elements 9, of the register 11 and the shift of the pulse - the appearance of pulses on the second, third and. its outputs, elements And 13 of the following groups 12, the elements of memory 17 of group 16 of memory block 15 and the activation of light emitters 19 in other vertical rows of display block 18. The number of lit emitters of light n horizontal matrix will express the number of explosions, and the vertical energy of individual explosions. . In the event that two or three explosions occur simultaneously, the energy of the shock wave at the same time also increases two to three times, and registered as a single explosion leads to the inclusion of a greater number of light emitters 19 vertically two or three times more. in this case, the gains are assumed to be two to three. The cycle of the device is completed. The economic effect of using the device is determined by increasing the accuracy of counting and determining the energy of explosions, which increases the safety of blasting operations. Claim 1. A device for counting explosions, comprising a pulse sensor, the output of which is connected to the input of the pulse generator, a pulse distribution unit, a memory unit and a display unit, characterized in that, in order to improve the accuracy of the device, a threshold unit and a single pulse shaper, a pulse distribution unit is made of groups of elements AND and a shift register, whose inputs are connected to the first inputs of elements AND of the corresponding groups, the output of the pulse shaper is connected to the input at the threshold unit, the outputs of which are connected to the second inputs of the corresponding elements AND groups of the pulse distribution unit, the outputs of the elements AND of which are connected to the inputs of the memory unit, the outputs of which are connected to the inputs of the display unit, the outputs of the single pulse generator are connected to the input unit of the initial installation of the memory unit to the shift register of the pulse distribution unit, the input of which is connected to the first output of the threshold unit. 2. Device ft. 1, that is, the impulse sensor is made of an amplifier and a membrane assembly with a piezoresonator, which is included in the feedback circuit of the amplifier. Sources of information taken into account in the examination 1.Ugryumov EP Elements and components of digital computer. M.,. Higher School, 1976, p. 199-212.

2. Information sheet 211-76 of the Sverdlovsk interindustry ter-. the rhetorical center of STI and propaganda, 1976 (prototype).