本实用新型涉及起爆器设备技术领域,具体涉及一种具有电流自检和稳压功能的高可靠性电子雷管起爆器。
背景技术:
炸药是一种能在极短时间内剧烈燃烧(即爆炸)的物质,能在一定的外界能量的作用下,由自身能量发生爆炸。一般情况下,炸药的化学及物理性质稳定,但不论环境是否密封,药量多少,甚至在外界零供氧的情况下,只要有较强的能量(起爆药提供)激发,炸药就会对外界进行稳定的爆轰式作功。炸药爆炸时,能释放出大量的热能并产生高温高压气体,对周围物质起破坏、抛掷、压缩等作用。正是由于炸药的这些特性,一旦其非正常起爆或流入社会,将严重地危害社会的安全稳定,并对国家、人民的财产安全形成极大的威胁。因此,对爆炸物品的监控是非常必要也是非常重要的。
炸药按照包装形式一般分为两大类:包装炸药和散装炸药,其中包装炸药较为常见,包括各种规格的卷装、袋装、箱装。而散装炸药,是指完全依靠现场装填设备进行装药的炸药。目前的散装炸药分为散装乳化炸药和散装多孔粒状铵油炸药或两种的组合。其本身没有固定的包装规格和包装数量。散装炸药的爆破,除了需要散装炸药本身之外,还需要起爆器材(包括起爆弹和雷管)对其进行引爆。
爆炸物品通常包括炸药和起爆器材。其中,起爆器材除了包括起爆弹和起爆雷管之外,还包括石油领域使用的石油射孔弹、地质勘探领域使用的震源药柱等。其中的起爆雷管包括电雷管、导爆管雷管、数码电子雷管等。
在起爆工作进行时,起爆器的信号需要传输进电子雷管内,传统的起爆器与电子雷管的接口比较难连接,传输信息慢,且连接不稳容易导致电压不稳、信号失踪,容易影响起爆器对电子雷管的引爆,另外因为起爆器自身电流不稳也容易导致电子雷管早爆、晚爆或者盲炮,控制不精确,影响现场工作推进,严重时造成财产人身安全事故。
技术实现要素:
本实用新型的目的在于提供一种具有电流自检和稳压功能的高可靠性电子雷管起爆器,以解决传统的起爆器与电子雷管的接口比较难连接,传输信息慢,且连接不稳容易导致电压不稳、信号失踪,且连接不稳容易导致电压不稳,容易影响起爆器对电子雷管的引爆,另外因为起爆器自身电流不稳也容易导致电子雷管早爆、晚爆或者盲炮,控制不精确,影响现场工作推进,严重时造成财产人身安全事故的问题。
为解决上述的技术问题,本实用新型采用以下技术方案:
一种具有电流自检和稳压功能的高可靠性电子雷管起爆器,包括壳体、主控芯片、显示模块、按键模块、电池模块、稳压模块和pcie模块组成,所述显示模块、按键模块、电池模块、稳压模块和pcie模块适配安装在所述壳体内,且按照下述关系耦接;
所述主控芯片,分别与所述显示模块、按键模块、电池模块、稳压模块和pcie模块相耦接,用于储存和计算并处理各个所述模块传输过来的数据,并根据该数据进行分析,然后对电子雷管发送指令;
所述显示模块,与所述主控芯片相耦接,用于显示所述起爆器所处的各项状态信息和功能菜单信息;
所述按键模块,与所述主控芯片相耦接,用于对起爆器设置工作参数或发出命令;
所述电池模块,分别与所述主控芯片、显示模块、按键模块、稳压模块和pcie模块相耦接,用于对各模块提供电源;
所述稳压模块与所述主控芯片和相耦接,且与所述主控芯片之间设置有电流检测回路,所述稳压模块为所述pcie模块输出稳定电压;
所述pcie模块通过串口与所述主控芯片耦接,通过pcie接口连接电子雷管,并对电子雷管发出信号。
进一步的技术方案是:所述主控芯片包括通信模块、定位模块、检验模块和组网检测模块;
所述通信模块通过无线或有线进行信息传输和下载,用于向电子雷管、注册器或起爆器发送各项指令以及接收来自雷管的工作信息,还可以与计算机连接,获取或发送爆破设计文件及爆破日志;
所述定位模块进行定位当前起爆作业位置信息;
所述检验模块对已在注册器上注册信息的电子雷管进行身份信息及授权验证;
所述组网检测模块对电子雷管组合网路进行检测。
进一步的技术方案是:所述主控芯片还设置有usb接口,所述usb接口与外部电脑或外部电源连接,还可以与其他多个起爆器进行级联组装,组成扩容起爆网络。
进一步的技术方案是:所述主控芯片还设置有用于电子雷管上条形码/二维码的扫描头10,所述扫描头10采集电子雷管信息并与所述主控芯片上储存的信息进行匹配。
进一步的技术方案是:所述显示模块通过mipi接口与所述主控芯片耦接。
进一步的技术方案是:所述电流检测回路嵌入在所述pcie模块内。
进一步的技术方案是:所述稳压模块为稳压二极管。
进一步的技术方案是:所述定位模块为gps定位器。
与现有技术相比,本实用新型至少能达到以下有益效果之一的是:
1、本实用新型提出一种具有电流自检和稳压功能的高可靠性电子雷管起爆器,该起爆器利用pcie模块传输,第一,有非常强的伸缩性,以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求,第二支持高阶电源管理,支持热插拔,支持数据同步传输,为优先传输数据进行带宽优化,pcie模块以点对点的方式处理通信,每个设备在要求传输数据的时候各自建立自己的传输通道,对于其他设备这个通道是封闭的,这样的操作保证了通道的专有性,避免其他设备的干扰。
2、在pcie模块和稳压模块之间设置有电流检测回路,电流检测回路连接回主控芯片,主控芯片内储存的既定程序会严格控制电流范围,结合稳压模块输出一个稳定的电流,防止电流过大或过小,影响pcie模块的信号和电流输出,保证起爆工作的顺利安全进行。
3、该起爆器的主控芯片内设置有检验模块,可以对已经注册过的电子雷管进行数据库内的身份比对,防止出厂有问题的雷管或者不是参与爆破的雷管混入其中,产生隐患,便于电子雷管爆破管理和进行。
附图说明
图1为本实用新型一种具有电流自检和稳压功能的高可靠性电子雷管起爆器的结构示意图。
图2为本实用新型图1中pcie模块与电子雷管的结构示意图。
图3为本实用新型图1中起爆器级联的结构示意图。
附图标记:1、壳体;2、主控芯片;21、通信模块;22、定位模块;23、检验模块;24、组网检测模块;3、显示模块;4、按键模块;5、电池模块;6、稳压模块;7、pcie模块;8、电子雷管;9、usb接口;10、扫描头。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
实施例1:
实施例1请参照图1和图2示出的一个实施例,一种具有电流自检和稳压功能的高可靠性电子雷管起爆器,包括壳体1、主控芯片2、显示模块3、按键模块4、电池模块5、稳压模块6和pcie模块7组成,所述显示模块3、按键模块4、电池模块5、稳压模块6和pcie模块7适配安装在所述壳体1内,且按照下述关系耦接;
所述主控芯片2,分别与所述显示模块3、按键模块4、电池模块5、稳压模块6和pcie模块7相耦接,用于储存和计算并处理各个所述模块传输过来的数据,并根据该数据进行分析,然后对电子雷管发送指令;
所述显示模块3,与所述主控芯片2相耦接,用于显示所述起爆器所处的各项状态信息和功能菜单信息;
所述按键模块4,与所述主控芯片2相耦接,用于对起爆器设置工作参数或发出命令;
所述电池模块5,分别与所述主控芯片2、显示模块3、按键模块4、稳压模块6和pcie模块7相耦接,用于对各模块提供电源;
所述稳压模块6与所述主控芯片2和相耦接,且与所述主控芯片2之间设置有电流检测回路,所述稳压模块6为所述pcie模块输出稳定电压;
所述pcie模块7通过串口与所述主控芯片2耦接,通过pcie接口连接电子雷管8,并对电子雷管8发出信号。
该具有电流自检和稳压功能的高可靠性电子雷管起爆器,主控芯片2信号为stm32f205rbt6mcu,搭载octacortexa53core2ghz,电池模块5为其提供3.3v电压,该主控芯片2分别与所述显示模块3、按键模块4、电池模块5、稳压模块6和pcie模块7相耦接,用于储存和计算并处理各个所述模块传输过来的数据,并根据该数据进行分析,然后对电子雷管发送指令,该主控芯片2还通过pcie模块7的gpio耦接并利用drv8870驱动电子雷管前端控制模块,用于控制电子雷管8的起爆,前端控制模块包括静电保护器、整流桥、控制及逻辑单元、稳压电容、储能电容和桥丝电阻,所述静电保护器通过第一引脚、第二引脚和所述整流桥耦接所述控制及逻辑单元,所述稳压电容通过第三引脚、第四引脚和k1充电开关耦接所述整流桥和所述控制及逻辑单元,所述储能电容通过第六引脚、第七引脚和k2内部放电开关耦接所述控制及逻辑单元,所述桥丝电阻通过第五引脚、第七引脚和k3点火开关耦接所述控制及逻辑单元,以对电子雷管的爆破起到安全精准的控制,通过静电保护器和整流桥可以对外界流入电子雷管前端的电流进行整流处理,以及防止其产生静电,处理后的电流又会被稳压电容和储存在控制及逻辑单元内的既定程序协调控制,为电子雷管起爆端桥丝电阻提供一种稳定的电压,减少因为电路电流杂乱、静电和电压不稳,造成电子雷管早爆、晚爆或者盲炮,控制不精确,影响现场工作推进,严重时造成财产人身安全事故,提高起爆工作的精准、稳定和安全;该前端控制模块的控制及逻辑单元内的既定程序,在整流、防静电和稳压的前提下,主要提供三种工作模式,第一充电模式,k1充电开关闭合,k2内部放电开关、k3点火开关断开,p/n端输入的高压信号从引脚和引脚传输至储能电容,为储能电容供电充电;第二内部主动放电模式,k2内部放电开关闭合,k1充电开关、k3点火开关断开,储能电容中的电荷经过k2内部放电开关放电,泄放到gnd,放出储能电容电能;第三起火点爆模式,k3点火开关闭合,k1充电开关、k2内部放电开关断开,所述储能电容中的电荷输出到电子雷管中的点火药头,再流到gnd,为储能电容内为桥丝电阻供稳定无杂流的电流,进行起爆工作。
显示模块3,与所述主控芯片2相耦接,用于显示所述起爆器所处的各项状态信息和功能菜单信息;
所述按键模块4,与所述主控芯片2相耦接,用于对起爆器设置工作参数或发出命令;
所述电池模块5,分别与所述主控芯片2、显示模块3、按键模块4、稳压模块6和pcie模块7相耦接,用于对各模块提供电源;
稳压模块6与所述主控芯片2和相耦接,且与所述主控芯片2之间设置有电流检测回路,所述稳压模块6为所述pcie模块输出稳定电压;
所述pcie模块7通过串口与所述主控芯片2耦接,通过pcie接口连接电子雷管8,并对电子雷管8发出信号。
该起爆器利用pcie模块传输,第一,有非常强的伸缩性,以满足不同系统设备对数据传输带宽不同的需求,第二支持高阶电源管理,支持热插拔,支持数据同步传输,为优先传输数据进行带宽优化,pcie模块以点对点的方式处理通信,每个设备在要求传输数据的时候各自建立自己的传输通道,对于其他设备这个通道是封闭的,这样的操作保证了通道的专有性,避免其他设备的干扰;在pcie模块和稳压模块之间设置有电流检测回路,电流检测回路连接回主控芯片,主控芯片内储存的既定程序会严格控制电流范围,结合稳压模块输出一个稳定的电流,防止电流过大或过小,影响pcie模块的信号和电流输出,保证起爆工作的顺利安全进行。
实施例2:
在上述实施例1的基础上,实施例2示出了一个实施例,所述主控芯片2包括通信模块21、定位模块22、检验模块23和组网检测模块24;
所述通信模块21通过无线或有线进行信息传输和下载,用于向电子雷管8、注册器或起爆器发送各项指令以及接收来自雷管的工作信息,还可以与计算机连接,获取或发送爆破设计文件及爆破日志;
所述定位模块22进行定位当前起爆作业位置信息,所述定位模块22为gps定位器。
所述检验模块23对已在注册器上注册信息的电子雷管8进行身份信息及授权验证;
所述组网检测模块24对电子雷管组合网路进行检测。
该起爆器的主控芯片2内设置有检验模块23,可以对已经注册过的电子雷管进行数据库内的身份比对,防止出厂有问题的雷管或者不是参与爆破的雷管混入其中,产生隐患,便于电子雷管爆破管理和进行。
组网检测模块24对电子雷管组合网路进行检测,主要检测电子雷管组合网路的电流流通和电压,以及测试通讯。
实施例3:
在上述实施例的基础上,实施例3请参照图3示出的一个实施例,所述主控芯片2还设置有usb接口9,所述usb接口9与外部电脑或外部电源连接,还可以与其他多个起爆器进行级联组装,组成扩容起爆网络。
主控芯片2还设置有usb接口9,主要是为起爆器供电,或者为其内的电池充电,并且还可以在需要特大规模爆破需求时,将一个起爆器定位主设备,另外的起爆器作为从设备进行并联,将更多的电子雷管组成更大的爆破网络,达到扩容起爆的目的。
实施例4:
在上述实施例的基础上,实施例4示出了一个实施例,所述主控芯片2还设置有用于电子雷管上条形码/二维码的扫描头10,所述扫描头10采集电子雷管信息并与所述主控芯片2上储存的信息进行匹配。
主控芯片2还设置有用于电子雷管上条形码/二维码的扫描头10,方便人员录入电子雷管的身份信息,主控芯片2上储存的信息一部分为自带的基本信息,一部分需要通过通信模块21(wifi或蓝牙)联网下载。
优选地,所述显示模块3通过mipi接口与所述主控芯片2耦接。
优选地,所述电流检测回路嵌入在所述pcie模块7内,减少外部电路的连接,减少隐患。
优选地,所述稳压模块6为稳压二极管。
在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说,结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时,所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。
尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述,但是,应该理解,本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说,在本申请公开、附图和权利要求的范围内,可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外,对于本领域技术人员来说,其他的用途也将是明显的。
1.一种具有电流自检和稳压功能的高可靠性电子雷管起爆器,其特征在于:包括壳体(1)、主控芯片(2)、显示模块(3)、按键模块(4)、电池模块(5)、稳压模块(6)和pcie模块(7)组成,所述显示模块(3)、按键模块(4)、电池模块(5)、稳压模块(6)和pcie模块(7)适配安装在所述壳体(1)内,且按照下述关系耦接;
所述主控芯片(2),分别与所述显示模块(3)、按键模块(4)、电池模块(5)、稳压模块(6)和pcie模块(7)相耦接,用于储存和计算并处理各个所述模块传输过来的数据,并根据该数据进行分析,然后对电子雷管发送指令;
所述显示模块(3),与所述主控芯片(2)相耦接,用于显示所述起爆器所处的各项状态信息和功能菜单信息;
所述按键模块(4),与所述主控芯片(2)相耦接,用于对起爆器设置工作参数或发出命令;
所述电池模块(5),分别与所述主控芯片(2)、显示模块(3)、按键模块(4)、稳压模块(6)和pcie模块(7)相耦接,用于对各模块提供电源;
所述稳压模块(6)与所述主控芯片(2)和相耦接,且与所述主控芯片(2)之间设置有电流检测回路,所述稳压模块(6)为所述pcie模块输出稳定电压;
所述pcie模块(7)通过串口与所述主控芯片(2)耦接,通过pcie接口连接电子雷管(8),并对电子雷管(8)发出信号。
2.根据权利要求1所述的一种具有电流自检和稳压功能的高可靠性电子雷管起爆器,其特征在于:所述主控芯片(2)包括通信模块(21)、定位模块(22)、检验模块(23)和组网检测模块(24);
所述通信模块(21)通过无线或有线进行信息传输和下载,用于向电子雷管(8)、注册器或起爆器发送各项指令以及接收来自雷管的工作信息,还可以与计算机连接,获取或发送爆破设计文件及爆破日志;
所述定位模块(22)进行定位当前起爆作业位置信息;
所述检验模块(23)对已在注册器上注册信息的电子雷管(8)进行身份信息及授权验证;
所述组网检测模块(24)对电子雷管组合网路进行检测。
3.根据权利要求1所述的一种具有电流自检和稳压功能的高可靠性电子雷管起爆器,其特征在于:所述主控芯片(2)还设置有usb接口(9),所述usb接口(9)与外部电脑或外部电源连接,还可以与其他多个起爆器进行级联组装,组成扩容起爆网络。
4.根据权利要求1所述的一种具有电流自检和稳压功能的高可靠性电子雷管起爆器,其特征在于:所述主控芯片(2)还设置有用于电子雷管上条形码/二维码的扫描头(10),所述扫描头(10)采集电子雷管信息并与所述主控芯片(2)上储存的信息进行匹配。
5.根据权利要求1所述的一种具有电流自检和稳压功能的高可靠性电子雷管起爆器,其特征在于:所述显示模块(3)通过mipi接口与所述主控芯片(2)耦接。
6.根据权利要求1所述的一种具有电流自检和稳压功能的高可靠性电子雷管起爆器,其特征在于:所述电流检测回路嵌入在所述pcie模块(7)内。
7.根据权利要求1所述的一种具有电流自检和稳压功能的高可靠性电子雷管起爆器,其特征在于:所述稳压模块(6)为稳压二极管。
8.根据权利要求2所述的一种具有电流自检和稳压功能的高可靠性电子雷管起爆器,其特征在于:所述定位模块(22)为gps定位器。
技术总结