ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ УСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОННО-ДИСТАНЦИОННОГО ВЗРЫВАТЕЛЯ С ИНДУКТИВНОЙ ЦЕПЬЮ УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F42C17/04 

Изобретение относится к взрывным работам, в частности к приборам для установки взрывателей, и может быть использовано в установщике сигналов электронно-дистанционного взрывателя (ЭДВ) с индуктивной цепью управления.

Известен формирователь сигналов установки ЭДВ, состоящий из формирователя кода, формирователя, двух усилителей мощности, двух обмоток передающего устройства [1]
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому формирователю является выбранный к качестве прототипа формирователь сигналов установки ЭДВ, содержащий коммутатор, формирователь тактовых импульсов, счетчик, формирователь длительности, первый и второй усилители мощности, две обмотки передающего устройства [2]
Под действием внешних управляющих сигналов формирователь сигналов установки ЭДВ формирует на обмотках передающего устройства последовательность импульсов напряжения (фиг. 1а, б), при этом на приемной катушке ЭДВ сигнал будет соответствовать фиг. 1в.

где Т₁ длительность импульса команды установки времени срабатывания, равная 8 мкс;
Т₂ интервал установки времени срабатывания, значение которого находится в диапазоне от 130 до 20000 мкс;
T₃ длительность команды на включение источника питания ЭДВ, равная 800 мс;
T₄ время подготовки ЭДВ к приему импульсов команды установки времени срабатывания, равное 50 мс.

Наличие в команде на включение источника питания ЭДВ провалов (паузы), длительностью не превышающих времени подготовки, не приводит к отказу приема информации.

Напряжение бортовой сети 27 В, поступающее на первый и второй усилители мощности, может содержать импульсы напряжения до 70 В и длительностью 3 мс. При совпадении импульса повышенного напряжения и сигнала, приведенного на фиг. 1в, в выходных транзисторах первого и второго усилителей мощности выделяется большая мгновенная мощность. В рассматриваемом случае при токе в индуктивной цепи управления 10 А и значении напряжения на обмотках передающего устройства 7 В значение мгновенной мощности составляет 630 Вт. При совпадении импульсов повышенного напряжения с импульсами установки энергия, затраченная на нагрев транзисторов, составит
Q P • t P • 2 • T₁ 10,08 • 10^-3 Вт • c,
а при совпадении с командой на включение источника питания ЭДВ
Q 0,5 • P • T_и 0,945 Вт • c,
где Т_и длительность импульса повышенного напряжения.

Таким образом, выделение большого количества энергии (0,945 Вт • c) приводит к выходу из строя силовых транзисторов усилителей мощности.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности работы формирователя сигналов установки ЭДВ с индуктивной цепью управления при наличии импульсов повышенного напряжения в бортовой сети.

Технический результат достигается тем, что в формирователь сигналов установки ЭДВ, содержащий первый усилитель мощности, последовательно соединенные формирователь тактовых импульсов, счетчик, формирователь длительности, коммутатор, второй усилитель мощности, первую и вторую обмотки передающего устройства, конец второй обмотки соединен с выходом первого усилителя мощности, второй выход формирователя тактовых импульсов соединен с вторым входом коммутатора, второй выход которого соединен с первым входом первого усилителя мощности, при этом второй вход счетчика и N третьих входов коммутатора являются соответственно первым и вторым входами формирователя сигналов установки ЭДВ, дополнительно введен блок обнаружения импульсов повышенного напряжения, вход которого соединен с шиной питания, а первый и второй выходы соединены соответственно с четвертым входом коммутатора и с вторыми входами первого и второго усилителей мощности.

Введение блока обнаружения импульсов повышенного напряжения в схему формирователя сигналов установки ЭДВ обеспечивает паузу в работе выходных транзисторов первого и второго усилителей мощности во время формирования команды на включение источника питания ЭДВ при наличии в бортовой сети импульсов повышенного напряжения. Таким образом, повышается надежность работы формирователя сигналов установки ЭДВ с индуктивной цепью управления.

На фиг. 1 приведены временные диаграммы, где
а) временная диаграмма напряжения на первой обмотке передающего устройства;
б) временная диаграмма напряжения на второй обмотке передающего устройства;
в) временная диаграмма напряжения на приемной обмотке ЭДВ.

На фиг. 2 приведена блок-схема формирователя сигналов установки ЭДВ с индуктивной цепью управления.

На фиг. 3 приведена блок-схема блока обнаружения импульсов повышенного напряжения.

На фиг. 4 приведен усилитель мощности; на фиг. 5 счетчик; на фиг. 6 - формирователь длительности; на фиг. 7 коммутатор.

На фиг. 8 приведены временные диаграммы, поясняющие работу формирователя сигналов установки ЭДВ с индуктивной цепью управления, где
а) временная диаграмма напряжения бортовой сети;
б) временная диаграмма напряжения на первом выходе блока обнаружения импульсов повышенного напряжения;
в) временная диаграмма напряжения на приемной обмотке ЭДВ во время передачи команды на включение источника питания ЭДВ;
г) временная диаграмма напряжения на втором выходе блока обнаружения импульсов повышенного напряжения.

Формирователь сигналов установки ЭДВ с индуктивной цепью управления (фиг. 2) содержит первый усилитель 1 мощности, последовательно соединенные формирователь 2 тактовых импульсов, счетчик 3, формирователь 4 длительности, коммутатор 5, второй усилитель 6 мощности, обмотки 7 и 8 передающего устройства. Конец второй обмотки 8 соединен с выходом усилителя 1. Второй выход формирователя 2 соединен с вторым входом коммутатора 5, второй выход которого соединен с первым входом первого усилителя 1. Второй вход счетчика 3 и N третьих входов коммутатора 5 являются соответственно первым и вторым входами формирователя сигналов установки ЭДВ с индуктивной цепью управления. Формирователь сигналов установки ЭДВ с индуктивной цепью управления содержит также блок 9 обнаружения импульсов повышенного напряжения, вход которого соединен с шиной питания, а первый и второй выходы соединены соответственно с четвертым входом коммутатора 5 и с вторыми входами усилителей 1 и 6.

Блок 9 обнаружения импульсов повышенного напряжения (фиг. 3) содержит диод 10, конденсатор 11, последовательно соединенные элемент ИЛИ 13, делитель 14 напряжения, компаратор 15, выход которого является первым выходом блока 9. Первый вход элемента ИЛИ 13, соединенный с катодом диода 10 и первыми выводами конденсатора 11 и резистора 12, является вторым выходом блока 9, общий вывод которого соединен с вторыми выводами конденсатора 11 и резистора 12. Второй вход элемента ИЛИ 13, соединенный с анодом диода 10, является входом блока 9.

Усилитель 1 (фиг. 4) выполнен на резисторах 16 19 типа С2-33, транзисторах 20 типа 2Т630Б и 21 типа 2П904А, диоде 22 типа 2Д522Б.

Формирователь 2 тактовых импульсов состоит из генератора, выполненного в соответствии с [3, рис. 14.4] и последовательно соединенного делителя частоты на микросхеме 564ИЕ10.

Счетчик 3 (фиг. 5) выполнен на микросхемах 23 типа 564ТМ2, 24 типа 564ИЕ10, 25 типа 564ИП2.

Формирователь 4 длительности (фиг. 6) выполнен на микросхемах 26 типа 564ИР2, 27 типа 564ТВ1, 28 типа 564ТМ2.

Коммутатор 5 (фиг. 7) реализован на микросхемах 29 типа 564ЛН2, 30 типа 564ИЕ10, 31 -типа 564КП2, 32 типа 564ЛЕ5, 33 типа 564КП1. Логический элемент 34 может быть выполнен на микросхемах типа 564ЛА9.

Усилитель 6 мощности выполнен аналогично усилителю 1.

В качестве обмоток 7 и 8 использованы обмотки устройства передающего [4]
В блоке 9 обнаружения импульсов повышенного напряжения использованы диод 10 типа 2Д213В, конденсатор 11 типа К50-29, резистор 12 типа С5-42В.

Элемент ИЛИ 13 выполнен на двух диодах 2Д522Б.

Делитель 14 напряжения построен на резисторах типа С2-33.

В качестве компаратора 15 использована микросхема типа 564ПУ4.

Формирователь сигналов установки ЭДВ с индуктивной цепью управления (фиг. 2) работает следующим образом. Формирователь 4 и счетчик 3 под действием сигналов на входе 2 и тактовых импульсов на входе 1 формируют импульсы установки времени срабатывания. Эти импульсы, пройдя через коммутатор 5, усиливаются по мощности усилителем 6 и поступают на первую обмотку 7 (фиг. 1а).

После этого коммутатор 5 под действием сигнала на N третьих входах формирует на втором выходе импульсы. Эти импульсы, усиленные по мощности первым усилителем 1, поступают на вторую обмотку 8 (фиг. 1б).

Затем коммутатор 5 под действием сигналов на N третьих входах формирует на обмотках 7 и 8 команду на включение источника питания ЭДВ (фиг. 1а, б).

Через интервал времени, достаточный для подготовки ЭДВ к приему информации, на первой обмотке 7 передающего устройства вновь формируются импульсы команды установки времени срабатывания ЭДВ с помощью счетчика 3, формирователя 4, коммутатора 5, усилителя 6.

При появлении на входе блока 9 импульса повышенного напряжения (фиг. 8а) компаратор 15 (фиг. 3) срабатывает при достижении напряжения на выходе делителя 14 порогового значения. При совпадении импульса повышенного напряжения с командой на включение источника питания ЭДВ коммутатор 5 обеспечивает прекращение формирования усилителями 1 и 6 команды на включение источника питания ЭДВ (фиг. 8в).

По окончании импульса повышенного напряжения конденсатор 11 (фиг. 3), заряженный через диод 10 до максимального значения напряжения, разряжается через резистор 12 (фиг. 8г). При этом до достижения на нем необходимого порогового напряжения (в рассматриваемом случае 43 В), сигнал с конденсатора 11 (фиг. 3) через элемент ИЛИ 13 и делитель 14 удерживает компаратор 15 в единичном состоянии (фиг. 8б). После возврата компаратора 15 в исходное состояние коммутатор 5 продолжает формирование команды на включение источника питания ЭДВ (фиг. 8в).

Таким образом, при совпадении импульса повышенного напряжения с командой на включение источника питания ЭДВ в последней имеется пауза длительностью Т_П.

Т_П Т_И + Т_СR,
где Т_И длительность импульса повышенного напряжения (не превышает 3 мс);
Т_CR время разряда конденсатора 14 до достижения на нем порогового значения напряжения компаратора 15 (фиг. 8г).

При правильно выбранном значении Т_СR (в нашем случае 5 мс) длительность паузы (Т_П 8 мс) значительно меньше времени подготовки ЭДВ к приему импульсов команды установки времени срабатывания (Т4 50 мс) и не приводит к нарушению приема команды электронно-дистанционным взрывателем.

Использование: приборы для установки взрывателей с индуктивной цепью управления. Сущность изобретения: формирователь сигналов установки электронно-дистанционного взрывателя с индуктивной цепью управления содержит первый усилитель мощности 1, последовательно соединенные формирователь тактовых импульсов 2, счетчик 3, формирователь длительности 4, коммутатор 5, второй усилитель мощности 6, обмотки 7 и 8 передающего устройства. Конец второй обмотки 8 соединен с выходом усилителя 1. Второй выход формирователя тактовых импульсов 2 соединен с вторым входом коммутатора 5, второй выход которого соединен с первым входом первого усилителя 1. Второй вход счетчика 3 и N третьих входов коммутатора 5 являются соответственно первым и вторым входами устройства. В устройство введен блок обнаружения импульсов повышенного напряжения 9, вход которого соединен с шиной питания, а первый и второй выходы -соответственно с четвертым входом коммутатора 5 и с вторыми входами усилителей 1 и 6. Блок 9 может быть выполнен на диоде, конденсаторе, резисторе, последовательно соединенных элементе ИЛИ, делителе напряжения, компараторе. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Формирователь сигналов установки электронно-дистанционного взрывателя с индуктивной цепью управления, содержащий первый усилитель мощности, последовательно соединенные формирователь тактовых импульсов, счетчик, формирователь длительности, коммутатор, второй усилитель мощности, первую и вторую обмотки передающего устройства, конец второй обмотки соединен с выходом первого усилителя мощности, второй выход формирователя тактовых импульсов соединен с вторым входом коммутатора, второй выход которого соединен с первым входом первого усилителя мощности, при этом второй вход счетчика и N третьих входов коммутатора являются соответственно первым и вторым входами формирователя сигналов установки электронно-дистанционного взрывателя с индуктивной цепью управления, отличающийся тем, что дополнительно введен блок обнаружения импульсов повышенного напряжения, вход которого соединен с шиной питания, а первый и второй выходы соединены соответственно с четвертым входом коммутатора и вторым входами первого и второго усилителей мощности. 2. Формирователь по п. 1, отличающийся тем, что блок обнаружения импульсов повышенного напряжения содержит диод, конденсатор, резистор, последовательно соединенные элемент ИЛИ, делитель напряжения, компаратор, выход которого является первым выходом блока обнаружения импульсов повышенного напряжения, при этом первый вход элемента ИЛИ, соединенный с катодом диода и первыми выводами конденсатора и резистора, является вторым выходом блока обнаружения импульсов повышенного напряжения, общий вывод которого соединен с вторыми выводами конденсатора и резистора, а второй вход элемента ИЛИ, соединенный с анодом диода, является входом блока.