ПРИБОР ДЛЯ ПОДРЫВА ПИРОСРЕДСТВ Российский патент 2021 года по МПК F42D1/55 

Изобретение относится к системам инициирования пиросредств.

Известен сетевой прибор взрывания (см. патент РФ №2202766 от 12.03.01, «Сетевой прибор взрывания», К.Х. Пагиев, Ю.С. Петров, А.А. Маслов, опубликован 20.04.03). Сетевой прибор взрывания содержит микроконтроллер, выполняющий функции центрального блока управления, устройства замедления в виде тиристорных ключей К1 … Кn, каждое из которых подсоединено к соответствующей электровзрывной сети, запоминающее устройство, внешний источник энергии, преобразователь напряжения, устройство контроля и защиты прибора, датчик тока, датчик напряжения, два аналого-цифровых преобразователя и устройство ввода и отображения информации. Тиристорные ключи К1 … Кn подсоединены к преобразователю напряжения и к электровзрывной сети, а к управляющим входам тиристорных ключей К1 … Кn подключен микроконтроллер. Между преобразователем напряжения и тиристорными ключами К1 … Кn подключены последовательно датчик тока и параллельно датчик напряжения. Выходы датчиков тока и напряжения подключены к входам аналого-цифровых преобразователей, выходы которых подсоединены к входам микроконтроллера, к другим входам которого подключены устройство ввода и отображения информации, блок оперативно-запоминающего устройства и устройство контроля и защиты прибора, к входам которого подключены аналого-цифровой преобразователь напряжения и тиристорные ключи К1 … Кn.

Недостатком данного устройства является сложность, связанная с наличием встроенных блоков ввода, отображения информации, оперативно-запоминающего устройства, что приводит к существенному увеличению габаритов, массы и стоимости приборов для подрыва пиросредств.

Известен прибор для подрыва пиросредств (см. патент РФ №2606265, «Прибор для подрыва пиросредств», Л.Б. Егоров, К.С. Кирсанов, И.В. Цетлин, опубликованный 10.01.2017, Бюл №1), содержащий микроконтроллер, каждый выход которого подключен к управляющему входу каждого релейного ключа, первые выводы ключей соединены с первыми выводами электровзрывных сетей, источник энергии, к минусовой клемме которого подключен первый вывод первого электронного ключа, первый, второй и третий резисторы, конденсатор, блок гальванической развязки и второй электронный ключ, управляющий вход которого соединен с первыми выводами конденсатора, третьего резистора и через первый резистор соединен со вторым выводом первого электронного ключа и вторыми выводами каждого релейного ключа. Вторые выводы третьего резистора и конденсатора и первый вывод второго электронного ключа подключены к минусовой клемме источника энергии, к плюсовой клемме которого подключены вторые выводы электровзрывных сетей. Второй вывод второго электронного ключа соединен с управляющим входом первого электронного ключа, первый вывод которого соединен с отрицательным выходом блока гальванической развязки, положительный выход которого соединен через второй резистор с управляющим входом первого электронного ключа, при этом входы блока гальванической развязки соединены с соответствующими дополнительными выходами микроконтроллера.

Недостатком данного устройства является отсутствие информационной обратной связи. Это связано с автономностью схемы контроля, которая обнаруживает неисправность в процессе применения прибора по назначению и при этом блокирует его работу самостоятельно без участия микроконтроллера. При этом отсутствует возможность проверки исправности прибора для подрыва пиросредств перед его применением по назначению, что приводит к низкой надежности его функционирования.

Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, и поэтому выбрано в качестве прототипа.

Достигаемым техническим результатом является повышение надежности функционирования.

Для достижения технического результата в приборе для подрыва пиросредств, содержащем микроконтроллер, каждый выход которого, кроме последнего, подключен к управляющему входу каждого релейного ключа, а последний выход подключен к управляющему входу электронного ключа, нормально разомкнутые контакты релейных ключей соединены с первыми выводами электровзрывных сетей, источник энергии, к минусовой клемме которого подключен первый вывод электронного ключа, второй вывод которого соединен с подвижными контактами релейных ключей, новым является то, что дополнительно введены схемы контроля, число которых соответствует числу релейных ключей в каждый из которых введен нормально замкнутый контакт, соединенный с первым входом соответствующей схемы контроля, вторые входы схем контроля подключены к минусовой клемме источника энергии, а выходы соединены с входами микроконтроллера, который соединен входами/выходами с интерфейсным модулем, подключенным к линии передачи информации.

Указанная совокупность существенных признаков позволяет повысить надежность функционирования прибора для подрыва пиросредств путем его предварительного контроля непосредственно перед применением по назначению, что позволяет исключить постановку на применение неисправных приборов. При этом для контроля партии приборов может использоваться один компьютер, подключаемый к линии передачи информации проверяемого прибора.

На фиг. 1 приведена схема прибора для подрыва пиросредств.

Прибор для подрыва пиросредств содержит микроконтроллер 1, каждый выход которого, кроме последнего, подключен к управляющему входу каждого релейного ключа 2-1, 2-2, … 2-n, а последний выход подключен к управляющему входу электронного ключа 3, нормально разомкнутые контакты 4-1, 4-2, … 4-n релейных ключей 2-1, 2-2, … 2-n соединены с первыми выводами электровзрывных сетей 5-1, 5-2, … 5-n, источник энергии 6, к минусовой клемме которого подключен первый вывод электронного ключа 3, второй вывод которого соединен с подвижными контактами релейных ключей 7-1, 7-2, … 7-n, новым является то, что дополнительно введены схемы контроля 8-1, 8-2, … 8-n, число которых соответствует числу релейных ключей 2-1, 2-2, … 2-n, в каждый из которых введен нормально замкнутый контакт, 9-1, 9-2, … 9-n, соединенный с первым входом соответствующей схемы контроля 8-1, 8-2, … 8-n, вторые входы схем контроля 8-1, 8-2, … 8-n подключены к минусовой клемме источника энергии 6, а выходы соединены с входами микроконтроллера 1, который соединен входами/выходами 10 с интерфейсным модулем 11, подключенным к линии передачи информации 12.

Прибор для подрыва пиросредств (см. Фиг. 1) работает следующим образом.

После включения питания прибора микроконтроллер 1 определяет, подключен ли компьютер к линии передачи информации 12. Если компьютер подключен, прибор переходит в режим проверки, если компьютер не подключен, прибор переходит в режим подрыва пиросредств.

В режиме проверки запрещается открывание электронного ключа 3, чтобы в случае неисправности релейных ключей не происходило подрыва пиросредств. Для простоты остановимся на количестве каналов n=3.

В исходном состоянии подвижные контакты 7-1, 7-2, 7-3 релейных ключей соединены с нормально замкнутыми контактами 9-1, 9-2, 9-3. Токи на входы схем контроля 8-1, 8-2, 8-3 не протекают, и на их выходах присутствует код 111. Если в исходном состоянии указанный код отличен от 111, то прибор бракуется, а место расположения нуля (нулей) в коде показывает неисправный канал (каналы).

Далее микроконтроллер формирует сигналы, последовательно переключающие первый 2-1, второй 2-2 и третий 2-3 релейные ключи, анализируя после каждого переключения ответные коды на выходах схем контроля 8-1, 8-2, 8-3. После переключения первого релейного ключа 2-1 его подвижный контакт 7-1 подключается к нормально разомкнутому контакту 4-1, начинает протекать ток через первую электровзрывную цепь 5-1 нормально замкнутые контакты 9-2 и 9-3 на входы схем контроля 9-2 и 8-3. На вход схемы контроля 8-1 ток не протекает. Поэтому ответный код должен быть равен 110. При отличии ответного кода от указанного прибор бракуется, а место расположения в коде неверного знака (знаков) показывает неисправный канал (каналы). После включения второго релейного ключа ответный код должен быть равен 101, а после переключения третьего релейного ключа должен быть равен 011. Анализ ответных кодов, отбраковка прибора и локализация места отказа производятся аналогично.

Таким образом производится проверка исправности всех ветвей схемы прибора (кроме проверки исправности электронного ключа 3 во включенном состоянии) а также целостность электровзрывных цепей 5-1, 5-2, 5-3. Входное сопротивление схем контроля 8-1, 8-2, 8-3 должно быть настолько большим, чтобы протекающий через них суммарный ток в режиме проверки был значительно ниже безопасного уровня для каждой электровзрывной цепи 5-1, 5-2, 5-3. Неохват контролем открытого состояния электронного ключа 3 оправдан следующими обстоятельствами:

- надежность электронного ключа во много раз превышает надежность релейных ключей и электровзрывных цепей, особенно в части ресурса по количеству срабатываний;

- неисправность электронного ключа, проявляющаяся в его неоткрывании, не приведет к подрыву электровзрывных цепей при применении прибора, а значит и к возможной аварийной ситуации при проведении взрывных работ.

Компьютер, подключаемый к прибору в режиме проверки, позволяет в удобной форме представить оператору информацию о состоянии проверяемого прибора.

В режиме подрыва пиросредств микроконтроллер 1 по заданной программе формирует импульсы, переключающие соответствующие релейные ключи 2-1, 2-2, … 2-n. С задержкой, превышающей время дребезга контактов релейных ключей, микроконтроллер открывает электронный ключ 3. При этом ток протекает через выбранные программой электровзрывные сети 5-1, осуществляя их подрыв. Указанная задержка открывания электронного ключа 3 значительно повышает ресурс релейных ключей 2-1, 2-2, … 2-n по количеству срабатываний, так как переключение контактов и их дребезг происходят при отсутствии рабочего тока, что исключает их подгорание.

Проведено макетирование прибора для подрыва пиросредств с использованием микросхемы БМК 5517БЦ2У в качестве микроконтроллера. Остальная часть устройства реализована на базе реле РЭК81 и полевых транзисторов 2П7231А9. Испытания макета подтвердили работоспособность заявляемого устройства и его практическую ценность.

Изобретение относится к системам инициирования пиросредств. Прибор для подрыва пиросредств, содержит микроконтроллер, каждый выход которого, кроме последнего, подключен к управляющему входу каждого релейного ключа, а последний выход подключен к управляющему входу электронного ключа, нормально разомкнутые контакты релейных ключей соединены с первыми выводами электровзрывных сетей, источник энергии, к минусовой клемме которого подключен первый вывод электронного ключа, второй вывод которого соединен с подвижными контактами релейных ключей. Дополнительно введены схемы контроля, число которых соответствует числу релейных ключей в каждый из которых введен нормально замкнутый контакт, соединенный с первым входом соответствующей схемы контроля. Вторые входы схем контроля подключены к минусовой клемме источника энергии, а выходы соединены с входами микроконтроллера, который соединен входами/выходами с интерфейсным модулем, подключенным к линии передачи информации. Достигаемым техническим результатом является повышение надежности функционирования. 1 ил.

Прибор для подрыва пиросредств, содержащий микроконтроллер, каждый выход которого, кроме последнего, подключен к управляющему входу каждого релейного ключа, а последний выход подключен к управляющему входу электронного ключа, нормально разомкнутые контакты релейных ключей соединены с первыми выводами электровзрывных сетей, источник энергии, к минусовой клемме которого подключен первый вывод электронного ключа, второй вывод которого соединен с подвижными контактами релейных ключей, отличающийся тем, что дополнительно введены схемы контроля, число которых соответствует числу релейных ключей, в каждый из которых введен нормально замкнутый контакт, соединенный с первым входом соответствующей схемы контроля, вторые входы схем контроля подключены к минусовой клемме источника энергии, а выходы соединены с входами микроконтроллера, который соединен входами/выходами с интерфейсным модулем, подключенным к линии передач и информации.