УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ДЕТОНАЦИИ И РАЗНОВРЕМЕННОСТИ СРАБАТЫВАНИЯ УСТРОЙСТВА ПЕРЕДАЧИ ДЕТОНАЦИИ Российский патент 2023 года по МПК G01N33/22 G01P3/68 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании взрывных процессов в различных отраслях промышленности.

Известен прибор для определения скорости детонации ВВ, использующий электромагнитный эффект, которым сопровождается детонация, т.е. регистрирующий электромагнитные волны (радиоволны), излучаемые при распространении детонационной волны по заряду ВВ, - прибор со щелевой антенной для измерения детонации взрывчатого материала (патент US №3852994, МПК G01H 5/00; G01N 33/22; G01P 3/66 опуб. 10.12.1974). В указанном приборе тестируемый заряд ВВ размещается внутри полого цилиндра с одним открытым концом и инициируется при помощи детонатора; при распространении детонационной волны по заряду ВВ вдоль продольной оси цилиндра имеет место излучение электромагнитных волн на частотах мегагерцевого радиодиапазона, которое улавливается при помощи двух щелей, прорезанных в стенке цилиндра на фиксированном расстоянии друг от друга в направлении продольной оси цилиндра, т.е. по ходу распространения детонационной волны; сигналы, наводимые на стенках щелей, через соответствующую электрическую схему подаются на входы осциллографа, на экране которого эти сигналы отображаются в виде импульсов положительной полярности, и по расстоянию между импульсами на экране осциллографа при выбранном масштабе развертки определяют время прохождения детонационной волной расстояния между щелями в цилиндре, через которое затем рассчитывают скорость детонации, используя известное значение базы (расстояния между щелями).

Недостатком этого прибора является то, что точность измерения данным прибором будет невысока из-за того, что время распространения детонационной волны определяется путем измерения расстояния между импульсами на экране осциллографа. Точность измерения в этом случае в значительной степени зависит от быстродействия осциллографа, от его разрешающей способности, от ширины луча на осциллограмме, что в комплексе с погрешностью средства измерения расстояния между импульсами (визирная шкала на экране электронно-лучевой трубки осциллографа или другой прибор для измерения расстояния) и с погрешностью измерения базы (расстояния между щелями) ведет к снижению точности метода и низкой надежности регистрации скорости детонации детонирующих шнуров.

Известно устройство для определения скорости детонации маломощных детонирующих шнуров типа «волновод» со светопроницаемой оболочкой [патент РФ №2232388, МПК G01N 33/22, G01P 3/68, опуб. 10.07.2004 г]. Устройство содержит приемники регистрации детонации входного и одного конечного сигналов, рабочий диапазон которых лежит в области длин волн, соответствующей видимой части электромагнитного спектра (свет), связанный с приемниками хронограф, средства крепления устройств передачи детонации и инициирующее устройство. Известное устройство принято за прототип. В качестве приемников регистрации детонации используют два фотодатчика, расположенных на фиксированном расстоянии друг от друга. В качестве фотодатчиков использованы высокочувствительные фототранзисторы, а в качестве хронографа - цифровой электронный измеритель времени, запуск и остановка которого осуществляется сигналами от фотодатчиков, реагирующих на световое излучение проходящего над ними фронта детонационной волны волновода, инициированного при помощи инициирующего устройства, а скорость детонации определяется как средняя скорость прохождения детонационной волной расстояния между фотодатчиками. Фотодатчики, источник питания и хронограф соединены между собой.

К недостаткам прототипа можно отнести:

- нет возможности определить разновременность срабатывания устройства передачи детонации;

- запуск и остановка хронографа осуществляется сигналами от фото датчиков, в результате использования которых требуется тщательный подбор элементов электрических схем датчиков по характеристикам (включая фототранзисторы), а также электронного измерителя времени по чувствительности входов, чтобы добиться того, чтобы задержка распространения сигнала от датчика до измерителя стала одинаковой по обоим каналам. В результате чего за счет разброса времени срабатывания каждого фото датчика снижается точность измерения скорости детонации;

- нет возможности применять несколько устройств передачи детонации. Определяется скорость детонации только одного детонирующего шнура.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является возможность определения разновременности срабатывания детонации устройств передачи детонации при повышении точности определения скорости детонации.

Технический результат достигается тем, что устройство для определения скорости детонации и разновременности срабатывания устройства передачи детонации, содержащее приемники регистрации детонации входного и, по меньшей мере, одного конечного сигналов, рабочий диапазон которых лежит в области длин волн, соответствующей видимой части электромагнитного спектра (свет), связанный с приемниками хронограф, средства крепления устройств передачи детонации и инициирующее устройство, согласно изобретению устройство передачи детонации выполнено в виде детонационной разводки с присоединенными к ней одним входным и несколькими выходными детонирующими шнурами, свободные концы которых скреплены с детонационными прутками, которыми оснащены средства крепления устройств передачи детонации, а в качестве приемников регистрации детонации используют световоды, каждый из которых одним торцом обращен к хронографу, а другим - к средствам крепления концов детонирующих шнуров, причем световоды установлены с воздушным зазором относительно средств крепления концов детонирующих шнуров.

Выполнение устройства передачи детонации в виде детонационной разводки с присоединенными к ней одним входным и несколькими выходными детонирующими шнурами, свободные концы которых скреплены с детонационными прутками, которыми оснащены средства крепления устройств передачи детонации, позволяет определять разновременность срабатывания детонации выходных детонирующих шнуров в местах их соединения с детонационными прутками.

Оснащение средств крепления устройства передачи детонации детонационными прутками дает возможность усиливать переданные по детонирующим шнурам детонационные сигналы и передавать на световод усиленные сигналы, повышая тем самым точность измерения скорости детонации.

Использование в качестве приемников регистрации детонации световодов, каждый из которых одним торцом обращен к хронографу, а другим - к средствам крепления концов детонирующих шнуров, а также установка световодов с воздушным зазором относительно средств крепления концов детонирующих шнуров, дает возможность повысить точность и надежность определения скорости детонации и разновременность работы устройств передачи детонации за счет исключения задержки распространения сигнала от детонирующих шнуров в местах их соединения с детонационными прутками до хронографа.

Таким образом, совокупность всех изложенных выше признаков создает условия возможности определения разновременности срабатывания детонации устройства передачи детонации при повышении точности определения скорости детонации.

Кроме того, с целью одновременного фиксирования нескольких сигналов, приходящих с приемников регистрации детонации, а также отсутствия необходимости тщательного подбора элементов электрических схем и датчиков по характеристикам в качестве хронографа используют фотохронограф или оптоэлектронный преобразователь.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».

Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».

Изобретение иллюстрируется чертежами.

На чертеже схематично изображено предложенное устройство.

Условные обозначения на чертеже:

1 - приемник регистрации входного сигнала;

2, 3 - приемники регистрации выходного сигнала;

4 - фотохронограф;

5 - средство крепления входного детонирующего шнура (распределитель снаряженный);

6 - средство крепления выходных детонирующих шнуров (сепаратор снаряженный);

7 - электродетонатор;

8 - устройство передачи детонации (УПД);

9 - входной детонирующий шнур;

10, 11 - выходные детонирующие шнуры;

12 - детонационный пруток, закрепленный в распределителе;

13, 14 - детонационные прутки, закрепленные в сепараторе снаряженном;

15 - линейка с пронумерованными отверстиями.

Устройство для определения скорости детонации и разновременности срабатывания устройства передачи детонации выполнено следующим образом.

Устройство (фиг.) содержит приемник 1 регистрации детонации входного сигнала и два приемника 2, 3 регистрации конечного сигнала, выполненные в виде световодов, рабочий диапазон которых лежит в области длин волн, соответствующей видимой части электромагнитного спектра (свет). Устройство также содержит фотохронограф 4, средства крепления 5, 6 устройств передачи детонации (распределитель и сепаратор снаряженный соответственно) и инициирующее устройство - электродетонатор 7. Устройство передачи детонации 8 (УПД) выполнено в виде детонационной разводки с присоединенными к ней одним входным 9 и двумя выходными 10, 11 детонирующими шнурами, свободные концы которых скреплены с детонационными прутками 12, 13, 14 соответственно, которыми оснащены средства крепления 5, 6. Каждый световод 1, 2, 3 одним торцом обращен к фотохронографу 4, а другим - к средствам крепления 5,6 концов детонирующих шнуров 9, 10, 11. При этом световоды 1, 2, 3 установлены с воздушным зазором А относительно средств крепления 5, 6 шнуров 9, 10, 11.

Устройство работает следующим образом.

Регистрация времени и разновременности работы регистрирующих сигналов, приходящих на выходные детонирующие шнуры 10, 11 устройства передачи детонации 8 осуществляется в следующей последовательности. Подается электрический сигнал на электродетонатор 7. При инициировании электродетонатора 7 происходит детонация прутка 12, закрепленного в распределителе 5 снаряженном. Детонационный сигнал распределяется на два пути: первый - к месту сопряжения со световодом 1, который передает регистрирующий сигнал на линейку детали 15 с соответствующей маркировкой; второй путь детонационного сигнала - к месту сопряжения прутка 12 с входным детонирующим шнуром 9. При этом детонационный сигнал проходит по входному детонирующему шнуру 9 и выходит через детонационную разводку УПД 8 на выходные детонирующие шнуры 10, 11 к детонационным пруткам 13, 14 из взрывчатого состава, закрепленным в сепараторе снаряженном 6. Усиленные таким образом детонационные сигналы передаются на световоды 2, 3, повышая тем самым точность измерения скорости детонации. Далее световоды 2, 3 передают регистрирующие сигналы на линейку детали 15 с соответствующими маркировками. Установка световодов 1, 2, 3 с воздушным зазором А относительно средств крепления концов детонирующих шнуров 9, 10, 11 - соответственно распределителя снаряженного 5 и сепаратора снаряженного 6, дает возможность повысить точность и надежность определения скорости детонации и разновременность работы устройств передачи детонации за счет исключения задержки распространения сигнала от детонирующих шнуров 9, 10, 11 в местах их соединения с детонационными прутками 12, 13, 14 до фотохронографа 4. Полученные регистрирующие сигналы детонаций позволяют с повышенной точностью определить время и разновременность работы испытываемого УПД 8.

Таким образом, совокупность всех выше изложенных признаков создает условия определения разновременности срабатывания детонации устройства передачи детонации при повышении точности определения скорости детонации.

С помощью заявляемого устройства возможно проведение испытания в одном опыте нескольких УПД с одинаковыми или с различными характеристиками, что расширяет возможность дальнейшего применения.

На предприятии были проведены предварительные испытания опытной партии узлов сопряжений сборочных единиц, входящих в блок контроля разновременности, выполненной в соответствии с заявляемым изобретением. Испытания подтвердили определение разновременности срабатывания детонации устройства передачи детонации при повышении точности определения скорости детонации.

Представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:

- заявляемое устройство относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании взрывных процессов в различных отраслях промышленности;

- заявляемое устройство при использовании способно определить разновременность срабатывания детонации устройства передачи детонации при повышении точности определения скорости детонации.

- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленное устройство для определения скорости детонации и разновременности срабатывания устройства передачи детонации соответствует условию «промышленная применимость».

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании взрывных процессов в различных отраслях промышленности. Устройство для определения скорости детонации и разновременности срабатывания устройства передачи детонации содержит приемники регистрации детонации входного и по меньшей мере одного конечного сигналов, рабочий диапазон которых лежит в области длин волн, соответствующей видимой части электромагнитного спектра (свет). Устройство также содержит связанный с приемниками хронограф, средства крепления устройств передачи детонации и инициирующее устройство. Устройство передачи детонации выполнено в виде детонационной разводки с присоединенными к ней одним входным и несколькими выходными детонирующими шнурами, свободные концы которых скреплены с детонационными прутками, которыми оснащены средства крепления устройств передачи детонации. В качестве приемников регистрации детонации используют световоды, каждый из которых одним торцом обращен к хронографу, а другим - к средствам крепления концов детонирующих шнуров. Световоды установлены с воздушным зазором относительно средств крепления концов детонирующих шнуров. Обеспечивается возможность определения разновременности срабатывания детонации устройства передачи детонации при повышении точности определения скорости детонации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для определения скорости детонации и разновременности срабатывания устройства передачи детонации, содержащее приемники регистрации детонации входного и по меньшей мере одного конечного сигналов, рабочий диапазон которых лежит в области длин волн, соответствующей видимой части электромагнитного спектра – свет; связанный с приемниками хронограф, средства крепления устройств передачи детонации и инициирующее устройство, отличающееся тем, что устройство передачи детонации выполнено в виде детонационной разводки с присоединенными к ней одним входным и несколькими выходными детонирующими шнурами, свободные концы которых скреплены с детонационными прутками, которыми оснащены средства крепления устройств передачи детонации, а в качестве приемников регистрации детонации используют световоды, каждый из которых одним торцом обращен к хронографу, а другим - к средствам крепления концов детонирующих шнуров, причем световоды установлены с воздушным зазором относительно средств крепления концов детонирующих шнуров.

2. Устройство для определения скорости детонации и разновременности срабатывания устройства передачи детонации по п.1, отличающееся тем, что в качестве хронографа используют фотохронограф или оптоэлектронный преобразователь.