MXPA99004027A - Conjunto de circuito electronico resistente al choque - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un ensamble de circuito electrónico resistente al choque que comprende una cubierta rígida y un circuito electrónico encerrado en una cápsula dentro de la cubierta, la encapsulación comprende un contacto de almohadillas que se extienden longitudinalmente que se acoplan al interior de la superficie de la cubierta;en donde el circuito electrónico comprende un circuito de retardo que comprende (i) medios de almacenamiento conectados a una terminal de entrada para recibir y almacenar energía eléctrica;(ii) un circuito interruptor conectando los medios de almacenamiento a una terminal de salida para recibir y almacenar energía eléctrica;(iii) un elemento iniciador conectado a la terminal de salida;(iv) un circuito regulador de tiempo es operativamente conectado al circuito interruptor para controlar la liberación por el circuito interruptor de energía almacenada por los medios de almacenamiento al elemento iniciador;en donde la terminal de entrada se extiende a través de la capsulación para permitir la liberación de energía eléctrica a los medios de almacenamiento desde el exterior de la encapsulación;y en donde la terminal de salida se extiende a través de la encapsulación para liberar energía eléctrica desde los medios de almacenamiento por el circuito interruptor al exterior de la encapsulación.

Description

CONJUNTO DE CIRCUITO ELECTRÓNICO RESISTENTE AL CHOQUE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN; Esta invención se refiere a circuitos electrónicos encapsulados y en particular a conjuntos o ensambles de circuitos electrónicos encapsulados y en particular a conjuntos de circuitos electrónicos resistentes al choque. Circuitos temporizadores electrónicos para disparar detonadores después de un período predeterminado de retardo controlado electrónicamente, son conocidos, el período de retardo es medido desde la recepción de la señal de iniciación que puede proveer energía para un circuito temporizador. Asi la patente US 5, 133, 257 concedida a Jonsson el 28 Julio 1992, presenta un sistema de ignición que comprende un transductor piezoeléctrico que puede disponerse junto a una rama de mecha . Cuando la mecha detona, una onda de choque es impuesta a transductor piezoeléctrico que entonces produce un pulso eléctrico. La energía eléctrica del transductor se almacena en un capacitor que provee energía al temporizador. Después de un retardo predeterminado, el temporizador permite que la energía almacenada restante ea el capacitor dispare un golpe de ignición en el detonador.

El golpe de ignición inicial del material explosivo, dando asi la explosión en el detonador. Loe circuitos de retardo electrónicos pueden usarse para iniciar elementos de puente tales como un puente semiconductor como se describe por ejemplo en la US 4, 708, 060 de Bickes concedida el 24 de noviembre de 1987 o un puente de tungsteno como se describe en la US 4, 976, 200 de Benson 11 Diciembre 1990. Otros circuitos de retardo electrónicos se ven en las patentes 5, 377,592 a Rodé y 3 Enero 1995, la 5, 173 5S9 a Pallanck 22 Diciembre 199 y en la 5, 435, 248 a Rodé 25 de julio 1995, . Esas patentes generalmente sugieren que la circuiteria electrónica se moldee dentro de un paquete de plástico adecuado ocasionando un compuesto potting. Ver por ejemplo la patente de Jonsson en la columna 2 líneas 42 50 la de Pallanck en la columna 3, líneas 32-35, la de Rodé en la columna 9, líneas 30-33, la de Rodé (' 248) columna 7, líneas 9-13. El propósito indicado para tales encierros es proteger los componentes electrónicos y minimizar las probabilidades de detonación o daño por el impacto mecánico. Ninguna configuración particular o material típica para tales cajas ee presenta en eeas patentes. La presente invención se refiere a un ensamble de circuito electrónico que comprende un circuito electrónico encapsulado que esta dimensionado y configurado para presentar porciones protuberantes cilindricamente. De acuerdo a varios aspectos de la invención, la encapasulación puede tener una configuración poligonal o puede configurarse para definir una pluralidad de puntas protuberantes, o puede configurarse con aletas protuberantes.

De acuerdo con otro aspecto de la invención el ensamble de circuito puede comprender una material desacoplante y opcionalmente un material de soporte estructural . El material de soporte y el material deeacoplante pueden tener cada una densidad; la deneidad del material desacoplante puede ser cuando menos 20% menor que la densidad del material de soporte.

En una modalidad de la invención, el circuito electrónico puede comprender un circuito de retardo que comprende: i) medios de almacenamiento «que tengan una terminal de entrada para recibir y almacenar energía eléctrica; un circuito conmutador que conecte los medios de almacenamiento a una terminal de salida para liberar la energía almacenada por el medio de almacenamiento a la terminal de salida en respuesta a una señal de un circuito temporizador,- iii) un circuito temporizador conectado operativamente al circuito conmutador para controlar la liberación por el circuito de conmutación de la energía almacenada por - el medio de almacenamiento hacia una terminal de salida, la terminal de entrada se extiende a través de la encapsulación para permitir el envío de energía eléctrica al medio de almacenamiento desde afuera de la cápsula. La terminal de salida también se extiende a través de la cápsula para enviar energía eléctrica desde los medios de almacenamiento vía el circuito de conmutación al exterior de la cápsula.

Puede haber un medio de iniciación de salida conectado operativamente al medio de almacenamiento a través del circuito de conmutación para recibir vía este circuito la energía almacenada por el medio de almacenamiento y para generar una señal de iniciación de salida explosiva en respuesta a ello. Puede haber un manguito que tenga una superficie de encierro interior con una dimensión y configuración adecuadas para recibir al circuito de retardo. La encapsulación o cápsula acopla la superficie interior del manguito en un contacto dispersor de choque, como aquí se describe . La invención también provee una unidad de iniciación transductor que comprende el ensamble de circuito, el manguito y el medio de iniciación de ealida descrito anteriormente en combinación con un modulo transductor que comprende un buje que tiene dimensión y forma adecuadas para acoplar con el manguito. El modulo transductor comprende un transductor piezoeléctrico en el buje y un par de conductos transductores conectados a la terminal de entrada del ensamble de circuito. La invención también provee un detonador de retardo «que comprende un encierro o envoltura que comprende cuando menos una caja o alojamiento cerrada en un extremo y abierta en el otro para una conexión extrema a un medio de señal de iniciación para proveer un señal de iniciación electrónica a un ensamble de circuito de retardo resistente al choque, como se ha descrito. El circuito de retardo está en la caja, y existe un medio de salida dispuesto en la caja en una relación operativa al medio de almacenamiento, para recibir vía el circuito de conmutación la energía almacenada por el medio de almacenamiento y para generar una salida explosiva en respuesta a ello. En una modalidad el circuito de retardo comprende una cápsula con dimensión y forma adecuada para un contacto limitado con una superficie interior de la envoltura, por ejemplo la cápsula puede tener una configuración protuberante cilindricamente. En otra modalidad la cápsula puede comprender un material de eoporte estructural y un material des coplante,y opcionalmente puede configurarse para un contacto limitado con una superficie interior de la envoltura o cierre. En una modalidad particular, la envoltura puede comprender un manguito dispuesto dentro de la caja y la cápsula puede acoplar la superficie interior del manguito. DESCRIPCIÓn DE LOS DIBUJOS La Figura 1A es una vista axonometrica esquemática de una circuiteria encapsulada o modulo encapsulado en una envoltura rodeante moetrada con linea punteada de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Figura IB es similar a la Figura ÍA de un modulo electrónico y envoltura de acuerdo con una modalidad diferente de la presente invención; La Figura 2A es una vista esquemática en elevación de un módulo electrónico con otra modalidad de la presente invención; La Figura 2B es una vista del módulo electrónico de la Figura 2A visto a lo largo de la linea 2B-2B; La Figura 2C es una vista esquemática, transversal parcial del modulo electrónico de las Figuras 2A y 2B dispuesto dentro de un manguito; La Figura 3A es una vista en perspectiva de u n modulo electrónico de acuerdo con otra modalidad de la presente invención; La Figura 3B es una vista transversal esquemática del modulo electrónico de la Figura 3A y una envoltura que ilustra las puntas protuberantes que acoplan con la envoltura; La Figura 4 es una vista en perspectiva, en corte transversal parcial de un ensamble de iniciación de retardo transductor comprendiendo un modulo electrónico y un manguito de la Figura 2C conjuntamente con un modulo transductor; La Figura 5A es una vista similar a la Figura 4 de una modalidad alternativa de la invención; La Figura 5B es una vista en corte transversal parcial de el ensamble de iniciación de retardo transductor de la Figura 5A tomada a lo largo de la linea 5B- 5B; La Figura 6A es una vista esquemática en corte transversal parcial , que muestra un detonador de retardo que comprende un circuito electrónico encapsulado de acuerdo con una modalidad de la presente invención ; y La Figura 6B es una vista, agrandada con respecto a la Figura 6A, de la copa de aislamiento y los componentes de cambio del elevador de potencial del detonador de la Figura 6A. La presente invención ee refiere a un encapsulado protector para un circuito electrónico dispuesto en una envoltura o encierro rodeante rígido tal como un blindaje metálico. Preferentemente, cuando menos parte de la cápsula es moldeada alrededor del circuito antes de colocar a este en el encierro, dejando únicamente un acceso desde el exterior para cables para programar, probar y usar el circuito, protegiéndolo asi del daño ambiental . La cápsula de la presente invención protege al circuito después de que esta en la envoltura o encierro atenuando el «choque de las ondas recibidas por la envoltura que pudieran de otra manera causar eefuerzo que dañe al circuito, particularmente, lo cual se cree, en las uniones entre las estructuras de circuito y las interfases de materiales de diferente densidad La cápsula también protege al circuito al impedir que el circuito choque contra la envoltura. La cápsula o encapsulacidn de la presente invención puede configurarse físicamente para atenuar tales ondas de choque, y/o puede comprender materiales que atenúen tales ondas de choque independientemente de la configuración física de la cápsula, por ejemplo, la cápsula puede configurarse físicamente de modo que, al estar dispuesta en la envoltura o encierro, tenga un contacto limitado con la cápsula y el encierro. La cápsula previene entonces que el circuito golpee la envoltura Como resultado de las vibraciones o aceleraciones de momentos cortos, y atenúa la onda de choque recibida por la envoltura porque esae ondas solo pueden alcanzar al cirsuito a través de aquellas porciones de la cápsula que acoplan con la envoltura. El resto de la encapsulación difunde la onda de choque y asi protege la circuiteria. Alternativamente la cápsula puede comprender un material dieminuidor de choque que no solamente acojine el circuito contra colisión con la envoltura pero que también impida la transmisión de ondas de choque y vibraciones desde la envoltura, independientemente del grado de contacto entre la cápsula y la envoltura. La cápeula puede eer suficientemente rígida para proteger al circuito de daño por un doblamiento inadvertido como podría ocurrir durante la fabricación de un dispositivo que comprende un circuito o como resultado de una aceleración inducida por choque del circuito dentro de una envoltura en una dirección que no sea paralela al eje de la envoltura. En otras palabras, la cápsula provee un soporte estructural para el circuito. Opcionalmente, la cápsula puede comprender distintos materiales que proveen soporte estructural y desacoplamiento a la vibración. La densidad, y preferiblemente la dureza del material desacoplante es típicamente menor que las densidades y durezas del material de soporte estructural y de la envoltura acoplada por la cápsula. La densidad del material desacoplante es preferiblemente 20% menor que la densidad del material de soporte estructural y esta preferiblemente en un margen de 20 a 60 % menor, aunque en algunos casos los materiales desacoplantes de densidades aun menores pueden usarse. Aun cuando el material de soporte estructural esta separado del encierro o envoltura por el material desacoplante, se prefiere que el material de soporte estructural esté configurado para dispersar las ondas de choque desde el encierro. De acuerdo con lo anterior el material de soporte estructural puede proveer una caja de circuito configurada de modo que su periferia defina un desplazamiento no uniforme desde la superficie interior de la envoltura. Por ejemplo, una caja poligonal dentro de una envoltura que tenga una superficie interior cilindrica servirá para disipar las ondas de choque recibidas desde la envoltura aun si la caja esta rodeada por un material desacoplante y no acopla directamente con la superficie interior de la envoltura. Opcionalmente una cápsula de acuerdo a la presente invención puede tener las dos características descritas, esto es puede estar físicamente configurada para un contacto limitado con una envoltura y puede comprender un material desacoplante de la vibración. La invención demuestra su utilidad al proteger cualquier circuito diepuesto en una envoltura rígida que pueda estar sometido a vibraciones físicas u ondas de choque, pero se usa preferiblemente para proteger el circuito electrónico de un detonador controlado electrónicamente. Detonadores hechos con ensambles de circuito electrónico de acuerda con la invención tienen menos probabilidad de dañarse por la detonación anterior de las cargas vecinas y detonará por lo tanto mas consistentemente en el momento adecuado que los detonadores de la técnica anterior. Puesto que las envolturas o encierros provistos por la mayoría de los detonadores comprenden cajas cilindricas y opcionalmente un manguito cilindrico en la caja, ambos de los cuales proveen una superficie interior cilindrica, una cápsula que sea configurada físicamente para un contacto limitado con la envoltura puede tener cualquiera de una variedad de configuraciones no cilindricas mencionadas aquí y en las reivindicaciones como configuraciones protuberantes cilindricas. Una cápsula con una configuración protuberante cilindrica tiene una superficie exterior que solo parcialmente acopla con una superficie interior cilindrica de una envoltura, dejando una porción de la encapsulación o cápsula distanciada de la superficie interna de la envoltura. Algunos ejemplos de configuraciones protuberantes cilindricas se describen en relacidn a las Figurae ÍA a la Figura . Típicamente un circuito temporizador detonador electrónico comprende varios elementos de circuito integrados y diferentes incluyendo medioe de almacenamiento tales como un capacitor que recibe y almacena una señal de iniciación eléctrica. El circuito de retardo comprende un circuito conmutador electrónico que puede al recibir una señal de disparo desde un circuito temporizador, descargar el capacitor a una terminal de salida en donde el elemento de iniciación tal como un alambre caliente, alambre de puente o puente semiconductor puede conectarse al circuito. La señal de disparo es provista por un circuito temporizador a lo que sigue un intervalo de retardo predeterminado medido desde la recepción de la señal de iniciación eléctrica. Convencionalmente el circuito temporizador y el circuito conmutador están fabricados como un circuito integrado, y se usan en conjunción con otros elementos de circuito distintos separadoe . El circuito electrónico se ensambla típicamente al disponer los elementos de circuito en una porción pequeña de un circuito impreso que proveer las conexiones eléctricas necesarias, usando una tecnología denominada de montaje superficial. Alternativamente, los elementos de circuito pueden montarse en una eetructura de conductores como celosía, que soporta algunas de lae conexiones entre ellas. La cápsula se moldea alrededor del circuito ensamblado. Se muestra en la Figura 1A un ensamble de circuito electrónico encapsulado de acuerdo con una modalidad de la presente invención, en la cual la encapsulación tiene forma y dimensiones para un contacto limitado con la envoltura rodeante. El ensamble de circuito 10 ( algunas veces mencionado como "modulo electrónico") comprende elementos de circuito electrónico ( no mostrados ) montados en un portador 12 ( por ejemplo un tablero de circuito integrado, marco de conductor, o similares que se indica en una linea punteada. El ensamble de circuito 10 también comprende una cápsula rectangular 14 dentro de la cual se ponen los elementos del circuito y el portador. Debido a su configuración poligonal rectangular, la encapsulación 14 define una pluralidad de bordes que se extienden longitudinalmente protuberantes cilindricamente 16 que pueden acoplar con la superficie interior cilindrica de una envoltura de cierre tal como un blindaje de aluminio cerrado en los extremos 18, mostrado en linea punteada. El blindaje 18 hace contacto con los bordes 16 en tanto que las superficies planas de la cápsula permanecen distantes de la envoltura como sí estuviera circunscrita a un polígono exterior a la cápsula 14. Debido al contacto limitado entre la cápsula 14 y la superfisie interior 18a, una onda de choque recibida por el blindaje 18 solamente puede chosar sobre los elementos de sircuito electrónicos después de disiparse por la encapsulacidn desde el punto de contacto, por ejemplo, desde el borde 16, como se sugiere por laß líneas de disipación de onda 20. Preferiblemente la cápsula 14 esta configurada de modo «que los puntos de contasto a través de los suales las ondas de choque pueden ser recibidas propaguen las ondas de choque en un ángulo oblicuo con respecto al portador 12.

En una configuración alternativa de "contacto limitado" mostrada en la Figura IB, un ensamble de circuito 10a de acuerdo con la presente invención se dispone dentro de una envoltura que somprende un manguito 22 abierto en el extremo que es insertable en un blindaje. El manguito 22 esta formado preferiblemente de asero inoxidable y sirve para proteger el eneamble de circuito protector 10a contra fuerzas compresoras externas . La Figura IB también ilustra una configuración alternativa para la cápsula 14' para proveer mas contacto reducido entre la cápsula y la envoltura rodeante. Asi, el portador 12 esta dispuesto en una forma generalmente rectangular de encapeulación 14', pero únicamente las porciones protuberantes cilindricamente, periféricas 14a, 14b en los extremos opuestos de la envoltura están dimensionadas y formadas para acoplar con la superficie interna del manguito 2 . Asi la cápsula 1 ' asopla son el manguito 22 unisamente a lo largo de bordes preacortados 16a y 16b de las porciones protuberantes.

Otra modalidad de sontacto limitado de la invención se ve en la Figura 2"A y 2B, qué muestran el ensamble de circuito 10b que comprende una cápsula 14c que esta configurada para tener una pluralidad de almohadillas de contacto o aletas 24 protuberantes cilindricamente que se extienden longitudinalmente mas allá de la periferia circular de la cápsula 14c. Como se ve en la Figura 2B la encapsulación o cápsula 14c también esta configurada para tener formados en ella imbricados 25. Como se explicará, los imbricados 25 permiten contactos de prueba eléctricos o "leads" para los circuitos electrónisos o pastillas dentro de la sápsula 14c para que queden expuestos en tanto que permiten el sontasto y permanecen dentro del perfil de la cápsula. De esta manera, los contastos eléctricos son acsesibles pero no interfieren con la posicidn o suspensión de la circuiteria de encapsulado dentro de la estructura rodeante. El ensamble de circuito 10b esta diseñado de modo que las guías de salida 57 y las guías de entrada de iniciación 56 sobresalgan desde extremos respectivos opuestos de la cápsula 14c para conexión con otros dispositivos, como se describirá. La Figura 2C provee una vista que muestra como las aletas 24 establecen únicamente un contacto limitado entre la cápsula 14c y la estrustura de envoltura rodeante tal somo un manguito 22 al estableser un espacio 48 entre el resto de la periferia de la cápsula 14c y el manguito -22. Lae ondas de disipasión 20 ilustran como las aletas 24 disipan las ondas de choque A recibidas del manguito 22. Una porción de encapsulasión 14c se omite de la Figura 2C de modo que los componentes electrónisos isseláneos 26 y el portador 12 puedan verse . Sin embrago otra modalidad de sontacto limitado de un circuito encapsulado electróniso de asuerdo con la presente invención, se ilustra en las Figuras 3A y 3B, donde puede verse que el ensamble de circuito 10c comprende una encapsulación 14d que esta dimensionada y configurada para tener una forma protuberante cilindrisamente debido a la presensia de las puntas 70 que sobresalen desde por otra parte superficie cilindrica de la cápsula l4d. La cápsula l4d incluye puntas 70 dimensíonadas y configuradas para que al insertarse en una envoltura que tenga una superficie interior cilíndrisa, las puntas 70 acoplen con la superficie interna y en la mayoría, si no en todo, lo restante de la superficie exterior de la cápsula 14d quede distanciado de la superficie interior de la envoltura. El ensamble de circuito 10b comprende guías o conductos 56 ( Figura 3A) que sobresalen desde la cápsula 14d para permitir que los somponentes eléstrisos se sonecten operativamente a los componentes eléctricos externos. Como se ve en la Figura 3A, la cápsula 14d define los imbricados 50 para proveer acceso a lae guías 52 sin requerir que las guías sobresalgan mas allá del perfil superficial de la cápsula 14d 1 somo lo hase la modalidad de las figuras 2A, 2B, y 2C. La Figura 3B ilustra lae puntas 70 que acoplan con la superficie interna de una envoltura tal como manguito 22, y como se indica por las líneas de dispersión de la onda de choque, 72, dispersaran las ondas de choque indicadas en 74 que choquen sobre la envoltura, esto es, el manguito 22, y que son transferidas a la cápsula 14d. Un ensamble de circuito con una sápsula de acuerdo con la presente invención puede usarse en un detonador para proveer un retardo controlado electrónicamente en el disparo del detonador, lo que puede operar por medios de señal eléctrisos o no eléctricos. Por ejemplo, un linea de señal de inisiación eléctrica puede conectarse a las guías de entrada 65 ( Figura 3A) desde una fuente remota controlada por un usuario para proveer la señal de iniciación a un ensamble de circuito configurado adecuadamente. Alternativamente, el ensamble de circuito puede usarse con medios de iniciación de eeñal no eléctricos, por ejemplo para uno con una cuerda detonante, tubo de choque etc, con tal de que se provea cuando menos un transductor para convertir la señal de iniciación no eléctrica en una señal eléctrisa que pueda usarse para inisiar el ensamble de sirsuito. El termino 'medio de señal de iniciación" se usa aquí y en las reivindicaciones, como signifisando la inclusión de las líneas de transmisión de señal de iniciación eléctrica asi como las líneas de tranemisión de señal de iniciación no eléctrica y sus transductores asociados para enviar una señal de iniciación eléctrica a las guías de entrada del ensamble de circuito de eeta invención. La Figura 4 provee una vista en perspectiva de un ensamble de circuito- transductor { o iniciador - transductor) 55 que comprende un modulo electróniso 54 que comprende el ensamble de circuito 10b y el manguito 22 de las Figuras 2A, 2B y 2C y un medio de iniciasidn de salida 46. El ensamble' cirsuito - transductor 55 también comprende un modulo transductor 58 que Birve como parte de un medio de transmisión de señal de iniciación para convertir un señal de iniciación no eléctrisa a un pulso de energía eléstrisa para activar el modulo electrónico 54. Varios componentes de circuito del ensamble de circuito 10b tales como un circuito temporizador integrado 28, un resistor temporizador 30, un circuito conmutador integrado 32, un capacitor de almacenamiento 34, y un resistor extractor 36 están montados en porciones somo de celosía de un portador que comprende un marco de conexiones o guías 40 y están dispuestos dentro de la cápsula 14C. Los medios de iniciación exteriores 46 comprenden un elemento de puente tal como un puente semicondustor 38 conectado a guías de salida 57, una carga de iniciación 46a que comprende preferiblemente un segundo material explosivo o un sustituto adecuado para ello tal como perclorato de tetramina - cls - bis ( 5 -nitro -2H- tetrazolato N2) de cobalto (III) , ciertos explosivos primarios y mezclas energéticas tales como perclorato de potasio de circonio, y una cassara o blindaje de iniciación 46b que sea aplastada en la región de cuello 44 y que detenga la sarga de iniciación 46a en una relación de transferencia al puente semicondustor 38. La señal de iniciación de salida de explosivo provista por el medio de iniciación externo puede usarse, por ejemplo para iniciar la carga base o carga de "ealida" de un detonador dentro del cual esta dispuesto el ensamble 55, y puede asi comprender parte del medio de salida para el detonador, como se deecribe ae adelante en referencia a la Figura 6A. La cápsula 14c acopla el manguito 22 ( ver Figura 2C) únicamente en lae aletae ( que no eon visibles en la Figura 4) y asi establece un espacio 48 entre la cápsula 14c y el manguito 22. Como se ha indicado, la cápsula 14c define imbricadoe 50 donde guías de prueba o programa 52 pueden tener acceso a través de la cápeula 14c, de modo que el circuito puede programarse y /o probarse antes de ensamblar el detonador. Imbricadores 50 preferiblente permiten que la guía permanezca dentro del perfil superficial de la cápsula 14c, esto es las guías preferiblemente no se extienden en el espacio 48, para hacer contacto con la envoltura rodeante. Asi, el modulo electrónico 54 puede insertarse en el manguito 22 y las guías 52 no entraran en contacto con el manguito 22. El modulo transductor 58 Figura 4) comprende un transductor piezoeléctrico 60 y dos guías de transferencia 62 dispuestas en un buj e de transductor 64. Al recibir una onda de choque, el transductor 60 produse un pulso eléctrico que en enviado al ensamble de circuito 10b vía las guías de transferencia 62 y las guías de impulso 56. El buje transductor 64 esta dimensionado y configurado para acoplar el manguito 22 de modo que el modulo transductor 58 pueda fijarse sobre el extremo del manguito 22 con las guías 62 en contacto con las guías de impulsos 56. El modulo electrónico 54, el manguito 22 y el modulo transductor 58 tienen una dimeneidn y forma de modo que, al ensamblarse como se muestra en la Figura 4, se produce un espacio en 66 entre el modulo electróniso 54 y el modulo transductor 58. De esta manera el modulo electrónico 54 esta cuando menos parcialmente blindado contra la onda de choque que ocasiona que el transductor piezoeléctrico 60 de origen a el pulso eléctrico para el ensamble de circuito. La presión impuesta por tal onda de choque se transfiere a través del modulo transductor 58 al manguito 22, como se indica por las flechas de fuerza 68, mas bien que al modulo electrónico 54. Las Figuras 5A y 5B ilustran un ensamble de iniciación de retardo traneductor 55a de acuerdo a una modalidad alternativa de la invención en donde la cápsula para el circuito electrónico no esta configurada para un contacto limitado con la envoltura. En esta modalidad la cápsula comprende un caja o alojamiento para los componentes electrónicos y el portador. La caja l4e comprende un material de soporte estructural y un material desacoplador 14f . Generalmente el material de soporte eetructural de la caja l4e debe tener un modulo de Young de cuando menos 5 x 10* libras por pulgada cuadrada y preferiblemente un modulo de Young en el margen de aproximadamente 1 x 105 a 40 xlO4 libras por pulgada cuadrada, preferentemente el material de soporte estructural tiene una resistencia de cuando menos 5000 libras por pulgada cuadrada ( 5000 x 0.07 = 350 kg/cpr1) y un soefísiente de expaneión térmisa que asople son el de los componentee de circuito integrado. La caja 14e puede comprender por ejemplo, una caja de epoxido llenada con vidrio l4e «que, al curarse, tenga una densidad de cuando menos l gramo por centímetro cubico y un modulo de Young de 1 x 10s libras por pulgada cuadrada . Tal material epoxido es obtenible de Sumitomo Corporation bajo el nombre Resin No 6300 y se indica que esta llenado al 60 % con vidrio. La caja 14e es suficientemente rígida al curarse para proveer soporte estructural al cirsuito y ayudar a impedir el daño al sirsuito por un doblamiento inadvertido. Como se ve en la Figura 5A, la saja 14e tiene una sonfigurasidn generalmente rectangular y esta configurada para tener lados lieos 27 de los cuales sobresalen las guías 5 . para impedir que las guías 52 se apoyen contra el manguito conductivo eléctricamente 22 y entren en corto circuito con el circuito electrónico allí, la caja 14e eeta configurada para definir desplazamientos 71 que sobresalen de los lados 27 de la caja 14e mas «que las guías 52. Asi, si la caja 14e entra en contacto con el manguito 22 durante el ensamble, los desplazamientos 71 impedirán que las guías 52 acoplen con la superficie interior del manguito 2 . La caja 14e puede tener dimensiones y forma para un csntasto longitudinal limitado con la superficie interior del manguito 22 como sé describe anteriormente, por ejemplo en relación a las Figuras li y IB, pero la caja 14e tiene preferentemente dimensiones y forma como se sugiere en la Figura 5B de modo que al centrarse dentro del manguito 22, no haga contasto directo con la superficie interior del mismo. En la modalidad ilustrada el espacio entre la caja 14e y el manguito 22 eeta básicamente, totalmente lleno por un material desacoplante absorbedor de choque I4f de la encapsulacion. En una modalidad particular de la invención el material desacoplante 14 f tiene una densidad de únicamente 0.8 gcc y un modulo de Young de 350 kg/ cms y asi difiere de la caja de epoxido llenada con vidrio 14e. El material desacoplante puede comprender un material polimerico elástico, por ejemplo sílicona y puede formarse opcionalmente como espuma. El material desacoplante comprende un montón de asojinamiento de espuma «que puede adherirse a la caja 14e para acoplar con la superficie interior del manguito. Sin embargo se espera que un método mas adecuado para aplicar el material desacoplante de la encapsulacidn entre un material de soporte estructural y la envoltura, comprenderá inyectar material desacoplante polimerico en espuma en el espacio entre ellos, esto es el espacio entre la caja de epoxido l4e y el manguito 22. El material desacoplante entre el manguito y el circuito dentro de la cápsula eirve para atenuar la fuerza de las ondas de choque que puedan transmitiree deede los alrededores del cirsuito, asi proteger al circuito. Este efecto protector es alcanzado sin neceeidad de limitar el contacto entre el material desacoplante 14 f y el interior de la envoltura, pero el efecto protector es mejorado cuando el material desacoplante esta configurado físicamente para un contacto limitado con la envoltura como se describió en referencia las Figuras ÍA - 3B. La función protectora de le encapsulación se mejora mas, porque, la saja 14e tiene dimensiones y forma que definen un desplazamiento no uniforme desde la superficie interior cilindrica del manguito 22. Específicamente la caja I4e, es básicamente rectangular y es por lo tanto protuberante cilindricamente aun cuando no acople directamente con la superficie interior del manguito 22. De acuerdo con lo anterior, por ejemplo, la distancia entre un borde de la caja 14e y la superficie interior del manguito 22, representado como desplazamiento SI , es notablemente mas corto que la distancia entre un punto sobre el lado de la caja 14e y la superficie interior del manguito 14c, representada por S2. Los remanentes de la onda de choque recibida por la caja 14e serán disipados por ßu configurasidn irregular son respecto al manguito 22 antes de que encuentren al circuito allí puesto. Otrae configuraciones protuberantes cilindricas para la caja I4e, pueden igualmente mejorar la función protectora de la cápsula . Refiriéndonos ahora, a la Figura 6A se muestra un detonador de retardo digital que comprende un ensamble de circuito de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El detonador de retardo 100 comprende un medio de señal de iniciación que comprende una linea de transmisión de entrada no eléctrica que tiene, en el caso ilustrado, un tubo de choque 110, buje de adaptación 114, copa de aislamiento 118, carga de elevación de potencial 120 y modulo transductor 58. Como es bien conocido para los técnicos, el tubo de choque comprende una tubería hueca de plástico, cuya pared interna esta cubierta con un material explosivo de modo que al encenderse, se propaga una onda de choque de baja energía, a través del tubo. Ver por ejemplo, Thureson , patente U.S. 4, 607, 573 ( ha de entenderse que otras líneas de transmieión no eléctricas de señal pueden usarse, tales como cuerda detonante, cuerda detonante de baja energía, tubo de choque de baja velocidad y similares, en vez del tubo de choque) .El tubo de choque lio esta fijado al extremo abierto 112a de una envoltura que comprende un alojamiento 112 por un buje adaptador 114 alrededor del cual esta aplastado el aplastamiento 116, 116a. El buje 114 también ayuda a formar un sello protector ambiental entre el alojamiento 112 y la superficie exterior del tubo de choque 110. La caja 112 esta hecha de un material conductivo eléctricamente, usualmente aluminio, y de preferencia de una forma y tamaño de los fulminantes convencionales, esto es, detonadores, un segmento 110a del tubo de choque 110 dentro del alojamiento 112 termina en él extremo llOb con gran proximidad a, o en contacto con una copa aislante anti estática 118. La copa aislante 118, como se ve mejor en la Figura 6B, es de un tipo bien conocido en la técnica y esta hecha de un material semiconductivo, por ejemplo de un material polimerico lleno de carbón, para formar una trayectoria al alojamiento 112 para disipar cualquier eléctrisidad estática que. uede pasar por el tubo de shoque 110. Ver por ejemplo Gladden U.S. 3, 981,240. Una sarga de aumento de potencial de baja energía 120 esta colocada adyacente a la copa aislante 118 y en una relación de comunicación de señal con el extremo 110b del tubo de choque 110. Como se aprecia mejor en la Figura 6B y es bien conocido en la técnica, la copa aislante 118 comprende un cuerpo generalmente cilindrico ( usualmente en forma de un cono truncado dispuesto con el diámetro mayor hacia el extremo abierto 112a del alojamiento 112) , cuyo interior esta dividido por una membrana rompible delgada 118b dentro de una cámara de entrada 118a y una cámara de salida 118c. El extremo 110b del tubo de choque 110 { Figura 6A puede ser recibido dentro de la cámara de entrada 118a ( el tubo de choque 110 no se muestra en la Figura 6B, para mejorar la claridad de la ilustración) . La cámara de salida 118c provee un espacio de aire entre el extremo 110b del tubo de choque 110 y la carga de aumento de potencial 120. Al funcionar, la señal de onda de choque viaja a través del tubo de choque 110 rompiendo la membrana 118b y a través del espacio provisto por la cámara de salida 118c y choca contra y hace d tonar la carga de aumento de potencial 120. La carga de aumento de potencial 120 comprende una pequeña cantidad de explosivo 124, sobre la cual se deposita un elemento de coj ín primero 126. El explosivo 124 comprende un primer explosivo tal como azido de plomo, pero puede comprender un segundo explosivo adecuado, por ejemplo BNCP. Un primer elemento de cojín 126, anular en forma bueno para una membrana delgada central, esta dispuesto entre la copa de aislamiento 118 y el explosivo 124 para soportar la presidn de ataque con la cual el explosivo 124 es prensado durante la fabricación del detonador 100, para proteger el exploeivo 124 contra la aplicación directa de presión. La copa de aislamiento 118, el primer elemento de cojín 126, y la carga de aumento de potencial 120, pueden convenientemente ajustarse en una blindaje de aumento de potencial 132 como se muestra en la Figura 5B. La superficie exterior de la copa de aislamiento 118 esta en contacto conductivo con la superficie interna del blindaje 132, que a su vez esta dimensionado y configurado para un ajuste de fricción con el interior del alojamiento 112, así provee una trayectoria de conductividad eléctrica deede el tubo de choque 110 a la caja 112. En lo general, el blindaje de aumento de potencial 132 esta insertado en el alojamiento 112 y el alojamiento 112 ee aplastado para retener al blindaje 132 asi como para proteger los contenidos del alojamiento 112 contra el ambiente . Un amortiguador no conductivo 128, que tiene un grueso dé 0.015 pulgadas 0.038 cm) esta localizado entre la carga 120 y el modulo traneductor 58 para aislar eléctricamente al transductor 58 de la carga 120. El modulo 58 comprende un transductor piezolectrico que esta dispuesto en una relasidn de comunicación de fuerza con la carga 120 y asi puede convertir la fuerza de salida de la carga 120 a un pulso de energía eléctrica. Las guías de salida del modulo 58 están conectadas al modulo 54 como se muestra en la Figura 4. Como se ilustra en la Figura 5, la envoltura provista por el detonador 110 comprende el alojamiento 112 y un manguito de acero de extremo abierto opcional 22 el cual envuelve asi al modulo electróniso 54 y que esta sonfigurado para tener un ajuste de friscidn son el interior del alojamiento 112. - - El detonador 100 somprende un medio de salida para producir una señal de salida de detonación al final del intervalo de retardo. Como se ha indicado, parte del medio de ealida del detonador comprende un medio de iniciación de ealida 46 de modulo electrónico 54 ( mostrado en la Figura 4) adyacente al cual en el detonador 100 hay un eegundo elemento de cojín 142 que separa los medios de iniciasión de salida del modulo electrónico 54 del resto del medio de salida detonador , comprendiendo la carga de salida 144 dispuesta en el extremo cerrado 112b del alojamiento 112. La carga de salida 144 comprende un explosivo primario opcional 144a (para el cual un material explosivo segundo adecuado, por ejemplo BNCP puede eustituiree) y un explosivo secundario 144b. Este 144b tiene suficiente potencia de choque para romper el alojamiento 112 y hacer detonar los explosivos de aumento de potencial, dinamita etc dispuestos en la proximidad de la transferencia de señal al detonador 100. Al usarse, una señal de iniciasidn no eléctrica en el medio de señal de iniciación viaja a través del tubo de choque 110 y es emitida en el extremo 110 . La membrana de ruptura por señal 118b de la copa de aislamiento 118 y el primer elemento de cojín 126 para iniciar el explosivo 124 de la carga de aumento de potencial 120. El explosivo 124 genera una onda de choque de detonación que lleva al transductor piezoeléctrico al modulo transductor 58. El modulo transductor 58 luego produce un pulso de energía eléctrica que es recibido por el modulo electrónico 54, Asi el medio de señal de iniciación no eléctrico envía una señal de iniciación al ensamble de circuito del modulo electrónico 54. El ensamble de circuito almacena el pulso de la energía eléctrica y después de un retardo predeterminado libera o transporta la energía al medio de iniciación de salida el cual inicia la carga de salida 144. Como se ha indicado anteriormente, en modalidades alternativas, el circuito encapsulado de la presente invención puede usarse son un circuito de retardo de detonador eléctrico diseñado para usarse con un alambre de transmisión de señal eléctrica en vez de un tubo de choque u otra linea de transmisión de señal no eléctrica. En tal circuito, por supuesto, no habría necesidad de una carga de aumento de potencial 120 o de un modulo de transmisión 58. Aunque esta invención se ha descrito en detalle con referencia a una modalidad particular de la misma, es aparente que la lectura y el entendimiento de lo anterior, da idea a los técnicos de numerosas variaciones a las modalidades descritas. Por ejemplo, es apreciable que aún si la envoltura o encierro no tiene una superficie interior cilindrica, la configuración de la encapsulacidn del circuito puede adaptarse a un contacto limitado.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. - Un ensamble de circuito electrónico resistente al choque que comprende una envoltura rígida que tiene una superficie interior y un circuito electrónico allí encerrado en un encapsulamiento dentro de la envoltura, la encapsulacidn es moldeada alrededor del cirsuito y tiene dimensiones y forma para un contacto limitado con la superficie interior de la envoltura.

2. - El ensamble de circuito de acuerdo con la reivindicación l, en donde el encierro tiene una superficie interior cilindrica y en donde la encapsulación o cápsula tiene una configuración en lo general poligonal que provee un contacto limitado con la superficie interior.

3. - El ensamble de circuito de acuerdo con la reivindicasión 1, en donde el ensierro tiene una superficie interior y en donde la cápeula tiene una superficie exterior y esta configurada para definir una pluralidad de puntas o pezones que sobresalen desde la superficie exterior de la cápsula y que proveen un contacto limitado con la euperficie interior.

4. - El ensamble de circuito de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el encierro tiene una superficie interior cilindrica en donde la cápsula esta configurada para definir aletas que se extienden longitudinalmente y provee un sontacto limitado con la superfisie interior.

5. - Un ensamble de circuito elestrónico resistente al choque que comprende un circuito electrónico dispuesto dentro de un encierro que comprende una superficie interior silíndrisa y que esta encerrado en una cápsula que comprende un material de soporte estructural que encierra al circuito y que esta configurado para dejar un espacio entre el material de soporte estructural y la superfície interior cilíndrisa del encierro o envoltura, y además comprende un material desacoplante que acopla con la superfície interior y que esta diepueeto en el espacio entre el material de soporte estructural y la superficie interior cilindrica del encierro, el material desacoplante tiene una deneidad de cuando menos 20% menor que la densidad del material de soporte estructural .

6. - El ensamble de circuito de asuerdo son la reivindicación 5, en donde el circuito electróniso comprende un cirsuito de retardo que presenta : i) medios de almacenamiento conectados a una terminal de entrada para recibir y almacenar energía eléctrica; ii) un circuito de conmutacidn que conecta el medio de almacenamiento a una terminal de salida para liberar energía almacenada por el medio de almacenamiento a la terminal de salida en respuesta a una señal desde el circuito temporizador; iii) el circuito temporizador esta conectado operativamente al circuito conmutador para controlar la liberación por el circuito de conmutación, de la energía almacenada por el medio de almacenamiento, al elemento de iniciasión; en donde la terminal de entrada se extiende a través de la sápsula para permitir el envío de energía eléstrisa al medio de almasenamiento desde ei exterior de la cápsula; y en donde la terminal de salida se extiende a través de la cápsula para enviar energía eléctrica desde el medio de almacenamiento vía el cirsuito de conmutación al exterior de la cápsula .

7. - El ensamble de circuito de acuerdo con la reivindicación 6, en combinación con un medio de iniciación de salida conectado operativamente al medio de almacenamiento para recibir vía el cirsuito de conmutación la energía almacenada por el medio de almacenamiento y para generar un señal de iniciasidn de salida explosiva en respuesta a aquello, y en donde la envoltura o encierro comprende un manguito que tiene una superfície de encierro interior y que tiene dimensiones y formas para recibir allí el ensamble de circuito de retardo.

8. - Una unidad de ensamble transductor que comprende el circuito de eneamble de acuerdo con la reivindicación 7, un modulo traneductor que comprende un buje1 que esta dimensionado y configurado para acoplar con el manguito., un transductor piezoeléctrico en el buje y un - par de guías transductoras que va a la terminal de entrada del circuito.

9. - Un detonador de retardo que comprende un encierro comprendiendo cuando menos un alojamiento cerrado en un extremo y abierto en el otro para la conexión a. un medio de señal de iniciasión, el encierro tiene una superficie interior; un ensamble de circuito de acuerdo con las reivindicaciones l, 3 o 4 dispuesto en el alojamiento; el medio de señal de iniciación fijado en el extremo abierto del alojamiento para proveer una señal de iniciación eléctrica al ensamble del circuito en donde el circuito electrónico comprende un circuito de retardo que tiene i) medios de almacenamiento conectados al medio de señal de .iniciación para recibir y almacenar energía eléctrica desde el medio de señal de iniciación ii) un circuito de conmutación que conecta el medio de almacenamiento a una terminal de salida para liberar energía almacenada por el medio de almacenamiento a la terminal de salida en respuesta a una señal desde el circuito temporizador; L iii) el circuito temporizador esta conectado operativamente al circuito conmutador para controlar la liberación por el circuito de conmutación, de la energía almacenada jpor el medio de almacenamiento., al elemento de -iniciación medios de salida dispueetos en el alojamiento en relación operativa al medio de almacenamiento a través del cirsuito de sonmutacidn para recibir por este circuito de conmutación, la energía almacenada por -el medio _de almacenamiento y generar un salida explosiva en reepuesta a ello.

10. - Un detonador de retardo que comprende: un encierro comprendiendo cuando menos un alojamiento cerrado en un extremo y abierto en el otro para la conexión a un medio de señal de iniciación, el encierro tiene una superficie interior; un medio de eeñal de iniciación fijado en el extremo abierto del alojamiento para proveer una señal de iniciación eléctrica al ensamble del circuito en donde el circuito electrónico comprende un circuito de retardo que tiene i) medioe de almacenamiento conectados al medio de eeñal de iniciación para recibir y almacenar energía eléctrica desde el medio de señal de iniciación ii) un circuito de conmutación «que conecta el medio de almacenamiento a una terminal de salida para liberar energía almacenada por el medio de almacenamiento a la terminal de ealida en respuesta a una señal desde el circuito temporizador; iii) el circuito temporizador esta conestado operativamente al sircuito conmutador para controlar la liberación por el circuito de conmutación, de la energía almacenada por el medio de almacenamiento; iv) una cápsula que encapsula los elementos i) , ii) y ÜL) y que acopla con la superficie interior del encierro; y medios de salida diepueetos en la caja en una relasión operativa al medio de almacenamiento a través del circuito de conmutación para recibir por el cirsuito de conmutación la energía almacenada por el medio -de almacenamiento y generar una ealida explosiva en reepueeta a ello, en donde la cápsula comprende un material de soporte estructural que encapsula al cirsuito dentro del alojamiento y que esta configurado para dejar un espacio entre el material de soporte estructural y la superficie interior, la cápeula comprende además un material desacoplante en el espacio y que acopla con la superficie interior. ll.- El detonador de acuerdo con la reivindicasion 10, en donde el material desacoplante y el material de soporte estructural tiene cada uno una densidad y en donde la densidad del material desacoplante es cuando menos 20% menor que la densidad del material de eoporte eetructural . 12. -El detonador de acuerdo son la reivindisación 10 o la 11 en donde la cápsula tiene dimensiones y forma adecuadas para un contacto limitado con una superficie interior del encierro. 13. - El ensamble de circuito de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la cápsula esta dimensionada y configurada para presentar porciones protuberantes cilindricas. 1 . - Un ensamble de circuito electrónico resistente al chocque que comprende un cirsuito elestrónico encapsulado en una cápsula que esta dimensionada y configurada para definir aletas protuberantes, el circuito esta dispuesto dentro de un encierro rígido que tiene una superficie interior, con la cápsula teniendo un contacto limitado con esa superficie interior. 15. - Un ensamble de cirsuito que comprende un circuito electrónico encapsulado e? una cápsula que esta dimensionada y configurada para tener porciones protuberantes cilindricas , en donde el cirsuito elestrónico comprende un cirsuito de retardo que tiene i) medios de almacenamiento conestados a una terminal de entrada para recibir y almacenar energía 7 eléctrica; ii) un circuito de conmutación que conecta el medio de almacenamiento a una terminal de salida para liberar energía almacenada por el medio de almacenamiento a la terminal de salida en respuesta a una señal desde el cirsuito temporizador; iii) el circuito temporizador _ esta conectado operativamente al circuito conmutador para controlar la liberación por el circuito de conmutación, de la energía almacenada por el medio de almasenamiento, al elemento de iniciación; en donde la terminal de entrada se extiende a través de la cápsula para permitir ßl envío de energía eléctrica al medio de almacenamiento desde el exterior de la cápeula; en donde la terminal de ealida se extiende a través de la cápsula para enviar energía eléctrica desde el medio de almacenamiento por el sirsuito de sonmutación al exterior de la cápsula; el ensamble comprende además un medio de iniciación de salida conestado operativamente al medio de almasenamiento y para generar un señal de inisiaslón de ealida explosiva en respuesta a ello, y un manguito que tiene una superfisie de encierro interior dimensionada y configurada para recibir el ensamble de circuito de retardo allí, en donde la cápsula acopla con la superficie interior del manguito en un contacto dispersor de choque. 16. - Un ensamble de circuito que comprende un cirsuito electrónico encapsulado en un cápsula que esta dimensionada y configurada para comprender porciones protuberantes cilindricas, en donde el circuito electrónico comprende un sirsuito de retardo que somprende : i) medios de almacenamiento sonestados a una terminal de entrada para recibir y almacenar energía eléctrica; ii) un circuito de conmutación que conecta el medio de almacenamiento a una terminal de salida para liberar energía almacenada por el medio de almacenamiento a la terminal de salida en respuesta a una señal desde el circuito temporizador; iii) el circuito temporizador esta conestado operativamente al sircuito conmutador para controlar la liberación por el cirsuito de conmutación, de la energía almacenada por el medio de almacenamiento, al elemento de iniciasión; en donde la terminal de entrada se extiende a travee de la cápsula para permitir el envío de energía eléctrisa al medio de almacenamiento desde el exterior de la cápsula; en donde la terminal de salida se extiende a través de la cápsula para enviar energía eléctrica desde el medio de almacenamiento por el cirsuito de sonmutasión al exterior de la cápeula; en donde la cápsula comprende un material de soporte estructural y un material desacoplante, en donde la densidad del material desacoplante es cuando menos aproximadamente 20 % menor que la densidad del material de soporte estructural . 17.- Un detonador de retardo que comprende: un encierro que comprende cuando menos un alojamiento cerrado en un extremo y abierto en el otro extremo para sonestarse a un medio de señal de iniciación, el encierro tiene una superficie interior; un ensamble de circuito de acuerdo a la reivindicación 6 en el alojamiento; el medio de señal de iniciasión esta fijado en el extremo abierto del alojamiento para proveer una señal de iniciación eléctrísa al ensamble de circuito, en donde el circuito electrónico comprende un circuito de retardo que presenta : i) medios de almacenamiento conectados a una terminal de entrada para recibir y almacenar energía eléctrica; ii) un circuito de conmutasidn que conecta el medio de almacenamiento a una terminal de salida para liberar energía almacenada por el medio de almacenamiento a la terminal de salida en respueeta a una señal desde el circuito temporizador; iii) el circuito temporizador esta conectado operativamente al cirsuito conmutador para controlar la liberación por el circuito de conmutación, de la energía almacenada por el medio de almacenamiento, al medio de salida; y medios de salida dispuestos en el alojamiento en relación operativa al medio de almacenamiento a través del cirsuito de conmutación para recibir vía el cirsuito de sonmutación, la energía almacenada y generar una salida explosiva en respuesta a ello. 18. - El detonador de acuerdo con la reivindicación 17, en donde la cápeula esta dimensionada y configurada para un contacto limitado con una superficie interior del encierro. 19. - El detonador de acuerdo con la reivindicación 18 en donde la superficie interior del encierro tiene una configuración cilindrica y en donde la cápsula tiene una configuración con protuberancia cilíndrisa.