CN101813445A - 一种爆破系统及其起爆时间控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数码雷管起爆时间控制方法，该方法包括：根据预定的爆破策略计算设置各数码雷管的起爆时间参数；将所述起爆时间参数发送给各数码雷管；各数码雷管收到所述控制装置发送的起爆命令后开始进行计时，当计时到所述起爆时间所述数码雷管实施起爆作业。本发明以多个数码雷管和控制设备之间组成的通信网络为基础，多个数码雷管与控制设备通过有线连接或者无线连接完成信息通信，由于所述多个数码雷管与所述控制设备之间的通信介质可能存在差异，故爆破系统可能产生通信延时，爆破系统通信延时会导致数码雷管的起爆时间在爆破作业中产生误差，所以为了使爆破作业达到更高精度，需要在爆破作业实施之前消除通信延时对爆破系统中数码雷管的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及爆破控制技术领域，尤其涉及爆破系统及其起爆时间控制方法。
背景技术
数码雷管起爆系统由可编程的控制设备和数码雷管组成，控制设备可以是编程器和起爆器。编程器用于联网期间的延期序列设定和功能测试，能够读取和储存唯一的雷管识别码和储存必需的信息；起爆器用于最终的系统测试和点火。数码雷管利用精确定时的微型电子芯片取代传统延期药，是现场编程的高精度、高科技爆破器材，具有爆破效率高、单耗药量小、破碎度均匀、铅爆循环作业时间短、平均进尺量大、组网使用安全可靠等优点，可满足复杂爆破工程的微差减震设计要求，是实现大型爆破作业网络优化设计和微差干扰减震的最理想爆破器材。
在由数码雷管和相关控制设备组成的爆破系统中，火工品之间的通信由有线连接或者无线连接来完成。当控制设备在远程指挥爆破作业时，长距离的通信是不可避免的，这就使无论有线连接还是无线连接均会受到通信介质状态的影响，这些因素可以体现在通信介质的温度、湿度以及压力等。于是从控制设备发出的同一指令在到达不同数码雷管时需要不同的通信时间，从而产生了爆破系统内部的通信延时。
爆破系统内部的通信延时可以因环境的变化而不同，这就要求在每次爆破作业进行之前都要采取一定的措施来消除通信延时对爆破作业产生的影响，进而实现精确爆破。在数码雷管产生之前，精确爆破只能局限在对雷管延期方法进行调整，但是传统上无法精确到毫秒，所以通信延时也常常被忽略。数码雷管的产生使定义延期时间更加精准，但是爆破系统通信延时可以导致起爆效果与预期产生误差，所以使用数码雷管进行爆破作业时需要消除系统通信延时，以实现爆破现场高精度爆破。
发明内容
本发明的目的是使用数码雷管实施爆破作业时减少爆破系统内部产生的通信延时，并到达高精度爆破。
本发明实施例提供的一种数码雷管起爆时间控制方法，用于具有远程起爆控制设备和多个数码雷管的爆破系统，所述控制设备与多个数码雷管形成通信网络，该方法包括：
根据预定的爆破策略计算设置各数码雷管的起爆时间参数；
将所述起爆时间参数发送给各数码雷管；
各数码雷管收到所述控制装置发送的起爆命令后开始进行计时，当计时到所述起爆时间所述数码雷管实施起爆作业。
本发明实施例提供的一种爆破系统，包括控制装置和多个数码雷管；
所述控制装置包括：
时间设置单元，根据预定的爆破策略计算设置各数码雷管的起爆时间参数；
发送单元，将起爆时间参数和/或起爆命令发送给各数码雷管；
所述数码雷管包括：
接收单元，用于接收所述控制装置发送的起爆时间参数和/或起爆命令；
计时单元，用于记录起爆时间，当接收到起爆命令后开始进行计时，当计时到所述起爆时间触发数码雷管实施起爆作业。
由上述技术方案可知，本发明通过数码雷管爆破系统采用基于通信延时的起爆时间控制方法，可减少数码雷管爆破系统因通信可能产生的时间误差，进而使爆破作业更加精准；有利于人工计算系统延时而可能产生的错误；起爆时间控制方法的测定通信延时设定方法主要基于从控制设备角度减少爆破系统通信延时，使得多个数码雷管的逻辑芯片设计变得简洁；起爆时间控制方法的无测定通信延时设定方法主要基于从数码雷管角度减少爆破系统通信延时，有利于爆破系统实施爆破作业前的安全检测，进而使得爆破作业更加安全。
附图说明
图1为本发明实施例中的数码雷管爆破系统起爆时间控制方法流程图；
图2为本发明实施例中的数码雷管爆破系统框架图；
图3为本发明实施例提供的数码雷管起爆时间控制方法中通信延时设定流程图；
图4为本发明实施例数码雷管起爆时间控制方法中的另一通信延时设定流程图；
图5为本发明实施例提供的一种爆破系统构成示意图。
具体实施方式
为了对爆破系统中的雷管起爆时间进行精确控制，本发明提供了一种数码雷管起爆时间控制方法，用于具有远程起爆控制设备和多个数码雷管的爆破系统，所述控制设备与多个数码雷管形成通信网络，参照图1，该方法包括：
S101，根据预定的爆破策略计算确定各数码雷管的起爆时间参数；
爆破策略如可根据情况设定爆破系统中各数码雷管同时爆炸；或各数码雷管分批爆炸。具体可通过控制各数码雷管的起爆时间实现。
S102，将起爆时间参数发送给各数码雷管；以及发送起爆命令信息给各数码雷管；
具体地，可先将起爆时间参数发送给各数码雷管，起爆时间参数保存在数码雷管中；在准备实施爆炸时再发送起爆命令信息给各数码雷管；
S103，各数码雷管收到起爆命令后开始进行计时，当计时到所设置的起爆时间所述数码雷管实施起爆作业。
在将所述起爆时间参数及起爆命令发送给各数码雷管之前，检测所述控制装置到各数码雷管的通信信道是否畅通。
起爆时间控制方法，还包括：
获取起爆控制设备与各数码雷管之间的通信延时；
记录控制设备向各数码雷管发送信号到接收到各数码雷管反馈信号所需的时间t1、t2......tn；
计算出控制设备到爆破系统中各数码雷管的通信延时分别为T1＝t1/2、T2＝t2/2......Tn＝tn/2。
根据所述通信延时以及爆破策略计算设置各数码雷管的起爆时间参数。
具体地，若根据爆破策略预先设定的各数码雷管的起爆延迟时间为D1，D2，…，Dn；则将各数码雷管的起爆时间设置为D1-T1，D2-T2，…，Dn-Tn；其中所述预定起爆延期时间D1，D2，…，Dn中的最小值大于通信延时T1、T2......Tn的最大值。
获取各数码雷管的身份信息、状态信息，以按照所述身份信息将计算得到的各数码雷管设置起爆时间参数发送给所述各数码雷管。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提供一种数码雷管起爆时间控制方法。如图2，所述数码雷管爆破时间控制方法以多个数码雷管4和控制设备1之间组成的爆破系统为基础，多个数码雷管与控制设备通过有线连接或者无线连接6完成信息通信。所述多个数码雷管4与所述控制设备1之间的通信介质可能存在差异，故从控制设备向多个数码雷管发出的同一信息可能在不同时间达到不同数码雷管4，以上由于通信差异产生的延时为爆破系统的通信延时。
如图2所示，有线连接或者无线连接因不同数码雷管4与控制设备1的距离不同而产生了通信延时，所述爆破系统的通信延时可以精确到毫秒或者微秒。
所述数码雷管4位于爆破孔5中，所述数码雷管4包含一个逻辑电路2和雷管主体，所述逻辑电路2与雷管主体可以通过物理导线3进行通信。
所述逻辑电路2可以储存所述数码雷管的身份信息和命令信号，同时所述逻辑电路2根据命令信号控制雷管主体起爆时间。
所述逻辑电路中可以包含一个计时器，该计时器用来记录数码雷管的延期时间，所述数码雷管的延期时间不包含爆破系统的通信延时，故在实施爆破作业之前，需要将数码雷管的延期时间与爆破系统的通信延时同时编程，进而形成数码雷管的标准起爆时间，数码雷管倒数标准起爆时间后起爆。
所述数码雷管起爆时间控制方法的设定基于数码雷管爆破系统存在通信延时，在实施爆破作业之前，爆破系统的通信延时可以根据一定的计算方法直接计算出来，如图3所示；同时也可以基于不计算系统延时的大小，而采用一套设定标准起爆时间的方法对通信延时加以间接规避，如图3所示。以上两种针对通信延时设定标准起爆时间的方法称为测试通信延时设定方法和无测试通信延时设定方法。
如图3，所述测试通信延时设定方法包含以下步骤：
S201，数码雷管激活：控制设备向多个数码雷管发送逻辑电路激活信号；
S202，信息反馈：多个数码雷管接收到逻辑电路激活信号后立即向控制设备发送反馈信号；
S203，计算信息传输时间：控制设备记录每个数码雷管的身份信息、状态信息和从发送逻辑电路激活信号到接收到每个数码雷管反馈信号的时间t1、t2......tn；
S204，计算通信延时：控制设备计算出爆破系统中每个数码雷管的通信延时，分别为T1＝t1/2、T2＝t2/2......Tn＝tn/2；
S205，编程预定起爆延期时间：编程爆破系统预定起爆延期时间D1、D2......Dn；
S206，编程标准起爆时间：设定标准起爆时间时，控制设备将预定起爆延期时间和延期时间T1、T2......Tn同时计算在内；
S207，起爆：控制设备向多个数码雷管同时发送相应标准起爆时间，爆破系统中的多个数码雷管根据标准起爆时间实施起爆作业。
所述设定标准起爆时间的设定可以通过所述控制设备计算出预定起爆延期时间与延期时间之差，从而得出标准起爆时间D1-T1、D2-T2......Dn-Tn，所述控制设备将标准起爆时间同时发出，由于爆破系统存在通信延时，多个数码雷管接收到标准起爆时间的时刻不同，经过标准起爆时间D1-T1、D2-T2......Dn-Tn对通信延时的补偿，多个数码雷管可以实现预定起爆延期时间D1、D2......Dn的起爆效果。所述测试通信延时设定方法的标准起爆时间编程在控制设备中完成，标准起爆时间变成完毕后控制设备将标准起爆时间同时发送给指定数码雷管。所述多个数码雷管的计时器倒数标准起爆时间后起爆。
为使爆破系统不会产生逻辑差错进而影响爆破作业进行，所述预定起爆延期时间D1、D2......Dn中的最小值应大于延期时间T1、T2......Tn的最大值，以保证标准起爆时间D1-T1、D2-T2......Dn-Tn都在数值零以上。
如图4，所述无测定延期时间设定方法包含以下步骤：
S301，编程预定起爆延期时间：编程爆破系统预定起爆延期时间M1、M2......Mn；
S302，数码雷管激活：控制设备向多个数码雷管发送逻辑电路激活信号；
S303，信息反馈1：多个数码雷管向控制设备发送反馈信号；
S304，信息记录：控制设备记录每个数码雷管的身份信息和状态信息；
S305，发送预备起爆命令：起爆作业开始进行时控制设备向多个数码雷管发送预备起爆命令；
S306，数码雷管启动计时器：多个数码雷管逻辑电路根据预备起爆命令开启计时器；
S307，信息反馈2：每个数码雷管获得预备起爆命令后向控制设备发送反馈信号，若控制设备接收到所有数码雷管的反馈信号，起爆作业继续进行，若控制设备无法接收到所有数码雷管的反馈信号，起爆作业中止；
S308，发送起爆命令：控制设备收到所有数码雷管反馈信号后向多个数码雷管发送预订起爆延期时间和起爆命令；
S309，编程标准起爆时间：多个数码雷管逻辑电路根据预订起爆延期时间和计时器读数计算出标准起爆时间；
S310，起爆：爆破系统中的多个数码雷管根据标准起爆时间实施起爆作业。
每个数码雷管的计时器在接收到预备起爆命令后立刻开始从零计时，从每数码雷管均完成起爆信息接受时候起，某一时刻相应计时器的读数分别为m1、m2......mn，其中m1、m2......mn为动态时间。在爆破系统中通信延时越小的数码雷管的计时器读数越大，相反通信延时越大则计时器读数越小。
所述预定起爆延期时间可以在激活信号发送之前编程，也可以在激活信号发送后同时发送预备起爆命令发送之前编程。所述预定起爆延期时间M1、M2......Mn为未来时间段，每个数码雷管的计时器的读数m1、m2......mn与预定起爆延期时间M1、M2......Mn相加得出标准起爆时间M1+m1、M2+m2......Mn+mn。所述无测定延期时间设定方法的标准起爆时间编程在每个数码雷管中完成。多个数码雷管的计时器倒数标准起爆时间后起爆。
为使爆破作业顺利进行，需要保证计时器读数m1、m2......mn中的最小值尽可能接近于0，这就要求控制设备在发出预备起爆命令与起爆命令之间的时间间隔尽量要短。所以在实施爆破作业过程中从起爆专员只需要控制起爆按钮，之后控制设备接收反馈信号并发出起爆命令的过程可以自动完成。
所述无测试通信延时设定方法在进行预备起爆信号后信息反馈时，可以对整个爆破系统进行爆破系统检测：如果控制设备在此过程中没有接收到所有数码雷管的反馈信息，则爆破作业终止，起爆信号不发送；如果控制设备在此过程中介受到所有数码雷管得反馈信息，则控制设备发送起爆信号。所述无测试通信延时设定方法更有利于爆破系统的安全起爆。
参照图5，本发明实施例提供的一种爆破系统50，包括控制装置51和多个数码雷管52。
其中控制装置51包括：
时间设置单元511，根据预定的爆破策略计算设置各数码雷管的起爆时间参数；
发送单元512，将起爆时间参数和/或起爆命令发送给各数码雷管；
其中数码雷管52包括：
接收单元521，用于接收所述控制装置发送的起爆时间参数和/或起爆命令；
计时单元522，用于记录起爆时间，当接收到起爆命令后开始进行计时，当计时到所述起爆时间触发数码雷管实施起爆作业。
其中数码雷管52还包括：雷管主体523和电源524、存储单元525和逻辑模块526；
逻辑模块526分别与计时单元522及存储单元525连接，逻辑模块526控制计时单元进行计时；存储单元525用于存储所述数码雷管的身份信息和状态信息；逻辑模块526通过有线或者无线与控制装置之间相互通信，接收控制装置发送的控制信息并将相关控制信息存储在存储单元525中；
雷管主体523与逻辑模块526相连接，雷管主体523包含用于起爆雷管的引爆装置523a和炸药523b，引爆装置523a一端连接所述逻辑模块526，另一端连接炸药523b，引爆装置523a接收到电能后发火进行引爆。
电源524可采用储能电容器或其他储能器件/模块。
在电源524与引爆装置523a间设置有一个开关527，需要进行引爆时，开关527在逻辑模块526控制下，将电源524的电能提供给引爆装置523a。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种数码雷管起爆时间控制方法，用于具有远程起爆控制设备和多个数码雷管的爆破系统，所述控制设备与多个数码雷管形成通信网络，其特征在于，该方法包括：
根据预定的爆破策略计算设置各数码雷管的起爆时间参数；
将所述起爆时间参数发送给各数码雷管；
各数码雷管收到所述控制装置发送的起爆命令后开始进行计时，当计时到所述起爆时间所述数码雷管实施起爆作业。
2.如权利要求1所述的起爆时间控制方法，其特征在于，还包括：
在将所述起爆时间参数及起爆命令发送给各数码雷管之前，检测所述控制装置到各数码雷管的通信信道是否畅通。
3.如权利要求1或2所述的起爆时间控制方法，其特征在于，还包括：
获取起爆控制设备与各数码雷管之间的通信延时；
根据所述通信延时以及爆破策略计算设置各数码雷管的起爆时间参数。
4.如权利要求1所述的起爆时间控制方法，其特征在于，还包括：
获取各数码雷管的身份信息、状态信息，以按照所述身份信息将计算得到的各数码雷管设置起爆时间参数发送给所述各数码雷管。
5.如权利要求3所述的起爆时间控制方法，其特征在于，所述获取起爆控制设备与各数码雷管之间的通信延时，具体包括：
记录控制设备向各数码雷管发送信号到接收到各数码雷管反馈信号所需的时间t1、t2......tn；
计算出控制设备到爆破系统中各数码雷管的通信延时分别为T1＝t1/2、T2＝t2/2......Tn＝tn/2。
6.如权利要求5所述的起爆时间控制方法，其特征在于，
根据所述通信延时以及爆破策略计算设置各数码雷管的起爆时间参数，具体为：
若根据爆破策略预先设定的各数码雷管的起爆延迟时间为D1，D2，…，Dn；则将各数码雷管的起爆时间设置为D1-T1，D2-T2，…，Dn-Tn；其中所述预定起爆延期时间D1，D2，…，Dn中的最小值大于通信延时T1、T2......Tn的最大值。
7.一种爆破系统，其特征在于，包括控制装置和多个数码雷管，
所述控制装置包括：
时间设置单元，根据预定的爆破策略计算设置各数码雷管的起爆时间参数；
发送单元，将起爆时间参数和/或起爆命令发送给各数码雷管；
所述数码雷管包括：
接收单元，用于接收所述控制装置发送的起爆时间参数和/或起爆命令；
计时单元，用于记录起爆时间，当接收到起爆命令后开始进行计时，当计时到所述起爆时间触发数码雷管实施起爆作业。
8.如权利要求7所述的爆破系统，其特征在于，
所述数码雷管还包括：雷管主体和电源存储单元和逻辑模块；
所述逻辑模块分别与所述计时单元及所述存储单元连接，所述逻辑模块控制计时单元进行计时；所述存储单元用于存储所述数码雷管的身份信息和状态信息；所述逻辑模块通过有线或者无线与控制装置之间相互通信，接收所述控制装置发送的控制信息并将所述控制信息存储在所述存储单元中；
所述雷管主体与所述逻辑模块相连接，所述雷管主体包含用于起爆雷管的引爆装置和炸药，所述引爆装置一端连接所述逻辑模块，另一端连接所述炸药，所述引爆装置接收到电能后发火进行引爆。
9.如权利要求7所述的爆破系统，其特征在于，
所述电源为储能电容器，所述电源连接至所述逻辑电路和所述雷管主体并向其供电。
10.如权利要求7或8所述的爆破系统，其特征在于，
所述电源与所述引爆装置间设置有一个开关，需要进行引爆时，所述开关在所述逻辑模块控制下，将所述电源的电能提供给所述所述引爆装置。
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| PB01 | Publication | ||
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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