CN201666766U - 一种无线雷管组件及爆破装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种雷管组件，该雷管组件与至少一个起爆器进行无线连接并传输至少一个指令信号，该雷管组件包括：基本装药；指令信号接收与处理器，供电电源，接收无线信号能量的能量接收器，将能量转换成电能的转换器，动态电源，储存来自转换器的电能并为雷管供电；点火电路，指令信号接收与处理器收到点火指令后，点火电路会接收所述动态电源内储存的电能，激活基本装药，从而引爆。本实用新型还提供了由所述雷管组件构成的爆破装置。改进本实用新型可进行远程引爆，而无需再进行繁复的现场布线。不仅降低了爆破操作的时间和简化了工程实施过程，也提高了整体的安全性。

Description

一种无线雷管组件及爆破装置 

技术领域

本实用新型涉及火工品及其控制技术领域，尤其涉及一种无线雷管组件及爆破装置。 

背景技术

在采矿操作中，通过炸药包进行有效的岩石碎裂，需要相当高的技术和专门知识。在大多数采矿作业中在石头中计算好的位置放置适当数量的炸药包。炸药包经过雷管预定的延迟时间引爆，由此达到要求的爆破和石头碎裂型式。通常，信号通过非电系统的低能起爆电线(LEDC)或者导爆管传送到雷管。另外电子线也可以把信号传送给电子雷管。近来，电子雷管允许使用1ms或者更少的可编程延时时间。 

确定爆破方案以及炸药包安放的位置，经常是使用大量劳力，高度依靠爆破操作人员的精确和认真程度。爆破操作人员必须准确的放置炸药包，例如石头的钻孔内，确定雷管与炸药包接触良好。重要的是，爆破操作人员必须确认雷管与引爆器的通讯良好，引爆器能发送点火信号引爆每个雷管从而可以引爆每个炸药包。 

电子引爆系统中引爆器和雷管之间可直接进行电子通讯，也许允许使用更多复杂的信号发送。例如，这种信号发送可能包括待发指令ARM、解除待发指令DISARM，以及对雷管的延时时间进行远程编程的指令。此外，作为安全特性，雷管可以储存引爆代码，只有从引爆器接收的引爆代码与之匹配时才会对待发和点火信号作出响应。 

为了响应所述指令信号，电子雷管系统也会包括能够接收、储存和处理接收信号的可编程电路。然而，这个可编程电路可能会引发安全问题。例如，可编程电路的供电会影响雷管的引爆电路导致雷管基本装药误引爆。 

现在雷管控制信号的接收系统和方法已经有所改进以降低误引爆的可能性，从而提高爆破方案的安全性。无线雷管和相应的雷管系统的发展 也提高了爆破安全性。熟悉该项技术的人员认识到无线雷管系统对爆破现场安全性提高的巨大潜力。通过避免雷管之间的物理连接(如电子线，导爆管，LEDC，或者光缆)，爆破现场其它组件的不安全因素也随之降低。传统有线雷管系统中，需要操作员非常熟练且细心的进行布线，还要非常的细心确定从炸药包(和连接的雷管)引至引爆器的线没有断路，漏电，损坏等。无线爆破系统则有希望解决这些问题。 

无线雷管的另一个优势涉及到在爆破现场自动简易的安装炸药包和关联的雷管。这可能包括例如将雷管自动装填到凿的洞中，使雷管和相应的每个炸药包的自动连接。在爆破现场可以自动安装一系列的炸药包和雷管，例如可以通过机器人系统，爆破现场的安全性将会得到显著的提高，因为爆破操作人员能够从很远的地方对爆破进行操作。然而，这样的系统出现了一些难以克服的技术难题，其中很多还没有解决。一个通往自动化的障碍是爆破现场机器人操纵和处理雷管的困难，特别是雷管要求连接或者与电子线，冲击激励管或类似的接通。无线雷管和相应的无线雷管系统可以帮助解决这些问题，使自动采矿作业的实施更容易控制。另外，雷管人工物理连接控制和连接是要使用大量劳动力的，要求爆破操作人员花大量的时间。相反的，自动爆破系统不需要大量的劳动力，但需要时间设计大量的程序包括机器人系统而非爆破操作员的时间。 

无线雷管已经有了进一步的发展，无线爆破系统适合采矿作业使用，包括雷管和系统在爆破现场能自动建立连接。但是，现有的无线爆破系统仍然有很大的安全忧虑，如果无线系统能成为传统有线爆破系统一个可行的替代办法，安全需要进一步提高。在爆破现场无线爆破系统可实现复杂布线系统的功能，但却会有爆破系统各组件间连接以及不能准确放置的关联风险。而爆破作业中无线通讯系统的发展为行业呈现出新的重大挑战与新的安全问题。 

经细心调研发现无线雷管及其起爆系统会引起雷管误引爆的顾虑。其实不考虑自然界中无线通讯系统的干扰，在无线引爆器及其相关雷管之间进行快速准确的通讯也会面临巨大挑战。其中最重要的需要被无线雷管准确完整接收处理的信号是点火信号。通讯系统引爆雷管失败会引起现场操作人员伤亡的危险。可以说防止爆破现场雷管误引爆是最为重要的。 

实用新型内容

为提高雷管及爆破系统的安全性，避免爆破现场发生雷管误引爆等危险，本实用新型提供一种雷管组件，该雷管组件与至少一个起爆器进行无线连接并传输至少一个指令信号，该雷管组件包括： 

基本装药； 

指令信号接收与处理器，用于接收处理上述无线指令信号； 

电源，用于为所述指令信号接收与处理器供电； 

能量接收器，用于接收无线信号的能量； 

转换器，用于将上述的从能量接收器接收的能量转换成电能； 

动态电源，与转换器连接，可储存来自转换器的电能并为雷管供电； 

点火电路，与所述基本装药相连接，用于接收所述动态电源内储存的电能，并引爆； 

所述电源不能为所述点火电路提供充足的电能，上述指令信号接收与处理器收到点火指令后，点火电路会接收所述动态电源内储存的电能，激活基本装药，从而引爆。 

所述的传输至少一个指令信号是通过如下介质：无线电波，声能，电磁能，或电磁感应；所述的能量发射器发射的能量包括：微波、电磁波、声能或是电磁感应。 

所述的指令信号接收与处理器及能量接收器包括一个电磁能量接收器，所述的指令信号通过电磁波第一波长传输，所述的从能量发射器的能量发射通过电磁波的第二波长传输，所述的雷管组件还包括： 

区分装置，与所述电磁能量接收装置相连，用于区分所述第一波长的电磁能和所述第二波长的电磁能，所述第一波长的电磁能被指令信号接收和处理器接收和处理，所述第二波长的电磁能被转换器转换成电能。 

所述的指令信号接收和处理器包括无线电波接收器，所述至少一个指令信号包含无线电波，能量接收器包括电磁能接收器，所述发射的能量包括电磁能；或者，所述的指令信号接收和处理器包括电磁能接收器，所述至少一个指令信号包括电磁能，所述能量接收器包括无线电接收器，所述发射的能量包括无线电波。 

所述的指令信号接收和处理器包括第一光能接收器；所述的指令信号包 括第一波长的光能；所述的能量接收器包括第二光能接收器；所述的发射的能量包括第二波长的光能。 

所述能量接收器包括一个电磁感应能量接收器，所述发射的能量包括电能，该电能至少部分通过电磁感应传输到所述雷管组件；所述电磁感应能量接收器包括至少一个磁耦合装置，每次电磁感应与自所述能量发射器的电流的电线相关；指令信号接收与处理器和/或能量接收器包括一个电磁能接收器。 

所述磁耦合装置是采用铁氧体的环形变压器。 

所述动态电源至少包括下述之一：电容，二极管，充电电池，燃料电池，空气电池，助听器电池，微型核动力源，以及活性电池。 

所述的雷管组件进一步包括：设置在所述动态电源和所述引爆电路之间的引爆开关，所述引爆开关根据所述指令信号接收器接收到的点火指令信号在所述无源电源和所述引爆电路之间建立电气联系，以将存储在所述无源电源的电能释放到引爆电路，由此引爆所述基本装药。 

所述指令信号接收和处理器和/或能量接收器接收光能，包括一个光捕获设备和用于将光捕获设备接收的光传输到转换器的光缆；所述光捕获设备安放在地面以上接收所述的光能，所述的光缆传输光能到地面的转换器；被每个光捕获设备接收的光能来自：白炽灯，激光器，激光二极管，或发光二极管LED。 

所述的每个指令信号是从一组包括：待发信号ARM信号，解除待发信号DISARM，点火信号FIRE，雷管延迟时间，和雷管引爆代码中选择的；所述的雷管组件，进一步包括： 

信号传输器，用于产生和传输至少一种被所述引爆器接收的指令信号。 

所述区分装置包括一个或多个光学滤波器； 

其中，所述第一波长的电磁能的波长比第二波长的电磁能的波长要长； 

所述第一波长的电磁能来自至少一个红光激光器； 

所述第二波长的电磁能来自至少一个蓝光激光器。 

本实用新型还提供一种爆破装置，包括： 

至少一个引爆器，能够将指令信号通过第一个介质无线通信传送到相关的雷管； 

至少一个炸药包； 

雷管组件，至少一个雷管组件与所述炸药包相连接，并与所述至少一个引爆器通讯； 

至少一个通过第二个介质发射能量的能量发射器，发射到每个雷管组件，以给每个雷管组件充电，以接收和回应来自所述至少一个引爆器的点火指令信号； 

中央控制站，用于控制上述的至少一个引爆器。 

通过如下方式发送所述至少一种指令信号：无线电信号，电磁能，具体包括光能，微波能，紫外，声能或电磁感应； 

发射的能量包括：无线电信号，电磁能，具体包括光能，微波能，紫外，声能或电磁感应。 

使用本实用新型所提供的无线雷管组件及爆破装置的爆破方法，包括以下步骤： 

在爆破现场安置大量的炸药包； 

设置与每个炸药包相连的雷管组件，引爆每个雷管组件将会引爆每个相关的炸药包； 

从上述能量发射器发射能量到上述的至少一个雷管组件以引起每个雷管组件接收所述发射的能量，并转换上述发射的能量为电力能量由此为每个雷管组件的引爆充电； 

从所述的至少一个引爆器发送至少一个指令信号使每个雷管组件放出上述的电力能源到上述的引爆电路，引爆每个基本装药。 

本实用新型提出一种雷管组件，配套的爆破装置以及应用该雷管组件的可降低雷管误引爆的爆破方法。本实用新型所述雷管组件，使用公知部件实现避免雷管误引爆的方法。通过避免雷管组件与配套起爆器之间的物理连接线，实用新型者成功开发出一种本安型雷管组件。在起爆现场，操作员可以装好炸药包及雷管组件并远离后再进行远程引爆，而无需再进行繁复的现场布线。这样不仅降低了爆破操作的时间和简化了工程实施过程，也提高了整体的安全性。 

采用本实用新型提供的技术方案，可使得雷管装置的自动化操作更容易。无需在雷管组件和引爆器或电源之间进行物理连接(例如电线，导爆 管，LEDC，或光缆)，通过自动安装工具把雷管装置装入凿洞更容易，例如用机器人系统。这样，一个爆破操作员可以花费更少的时间接近爆破现场的炸药，由此使工作人员远离危害。 

附图说明

图1为本实用新型一优选实施例中所述无线雷管组件及相应爆破装置； 

图2为本实用新型一优选实施例所述无线雷管组件及相应爆破装置架构示意图； 

图3为本实用新型一优选实施例所述无线雷管组件及相应爆破装置架构示意图； 

图4为本实用新型一可选实施例所述无线雷管组件及相应爆破装置架构示意图； 

图5为本实用新型中一优选实施例所述无线雷管组件和相应爆破装置进行爆破的方法流程图。 

具体实施方式

本实用新型涉及到使用一种形式的能量来和雷管通讯，用另外一种不同形式的能量来给雷管组件“充电”或“供电”，从而使其可靠引爆。这两种形式的能量有别于其它形式，这样使其能被本实用新型的雷管检测到。由本实用新型所公开的能量形式可见，本实用新型所述的雷管组件在通讯时使用的能量不容易引发雷管基础炸药的误引爆。为了可靠引爆，两种完全不同的能量形式必须同时被雷管组件检测到，不然雷管装置将处于 

“安全模式”。 

能量的形式可能采用任何适合无线通讯及无线充电或供电的形式，例如可以通过不同的介质传输。例如，这些能量的形式可能包括但不局限于：电磁能(包括光)，紫外，无线电波，和微波，或者可接收其它形式的如电磁感应或声能。本实用新型建议首选从上述示例能量形式中选择相同形式，既用于通过指令信号(例如来自引爆器)和雷管组件通讯也用于为雷管组件“充电”或“供电”。然而，在这种环境下，外界既有的能量源必须能被本实用新型所述的雷管组件区分开来，从而确保指令信号和给雷管组件充电的能量不会被干扰。一个实例中，如果本实用新型所述雷管组件使用微波来通讯和充电，那么雷管组件就能根据波长或频率来区分。显然 若本实用新型所述雷管组件使用不同的能力形式来进行通讯与充电，那需要依据波长或频率区分不同的能量的情况就减少了。例如，本实用新型所述雷管组件可以通过吸收光能为其充电，而与引爆器的通讯则通过无线电波。这实际上是本实用新型的特别实施例。在这种环境下，雷管组件上可选的光和无线电接收设备可以准确区分充电和通讯信号。 

为了接收例如ARM，DISARM，和FIRE信号以及来自关联引爆器的设置雷管延迟时间和引爆相关的代码，本实用新型计划使用包括一个能为雷管组件内的无线电通讯电路提供充足电源的小型电源。然而，这个电源往往没有足够的能量通过点火电路激活基本装药。正如讨论的，本实用新型使用一个完全分离的不同系统给雷管组件“充电”或“供电”，由此可以依据一个或多个指令信号可靠引爆基本装药。例如，本实用新型实施例中使用接收电磁能(如光能或微波)为激活基本装药的点火电路提供能量。这样，每个雷管组件可以通过射频通讯方式从引爆器接收指令信号而被编程。然而，除非每个雷管组件都已经接收到供电的电磁能并已经为点火电路转换成电力能源，不然不会对点火指令信号做出反应。引爆器和雷管组件间的无线通讯，例如通讯ARM，DISARM，或点火信号，还有延迟时间和引爆代码，均完全不会导致基本装药的误引爆，由此雷管组件处于本安状态。根据本实用新型，只有雷管组件由一个完全不同于(例如不同的波长或频率)引爆器的指令信号通讯系统的能量源完全充电之后才能够引爆。正是使用不同的能量形式为雷管组件提供能量输入，才能使其响应引爆器的FIRE信号并可靠的激活点火电路引爆基本装药。 

业内专家会认识到引爆器通讯的信号及能量源与为雷管组件供电在本质上是不同的。例如，任何无线的传输信号和能量的工具可以被本实用新型所述的雷管组件使用，以完成与引爆器(例如指令信号的传输)的无线通讯，以及引爆器为雷管组件“供电”或“充电”的能量或能量的传输。本实用新型所述的雷管组件能够区分为一般通讯为目的的无线通讯，和用供电的无线通讯。此外，也可以使用单一的能量形式(例如光能)既为雷管组件充电也为控制雷管传输指令信号，在供电与传输指令信号时使用不同波长，以便雷管组件能进行有效地区分。例如，在特殊实施例中，用较长波长较小能量的光信号传输指令信号，而用较短波长较高能量的光信号 为雷管组件供电传输光能量。这种光能的形式例如可以采用红色和蓝色激光的形式。此外，其它的无线方式也可用于与雷管组件通讯或者为雷管组件供电传输能量，包括例如紫外，无线电波和微波，或者其它形式的电磁能，电磁感应和声能。 

在其它实施例中，本实用新型所述雷管组件可以通过一个电磁感应能接收器接收传输的能量并充电。这样的接收器包括能接收能量如通过电磁感应传输电能的任何设备。例如，一个带有磁性金属材料的磁耦合装置。在首选装置中，磁耦合装置有开放的配置为接收的延伸导线，上述的磁耦合装置可基于导线上通过的电流产生输出信号。例如，延伸导线可以选择性地传输适合在磁耦合装置中引起磁通量的电流，即磁通量可利用把电流转移到磁耦合设备周围的绕线。在首选装置中磁耦合装置包括环形元件，如图4中说明的。磁耦合装置的使用包括之间没有物理连接的一个承载电流的线和磁耦合装置。因此，在本实用新型中，磁感应构成一种无线(或至少部分无线)能源传输形式。 

本实用新型的首选实施例如图1所示。10表示雷管组件。雷管组件包括一个能量接收器本实施例中是一个光能接收器11，用来接收来自本实施中采用的是激光形式的能量发射器13的激光12。而光能接收器也可以选择一个接收任何形式电磁能的电磁能接收器(未标识)或是其它任何形式的能量接收器。在另一个首选实施例中，能量接收器是微波能接收器，来接收微波能量。另外雷管装置10包括一个指令信号接收器14来接收任意的来自引爆器16的无线电波指令信号15。接收的指令信号经过信号处理器17。 

雷管组件10包括基本装药18通过点火电路19连接到雷管的其他部件，如图1所示。另外，雷管10包括转换器20用于把光能接收工具11接收的光能转换为电能。之后，电能暂时存储在无源电源21，首选的形式是电容。无源电源通过引爆开关22连接到点火电路19。引爆开关22保持断开状态，防止无源电源21和点火电路19之间的电力传输。指令信号处理器17(在选择实施例中也可与指令信号处理器14集成)能够接收和处理几种不同类型的指令信号(未标识)。然而，只有接收到来自引爆器16的一个点火指令信号，指令信号处理器才会引起引爆开关22闭合。 

因此，在图1中说明的雷管装置10，只有满足下面两者情况才会引爆： 

首先，光能接收器11从激光光源13接收充足的光能12以产生和存储充足的电力能源，通过转换器20和无源电源21激活点火电路19和引爆基本装药18； 

其次指令信号接收器14通过从引爆器16接收的无线电信号15接收点火信号以使引爆开关22关闭，由此把无源电源21与点火电路19进行电量传输，以允许存储在无源电源21的电能释放到点火电路19以引爆基本装药18。 

在图1中的实施例中还包括一个有源电源25为指令信号接收和处理器提供能源。这样，指令信号接收和处理器始终可以接收来自引爆器的指令信号。 

图1所示实施例中需要两个物理上不同的来自两个不同介质的两个不同能源的输入以引爆基本装药。本实用新型还包括更多比图1所述更为复杂的实施例。例如，来自引爆器的指令信号可能进一步包括可能被雷管装置处理和储存的延迟时间码和安全特征码如引爆代码。此引爆代码可与提前设定的引爆代码相比较以确定指令信号是可靠的而非无意的误引爆的结果。例如，与已知的安全系统一致，如果已接收的引爆代码与提前编好的引爆代码相匹配，指令信号处理器则只处理和接收点火信号。为了安全，本实用新型的实施例均与行业内现有成熟技术结合使用。 

虽然在图1中没有标出，很容易可以知道雷管组件的部件可能没有安装在雷管壳内。例如，光能接收器可能采用外置天线的形式从雷管壳延伸出到很远位置。一个实施例包含这种原理，如图2所示，雷管的所有部件和图1中的一样，除了光能接收器11。进一步详细说明，光能接收器采用的形式是光捕获设备30，和光缆31连接光捕获设备30和转换器20。这样，光捕获设备可能安装在比如在地面上的适合接收或拦截从激光13发出的光能的位置。而雷管装置其他的部件可能安装在地面下，或在石头的凿洞中。虽然没有图解，本实用新型还可以进一步实施为：安装在离雷管组件其它部件很远的地方的光捕获设备，转换工具和雷管可能的其它部件安装在靠近或邻近光捕获设备的位置。在这个实施例中，光能在地面或石头上转换成电能，传送到地面下一通过电气连接引爆基本装药。 

激光13可以是直接的激光或是激光光组为一系列雷管组件提供光能。这样能够确定爆破装置，如每个雷管装置，或者每个雷管装置至少一个光接收工具，在光能源如激光的范围内。可选的，光能的来源可以来自引爆器的一部分，也可来自完全独立的部件集群。根据本实用新型，应该标注每个雷管装置的每个光接收器可能是一个或多个光能来源(例如激光)的目标。这有助于确保雷管装置在要求的时间充电，也有助于使充电不受光接收器的污垢影响。 

在优选实施例中，引爆器的无线通讯首选包括两路通讯以允许引爆器接收从相关的雷管装置传送的信号，例如，雷管装置的状态，延迟时间，引爆代码等。 

在另一个实施例中，本实用新型提出爆破仪器包括一个用于控制爆破作业的远离爆破现场的中央指令站，还有一个或多个能够接收来自中央指令站的指令信号和有效地转送信号到众多相关的雷管的引爆器。 

虽然在图1或图2中未做标识，但很容易想到可以用单一类型的能量如光能来传输为雷管组件充电的能源和传输用于控制雷管组件的指令信号。若使用光能，则可以用不同的波长来传输指令信号和给雷管组件充电。图3所示实施例中，有两个提供不同波长光能的激光器，一个用于传输指令信号，另一个用于为引爆基本装药供能。引爆器16利用附加的一个传送光能量束33到光捕获设备30的激光器32。能量束33是相比于激光器13产生的光能12波长较长，能量较低。波长较长的光能33取代图1或图2中无线电信号15而用于传输指令信号到雷管。引爆器16与附加的激光器32用公知的方法通讯，但是优选使用无线方法或直接电气通讯。可以选择的，激光器32也可以是引爆器的一部分。 

在优选实施例中，短波的蓝色激光因为较高的能量传输效率所有用于充电，而波长较长的红色激光用于传输指令信号。雷管组件10与先前的装置一样但增加了光学滤波器34来辨认接收光能的波长。这样有较短的波长光能被过滤掉后指引到指令信号接收器14。一旦被转换器和指令信号接收器接收，信号将按上述方法的处理。 

光学滤波器34可以用光能接收器代替(图3中未标识)。在此装置内，用于传输能量的第一波长的光能会直接到用于传输到能量转换工具20 的第一光能接收器。用于传输指令信号的第二波长的光能会直接到用于传输到指令信号接收和处理器14的第二光能接收器。接收每种波长的光能需要用一个光能接收器，没有必要用一个光学滤波器来区分不同波长的光。如果需要两种类型以上的波长，则可用多个光能接收工具，或者用一个光学滤波器。如果需要可以用多个带一个或多个光学滤波器的光能接收工具。可以想到第一和第二波长的光都可以传输指令信号或者传输能量。 

在与图3所示类似的实施例中，可以使用双激光器装置，如图1所示光能接收器11内置，以及如图2所示的采用外部光捕获设备30的光能接收器方式。进一步可以想到可以使用任何已知的光能发射源来发射适当波长的光。此外，也可以使用能够发射两个独立且不同的能被雷管接收波长的单一光能源。 

本实用新型可选实施例如图4所示。该实施例包括很多与在图1，2，或3中显示的类似或相同的部件。但为雷管装置充电是通过电磁感应方式而不是通过一些其它的无线工具。在图4中标识了有选择输送来自电源(未标识)的电流的线40。电源(未标识)可以来自引爆器或中央指令站的一部分，也可已是一个独立体。在任何情况下，线40都要缠绕通过一个环形磁耦合装置41，这样做当电流经过电线时会在磁耦合装置里产生磁通。在导丝42里磁通有效地转换为电力能源，此导丝缠绕部分环形磁耦合装置41并与雷管装置10的另一个部件相连。为了转换成一种适合为无源电源21供电的电力能源形式，导丝42与转换工具20相连。在可选实施例中，也可以把导丝42直接与无源电源相连来转换来自电源到线40的能量。这种情况下，至少在一些可选实施例中则可以不再需要转换器了。 

虽然从严格意义上讲图4所示实施例并非完全的“无线”，但它在本实用新型的精神和范围内。电磁感应作为一种为雷管供电的方法，可以作为提供能量形式的一种选择，不同于一般来自引爆器16的指令信号通讯15。因为这个原因，雷管装置10能有效地区别指令信号和充电信号，当且仅当满足如下条件时基本装药才会被引爆： 

(1)无源电源21通过线40电磁感应，磁耦合装置41，和导丝42被充电或充分的被充电； 

(2)引爆器16传输起爆指令信号15(例如通过无线电波或电磁能)， 通过指令信号接收器14(和处理器17处理)接收和处理，由此使引爆开关22闭合并且把存储的电力能源释放到点火电路19，导致引爆基本装药18。 

虽然在图4中所示的环形转换的使用在业内已公知，但是传统应用是用于雷管/雷管组件指令信号的通讯或其它一般通讯。这与本实用新型相反，本实用新型为了指令信号通讯以及为了引爆给雷管组件充电使用了电磁感应。为了充电使用，缠绕在环形磁耦合装置上的导丝42可能相对于用于传输指令信号等效的装置不必太精确。毕竟，使用本装置中的环形设备的目的是充电，环形设备的失败会导致缺少充电或充电不充分，从而使雷管组件不能引爆，这可能不会给爆破操作人员造成巨大危险。用环形设备来传输指令信号的失败是不用的，可能会导致雷管装置的状态不确定带有不可避免的安全问题。相对于用于传输指令信号的环形传输器，用于充电的环形传输器不太精确也是可以接受的。例如，这种设备也也是使用精确度稍差的导丝42缠绕在磁耦合装置41上。 

在本实用新型的另一个实施例中提出一种爆破装置，包括： 

至少一个引爆器，能够把指令信号通过第一个介质无线通信传送到相关的雷管； 

至少一个炸药包； 

至少一个雷管组件，与各个炸药包绑定关联，并与至少一个所述起爆器通讯； 

至少一个通过第二个介质发射能量的能量发射器，发射到每个雷管组件来为每个雷管组件充电，使其可响应来自上述至少一个引爆器的点火指令信号； 

可选择的一个中央控制站，来控制上述的至少一个引爆器。 

本实用新型所述雷管组件和爆破装置主要使用独立的通讯设备用于传输指令信号，和独立的电源用于传输能量为雷管组件充电。然而，可知本实用新型所述雷管组件能够接收来自一个或多个来源的指令信号，例如，多个引爆器。另外，可知本实用新型所述雷管装置能够无线接收来自一个或多个用于充电的能量源。例如，多个激光器以一个雷管组件为目标，该雷管组件可以接收来自多个激光器的能量。理论上认为多个能量来源以 一个雷管装置为目标，不能正确充电的可能性会降低。例如，由于从激光器到雷管组件的光通道上疏忽的障碍，在爆破现场任何雷管都可能会接收不到来自有选择激光器的能量。通过多个激光器从不同的角度以雷管装置为目标，这种情况的可能性会降低。 

进一步可知本实用新型所述雷管组件可安装为一个爆破阵列。此外，阵列中的一个或多个雷管组件可使用自动安装装置或系统安装到凿洞中，例如在爆破现场可使用机器人系统。此外，一个自动安装装置能够使本实用新型所述的雷管组件成为爆破阵列的一部分。在使用自动装置进行爆破时，修改和使用本实用新型的雷管组件，爆破装置和方法，也在本实用新型的范围内。 

在另一个实施例中，本实用新型提供的雷管组件的爆破方法，如图5中所示，包括如下步骤： 

步骤S501，设置一个本实用新型提供的爆破装置； 

步骤S502，大量的炸药包安放在爆破现场，其放置位置会影响期望的爆破样式； 

步骤S503，本实用新型所述雷管组件与每个炸药包相连，使其可以引爆每个雷管的基本装药来引爆； 

步骤S504，雷管组件的能量接收器接收来自能量源的能量并给每个雷管组件充电或供电，以使每个雷管装置处于待引爆状态； 

从每个能量源以期望形式的能量传输到每个雷管组件，以使每个雷管组件的每个能量接收器能接收能量来给每个雷管组件充电或供电，由此使每个雷管装置处于引爆的一种适当形式； 

步骤S505，引爆器传输引爆指令信号到每个雷管组件，以使雷管组件将存储的电力能量释放到每个点火电路，以引爆基本装药； 

每个引爆器传输至少一个指令信号，包括例如一个点火指令信号，到每个雷管组件，以使每个雷管组件把存储的电力能量释放到每个点火电路，由此引爆每个基本装药； 

步骤S504和S505，也许可以以任何顺序进行。在优选实施例中指令信号进一步包括每个雷管装置的延迟时间及引爆代码，这样有助于得到期望的爆破形式结果。 

在优选实施例中，可对本实用新型提供的雷管组件及爆破装置进行检测验证，包括如下步骤： 

步骤S506，S507以检测无源电源是否有充足的存储能量在释放时能激活点火电路。没有充足的充电则回到步骤S504。有充足的能量，继续到步骤S505，即基本装药根据接收的点火信号引爆。 

本实用新型提出一种雷管组件，配套的爆破装置。本实用新型所述雷管组件，使用公知部件实现避免雷管误引爆的方法。通过避免雷管组件与配套起爆器之间的物理连接线，实用新型者成功开发出一种本安型雷管组件。在起爆现场，操作员可以装好炸药包及雷管组件并远离后再进行远程引爆，而无需再进行繁复的现场布线。这样不仅降低了爆破操作的时间和成本，也提高了整体的安全性。 

在本实用新型最大的优点是能使雷管装置的自动化操作更容易。无需在雷管组件和引爆器或电源之间进行物理连接(例如电线，导爆管，LEDC，或光缆)，通过自动安装工具把雷管装置装入凿洞更容易，例如用机器人系统。这样，一个爆破操作员可以花费更少的时间接近爆破现场的炸药，由此使工作人员远离危害。 

同时本实用新型实施例中已经描述了雷管组件，爆破装置，和本实用新型的爆破方法，在行业中技术熟练人员由此想到的其它的雷管组件，爆破装置，和爆破方法虽未详细说明但也在实用新型的范围之内。包括所有在所附的权利要求范围内的实施方式。此外，在此图示和描述的实施例中，涉及到的电磁能，光能，微波能，无线电信号，声能，电磁感应能，和其它形式的无线能量转换都被通过举例提及。用于指令信号通讯或给雷管组件“供电”或“充电”的任何类型或形式的能量可以由其它类型或形式的代替，以期实现期望的操作并提高安全性。 

Claims (14)

1.一种雷管组件，该雷管组件与至少一个起爆器进行无线连接并传输至少一个指令信号，其特征在于，该雷管组件包括：

基本装药；

指令信号接收与处理器，用于接收处理上述无线指令信号；

电源，用于为所述指令信号接收与处理器供电；

能量接收器，用于接收无线信号的能量；

转换器，用于将上述的从能量接收器接收的能量转换成电能；

动态电源，与转换器连接，可储存来自转换器的电能并为雷管供电；

点火电路，与所述基本装药相连接，用于接收所述动态电源内储存的电能，并引爆；

上述指令信号接收与处理器收到点火指令后，点火电路会接收所述动态电源内储存的电能，激活基本装药，从而引爆。

2.根据权利要求1中所述的雷管组件，其特征在于，所述的传输至少一个指令信号是通过如下介质：无线电波，声能，电磁能，或电磁感应；所述的能量发射器发射的能量包括：微波、电磁波、声能或是电磁感应。

3.根据权利要求1中所述的雷管组件，其特征在于，所述的指令信号接收与处理器及能量接收器包括一个电磁能量接收器，所述的指令信号通过电磁波第一波长传输，所述的从能量发射器的能量发射通过电磁波的第二波长传输，所述的雷管组件还包括：

区分装置，与所述电磁能量接收装置相连，用于区分所述第一波长的电磁能和所述第二波长的电磁能，所述第一波长的电磁能被指令信号接收和处理器接收和处理，所述第二波长的电磁能被转换器转换成电能。

4.根据权利要求1中所述的雷管组件，其特征在于，所述的指令信号接收和处理器包括无线电波接收器，所述至少一个指令信号包含无线电波，能量接收器包括电磁能接收器，所述发射的能量包括电磁能；或者，所述的指令信号接收和处理器包括电磁能接收器，所述至少一个指令信号包括电磁能，所述能量接收器包括无线电接收器，所述发射的能量包括无线电波。

5.根据权利要求1中所述的雷管组件，其特征在于，所述的指令信号接收和处理器包括第一光能接收器；所述的指令信号包括第一波长的光能；所述的能量接收器包括第二光能接收器；所述的发射的能量包括第二波长的光能。

6.根据权利要求1中所述的雷管组件，其特征在于，所述能量接收器包括一个电磁感应能量接收器，所述发射的能量包括电能，该电能至少部分通过电磁感应传输到所述雷管组件；所述电磁感应能量接收器包括至少一个磁耦合装置，每次电磁感应与自所述能量发射器的电流的电线相关；指令信号接收与处理器和/或能量接收器包括一个电磁能接收器。

7.根据权利要求6中所述的雷管组件，其特征在于，所述磁耦合装置是采用铁氧体的环形变压器。

8.根据权利要求1中所述的雷管组件，其特征在于，所述动态电源至少包括下述之一：电容，二极管，充电电池，燃料电池，空气电池，助听器电池，微型核动力源，以及活性电池。

9.根据权利要求1中所述的雷管组件，其特征在于，进一步包括：设置在所述动态电源和所述引爆电路之间的引爆开关，所述引爆开关根据所述指令信号接收器接收到的点火指令信号在所述无源电源和所述引爆电路之间建立电气联系，以将存储在所述无源电源的电能释放到引爆电路，由此引爆所述基本装药。

10.根据权利要求1中所述的雷管组件，其特征在于，所述指令信号接收和处理器和/或能量接收器接收光能，包括一个光捕获设备和用于将光捕获设备接收的光传输到转换器的光缆；所述光捕获设备安放在地面以上接收所述的光能，所述的光缆传输光能到地面的转换器；被每个光捕获设备接收的光能来自：白炽灯，激光器，激光二极管，或发光二极管LED。

11.根据权利要求1中所述的雷管组件，其特征在于，所述的每个指令信号是从一组包括：待发信号ARM信号，解除待发信号DISARM，点火信号FIRE，雷管延迟时间，和雷管引爆代码中选择的；所述的雷管组件，进一步包括：

信号传输器，用于产生和传输至少一种被所述引爆器接收的指令信号。

12.根据权利要求3中所述的雷管组件，其特征在于，

所述区分装置包括一个或多个光学滤波器；

其中，所述第一波长的电磁能的波长比第二波长的电磁能的波长要长； 

所述第一波长的电磁能来自至少一个红光激光器；

所述第二波长的电磁能来自至少一个蓝光激光器。

13.一种爆破装置，其特征在于，包括：

至少一个引爆器，能够将指令信号通过第一个介质无线通信传送到相关的雷管；

至少一个炸药包；

如权利要求1到11中任意一项所述的雷管组件，至少一个雷管组件与所述炸药包相连接，并与所述至少一个引爆器通讯；

至少一个通过第二个介质发射能量的能量发射器，发射到每个雷管组件，以给每个雷管组件充电，以接收和回应来自所述至少一个引爆器的点火指令信号；

中央控制站，用于控制上述的至少一个引爆器。

14.根据权利要求13中所述的爆破装置，其特征在于，

通过如下方式发送所述至少一种指令信号：无线电信号，电磁能，具体包括光能，微波能，紫外，声能或电磁感应；

发射的能量包括：无线电信号，电磁能，具体包括光能，微波能，紫外，声能或电磁感应。 

Images