一种煤矿用电容式发爆器制造技术

目前现有发爆器产品无法实现作业规范所要求的三人连锁授权功能，本发明专利技术提出了一种煤矿用电容式发爆器，包括微处理器、供电模块、与微处理模块连接的数码管和存储器，还包括与微处理器相连的读卡器、包含闭锁逻辑的升压电路模块、通信接口及电阻测量电路，升压电路与毫秒开关相连接。本方案能够令读卡器模块、单片机及软件程序构成授权验证逻辑，作业人员使用写入身份信息的IC卡进行授权，实现三种身份人员在规定时间内依次刷卡方可解锁的功能要求。员在规定时间内依次刷卡方可解锁的功能要求。员在规定时间内依次刷卡方可解锁的功能要求。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿用电容式发爆器


[0001]本专利技术涉及爆破工程领域，更具体涉及一种煤矿用电容式发爆器。

技术介绍

[0002]目前，作业人员信息通常保存在发爆器产品中，这样就要求工作人员必须使用指定发爆器进行作业，但在实际使用中发爆器可能因未充电、故障等原因随机指定使用，造成工作人员无法顺利操作的问题，给放炮作业或人员管理带来不便。现在的普通发爆器通常需要多个技术人员操作，但实际应用中有时无法确保在放炮员、瓦检员、班组长三人授权作业前闭锁发爆器，存在人员管理较为繁琐的问题，需要频繁对发爆器进行数据维护且无法记录当时参与作业人员，特别是在劳动作业时，人员数目较大在一定程度上影响了生产效率，致使技术人员负担加重，同时增加了安全隐患。

技术实现思路

[0003]为解决目前现有发爆器产品无法实现作业规范所要求的三人连锁授权功能或实现该功能的发爆器，将人员管理与发爆器管理分开进行，又可满足三人连锁的要求，本专利技术提出以下技术方案：本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种煤矿用电容式发爆器，包括微处理器、供电模块、与微处理模块连接的数码管和存储器，微处理器包括主控单片机，其特征在于，还包括与微处理器相连的读卡器、包含闭锁逻辑的升压电路模块、通信接口及电阻测量电路，升压电路与毫秒开关相连接。
[0004]微处理器还包括模数转换电路和实时时钟模块，所述主控单片机选用STM32F030C8T芯片，端口PB8与升压电路连接；读卡器模块使用兼容模块，通过串口与单片机进行通信，连接至单片机的PA2、PA3端口；单片机的PA9、PA10、PA12端口连接至通信接口电路，端口PF6、PF7与数码管驱动连接；存储器通过贴片电阻连接到单片机PB12、PB13、PB14、PB15端口；端口PB3、PA0与电阻测量电路连接。
[0005]供电模块为使用IC2、IC5及其外围元件组成的两组供电电路，用于为其他电路提供工作电压；所述IC2为一片低功耗LDO稳压器，可以耐受高于9V的输入电压，设计稳压电压为3.3V，为微处理器及存储器供电；IC5为一片高效同步DCDC稳压器，设计稳压电压为3.3V，供读卡器、数码管、电阻测量电路工作。
[0006]数码管驱动采用TM1650芯片，脚10逻辑电源VDD与供电电压VCC3相连接，同时串联保护电容接地。
[0007]优选的，该发爆器采用RS485通信，收发芯片为SP3485，SP3485的RE与DE短接后串联电阻与芯片STM32F030C8T的PA12连接，RO与主控单片机PA10连接，DI与主控单片机PA9连接，VCC与供电模块相连同时串联电阻连接端口A，GND接地同时串联电阻连接端口B。
[0008]优选的，升压电路模块包括高压升压电路、放电参数测量电路和电压测量电路，所述供电模块包括一片LDO稳压芯片，电压为5V，为升压电路供电。
[0009]高压升压电路包括变压器和PMOS管，PMOS管漏极与变压器PIN1脚相连，栅极与三极管Q2集电极连接，源极分别接供电电压VCC、串联电阻连接栅极；三极管Q2基极有启动高压信号HV_ON接入，发射极接地；变压器PIN1还分别串联电容和两级电阻R1、R2后接地， PIN2连接三极管Q1集电极，PIN3连接三极管Q1基极，PIN4串联电阻R2接地；三极管Q1发射极接地；高压升压电路由毫秒开关控制；R3、R4、Q2、Q3形成闭锁电路；放电参数测量电路由霍尔电流检测器IC3、双运算放大器IC1A及其外围电路组成，检测器端口VCC连接供电电压VCC5，同时串联电容短接端口GND后接地，检测器端口OUT串联电阻接地，同时串联双运算放大器的同相输入端；双运算放大器同相输入端串联电阻后连接输出端，反相输入端接电位器，输出端与主控单片机端口PA6连接；双运算放大器正电源与电位器接VCC5，双运算放大器负电源接地；电压测量电路由线性光耦、运算放大器IC1B及其外围电路组成，光耦的三极管集电极串联电阻接供电电压VCC5，发射极串联电位器和电阻与运算放大器同相输入端连接，运算放大器同相输入端串联电容接地，反相输入端短接输出端与主控单片机端口PA7连接。
[0010]电阻测量电路由LMV358双运算放大器IC6及外围电路组成，包括反相输入端与输出端短接的同向放大器IC6A，用于将分压后的电压进行放大，和差分输入放大器IC6B，用于实现R40两端电压的测量；所述IC6A同相输入端与主控单片机端口PB3连接，所述IC6B输出端与主控单片机端口PA0连接。
[0011]优选的，该发爆器还包括一个指示灯，指示灯电路包括一个发光二极管，用来指示充电电能已符合放炮作业标准。
[0012]本专利技术的有益效果为：增加读卡模块，操作人员可以使用预先制作好的非接触式卡片解锁发爆器，用程序控制解锁人员身份，将人员管理与发爆器管理分开进行，保证解锁时间，又可满足三人连锁的要求；维护时仅需要对卡片的软件部分进行操作，简化作业程序；不存在使用人员数量限制，方便人员管理。
[0013]同时，卡片可写入软件程序，方便技术人员使用加密技术，在一定程度上可避免卡片的复制、伪造，使发爆器的操作更加安全可靠；通过主要由读卡器模块、单片机及软件程序构成授权验证逻辑，作业人员使用写入身份信息的IC卡进行授权，实现三种身份人员在规定时间内依次刷卡方可解锁的功能要求。
[0014]最后，本方案还增加了存储芯片，可以分别记录参与作业的身份人员信息，提供通讯接口及数据导出。
附图说明
[0015]图1为实施例1的结构示意图；图2为实施例1的主控单片机及其外围电路连接图；图3为实施例1的数码管驱动电路连接图；图4为实施例1的存储器电路连接图；图5为实施例1的通信接口电路连接图；图6为实施例1的电阻测量电路连接图；图7为实施例2的供电模块电路连接图；
图8为实施例3的闭锁逻辑和高压升压电路连接图；图9为实施例3的电压测量电路连接图；图10为实施例3的放电参数测量电路连接图；图11为实施例4的指示灯电路连接图。
具体实施方式
[0016]实施例1一种煤矿用电容式发爆器，如图1所示，包括微处理器，供电模块，与微处理模块连接的数码管和存储器，微处理器包括主控单片机，其特征在于，还包括与微处理器相连的升压电路模块，读卡器，通信接口及电阻测量电路，所述升压电路模块还与闭锁逻辑电路和毫秒开关相连接，闭锁逻辑电路在软件逻辑上受电阻测量电路和读卡器控制。
[0017]微处理器还包括模数转换电路和实时时钟模块，如图2所示，主控单片机选用STM32F030C8T芯片，端口PB8与升压电路连接，接入启动高压信号HV_ON；读卡器模块使用兼容模块，通过串口与单片机进行通信，连接至单片机的PA2、PA3端口；单片机的PA9、PA10、PA12端口连接至通信接口电路，端口PF6、PF7与数码管驱动连接；存储器通过PR1连接到单片机PB12、PB13、PB14、PB15端口；端口PB3、PA0与电阻测量电路连接。
[0018]读卡器模块外接的可写入软件程序的卡片。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿用电容式发爆器，包括微处理器、供电模块、与微处理模块连接的数码管和存储器，所述微处理器包括主控单片机，其特征在于，还包括与微处理器相连的读卡器、包含闭锁逻辑的升压电路模块、通信接口及电阻测量电路，所述升压电路与毫秒开关相连接。2.根据权利要求1所述的煤矿用电容式发爆器，其特征在于，所述微处理器还包括模数转换电路和实时时钟模块，所述主控单片机选用STM32F030C8T芯片，端口PB8与升压电路连接；读卡器模块使用兼容模块，通过串口与单片机进行通信，连接至单片机的PA2、PA3端口；单片机的PA9、PA10、PA12端口连接至通信接口电路，端口PF6、PF7与数码管驱动连接；存储器通过贴片电阻连接到单片机PB12、PB13、PB14、PB15端口；端口PB3、PA0与电阻测量电路连接。3.根据权利要求1所述的煤矿用电容式发爆器，其特征在于，所述供电模块为使用IC2、IC5及其外围元件组成的两组供电电路，用于为其他电路提供工作电压；所述IC2为一片低功耗LDO稳压器，可以耐受高于9V的输入电压，设计稳压电压为3.3V，为微处理器及存储器供电；IC5为一片高效同步DCDC稳压器，设计稳压电压为3.3V，供读卡器、数码管、电阻测量电路工作。4.根据权利要求1所述的煤矿用电容式发爆器，其特征在于，所述数码管驱动采用TM1650芯片，脚10逻辑电源VDD与供电电压VCC3相连接，同时串联保护电容接地。5.根据权利要求2所述的煤矿用电容式发爆器，其特征在于，采用RS485通信，收发芯片为SP3485，SP3485的RE与DE短接后串联电阻与芯片STM32F030C8T的PA12连接，RO与主控单片机PA10连接，DI与主控单片机PA9连接，VCC与供电模块相连同时串联电阻连接端口A，GND接地同时串联电阻连接端口B。6.根据权利要求2所述的煤矿用电容式发爆器，其特征在于，所述升压电路模块包括高压升压电路、放电参数测量电路和电压测量电路，所述供电模块包...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光胜，谢俊生，李国伟，李明，王光利，李锦，祝金亮，邵学敏，姜旭，
申请(专利权)人：山东天利共创电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：