带故障诊断功能的电子雷管模块及其起爆方法技术

本发明专利技术提供了一种带故障诊断功能的电子雷管模块及其起爆方法，包括：电子雷管芯片、整流桥、发火电阻R1，发火开关晶体管Q1，储能电容C1、电池模块以及无线发送模块；所述整流桥与外部的二总线连接，整流桥与电子雷管芯片电连接；所述电子雷管芯片分别连接发火电阻R1的一端和储能电容C1的一端，所述发火电阻的另一端连接发火开关晶体管Q1的漏极，所述储能电容C1的另一端以及发火开关晶体管Q1的源极接地；所述电子雷管芯片的点火控制信号输出端口分别连接发火开关的栅极和电池模块；所述电池模块与无线发送模块电连接。本发明专利技术可以快速有效地判断是否存在雷管拒爆现象，特别是针对雷管发数多、布孔密的爆炸现场，提高了安全性。提高了安全性。提高了安全性。

Electronic detonator module with fault diagnosis function and its initiation method

【技术实现步骤摘要】
带故障诊断功能的电子雷管模块及其起爆方法


[0001]本专利技术涉及电子雷管
，具体地，涉及一种带故障诊断功能的电子雷管模块及其起爆方法。

技术介绍

[0002]电子雷管在现场实爆时需要进行组网，组网的方式大都采用的传统的有线连接的方式，简单来说就是先将电子雷管通过脚线采用并联的方式与母线相连，再通过母线连接到起爆器上。这种有线组网的方式带来了很多问题，比如线路过长，导致通信组网不稳定；防水性能不好引起线路漏电无法通信；先爆炸的电子雷管产生的电磁干扰等可能通过组网线路进入到后爆的雷管，引起雷管工作异常，从而导致出现雷管拒爆的现象。
[0003]此外，有线组网的方式操作繁杂、效率低下，极容易因误操作引起事故。最主要的一个问题是现有的起爆器因为是手持设备，输出功率非常有限，而起爆器要给多达500发的电子雷管充电，充电时间长，效率极低，可靠性也不高，一旦某发电子雷管因为充电不足或者充电过程中功率受限引起复位，也会出现雷管拒爆的现场。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种带故障诊断功能的电子雷管模块及其起爆方法。
[0005]根据本专利技术提供的一种带故障诊断功能的电子雷管模块，包括：电子雷管芯片、整流桥、发火电阻R1，发火开关晶体管Q1，储能电容C1、电池模块以及无线发送模块；
[0006]所述整流桥与外部的二总线连接，整流桥与电子雷管芯片电连接，为电子雷管芯片供电；所述电子雷管芯片分别连接发火电阻R1的一端和储能电容C1的一端，所述发火电阻的另一端连接发火开关晶体管Q1的漏极，所述储能电容C1的另一端以及发火开关晶体管Q1的源极接地；所述电子雷管芯片的点火控制信号输出端口分别连接发火开关的栅极和电池模块；所述电池模块与无线发送模块电连接，为无线发送模块供电。
[0007]优选地，所述电子雷管芯片包括电源模块、上电复位电路、振荡器电路、基准电压电路、充放电电路、存储器、数字控制电路以及通信电路；
[0008]所述电源模块的输入端与整流桥连接，电源模块分别与基准电压模块、充放电模块以及上电复位电路连接；
[0009]所述基准电压电路分别与振荡器电路、存储器和数字控制电路电连接，提供稳定的基准工作电压；
[0010]所述上电复位电路与数字控制电路连接，对数字控制电路进行复位；
[0011]所述振荡器电路与数字控制电路连接，提供数字控制电路的时钟；
[0012]所述存储器与数字控制电路连接；
[0013]所述充放电电路与数字控制电路连接，数字控制电路控制充放电电路对储能电容进行充放电；
[0014]所述通信电路分别与外部的二总线和数字控制电路，将二总线AB信号转换成数字信号给数字控制电路解析。
[0015]优选地，所述电池模块包括电池、锁存器、负载开关、非门、下拉电阻R2以及下拉电阻R3；
[0016]所述电池正极分别连接锁存器D端、锁存器VCC端和负载开关VIN端；
[0017]所述锁存器的Q端分别连接负载开关的使能端EN和下拉电阻R3的一端，所述锁存器的输入端LE与非门的输入端与电子雷管芯片连接，用于接收点火控制信号FIRE_EN；所述锁存器的输出使能端OEN与下拉电阻R2的一端连接；
[0018]所述非门的VCC端与电子雷管芯片连接，由电子雷管芯片输出工作电压VCORE至非门，所述非门的输出端与下拉电阻R2的另一端连接；
[0019]所述负载开关的输出端VOUT与无线发送模块连接；
[0020]所述电池的负极、锁存器的GND端、下拉电阻R2的另一端、下拉电阻R3的另一端以及非门的GND端接地。
[0021]优选地，所述下拉电阻R2和下拉电阻R3采用阻值大于或等于1MΩ的电阻。
[0022]优选地，所述存储器为掉电不丢失的存储器ROM，用于存储包括雷管用户码UID、起爆密码、延期值的配置信息。
[0023]优选地，所述发火电阻R1用于起爆时发火引爆药头，采用包括桥丝电阻或贴片金属电阻。
[0024]优选地，所述数字控制电路生成点火控制信号FIRE_EN，所述点火控制信号FIRE_EN同时向至发火电阻R1和电池模块发送。
[0025]优选地，所述无线发送模块在电子雷管引爆失败时开始工作，周期性发送电子雷管唯一的用户表示UID。
[0026]优选地，所述充放电电路包括充电MOS管和限流电阻，所述充电MOS管的栅极与数字控制电路电连接。
[0027]根据本专利技术提供的一种带故障诊断功能的电子雷管模块起爆方法，包括以下步骤：
[0028]步骤S1：将电子雷管芯片完成初始化，进入待机状态，等待接收用于控制电子雷管模块的起爆器的命令；
[0029]步骤S2：在起爆器完成正常的通信、芯片配置、储能电容C1充电、起爆密码验证和延期时间设置后发送起爆命令；
[0030]步骤S3：在电子雷管芯片接收到起爆命令后，通过数字控制电路控制芯片从正常模式进入起爆前倒计时的延期模式，数字控制电路的延期计数器启动，开始倒计时；
[0031]步骤S5：计时器倒计时结束之后，通过数字控制电路同时输出点火控制信号FIRE_EN至发火电阻和电池模块，发火电阻引爆药头，若电子雷管顺利起爆，则电池模块和无线发送模块被摧毁；若电子雷管起爆失败，则进入步骤S6；
[0032]步骤S6：点火控制信号FIRE_EN作为电池模块使能控制信号打开电池开关，给无线发送模块供电；
[0033]步骤S7：无线发送模块上电之后周期性发送雷管的用户UID信息，该用户UID信息在电子雷管模块加工生产过程中写入到无线发送模块内部。
[0034]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0035]1、本专利技术可以快速有效地判断是否存在雷管拒爆的现象，特别是针对雷管发数多、布孔密的爆炸现场，每一发雷管的爆炸情况可以做到真正的完全可追踪，安全透明，而不是纯粹依靠人耳听或者肉眼观察来进行判断，提高了安全性。
[0036]2、本专利技术可以快速定位出拒爆雷管的具体位置，进行正确的清障处理，消除残留炸药的隐患。
[0037]3、本专利技术中电子雷管模块上的无线发送模块，由电池进行供电，平时处于关闭状态，不消耗功耗，对电子雷管正常引爆没有任何影响。
附图说明
[0038]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0039]图1为本专利技术电子雷管模块结构示意图；
[0040]图2为本专利技术中电池模块的电路结构图；
[0041]图3为本专利技术中电池模块的电路工作波形图。
具体实施方式
[0042]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带故障诊断功能的电子雷管模块，其特征在于，包括：电子雷管芯片、整流桥、发火电阻R1，发火开关晶体管Q1，储能电容C1、电池模块以及无线发送模块；所述整流桥与外部的二总线连接，整流桥与电子雷管芯片电连接，为电子雷管芯片供电；所述电子雷管芯片分别连接发火电阻R1的一端和储能电容C1的一端，所述发火电阻的另一端连接发火开关晶体管Q1的漏极，所述储能电容C1的另一端以及发火开关晶体管Q1的源极接地；所述电子雷管芯片的点火控制信号输出端口分别连接发火开关的栅极和电池模块；所述电池模块与无线发送模块电连接，为无线发送模块供电。2.根据权利要求1所述的带故障诊断功能的电子雷管模块，其特征在于：所述电子雷管芯片包括电源模块、上电复位电路、振荡器电路、基准电压电路、充放电电路、存储器、数字控制电路以及通信电路；所述电源模块的输入端与整流桥连接，电源模块分别与基准电压模块、充放电模块以及上电复位电路连接；所述基准电压电路分别与振荡器电路、存储器和数字控制电路电连接，提供稳定的基准工作电压；所述上电复位电路与数字控制电路连接，对数字控制电路进行复位；所述振荡器电路与数字控制电路连接，提供数字控制电路的时钟；所述存储器与数字控制电路连接；所述充放电电路与数字控制电路连接，数字控制电路控制充放电电路对储能电容进行充放电；所述通信电路分别与外部的二总线和数字控制电路，将二总线AB信号转换成数字信号给数字控制电路解析。3.根据权利要求1所述的带故障诊断功能的电子雷管模块，其特征在于：所述电池模块包括电池、锁存器、负载开关、非门、下拉电阻R2以及下拉电阻R3；所述电池正极分别连接锁存器D端、锁存器VCC端和负载开关VIN端；所述锁存器的Q端分别连接负载开关的使能端EN和下拉电阻R3的一端，所述锁存器的输入端LE与非门的输入端与电子雷管芯片连接，用于接收点火控制信号FIRE_EN；所述锁存器的输出使能端OEN与下拉电阻R2的一端连接；所述非门的VCC端与电子雷管芯片连接，由电子雷管芯片输出工作电压VCORE至非门，所述非门的输出端与下拉电阻R2的另一端连接；所述负载开关的输出端VOUT与无线发送模块连接；所述电池的负极、锁存器的GND端、下拉电阻R2的另一端、下拉电阻R3的另一端以及非门...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志明，武寿昌，冯吉诚，金宝全，
申请(专利权)人：上海芯飏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：