【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于传感器，具体涉及电子起爆器及其控制方法。
技术介绍
1、在采矿业中，目前存在两种类型的电子雷管：有线和无线，有线雷管有两个主要优点，体积较小且制造成本低廉，但是有线雷管安装时需要大量线缆，且安装效率慢；无线雷管由于直径较大，用于安装无线雷管的钻孔直径也呈正比变大，在岩层中安装成本会大大提高，且传统无线雷管与地面发射器通信时间较长，地面发射器无法与无线雷管保持长时同步通信。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述不足之处，本专利技术提供了电子起爆器及其控制方法，用以解决现有技术中电子雷管与地面发射器通信时间长、信号拾取容易被干扰等问题，本专利技术还提供了该装置的控制方法。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：
3、电子起爆器，包括无线接收器、控制电路、供电电路以及通信电路，所述无线接收器与控制电路连接，所述供电电路向控制电路基板上的各元件供电，所述通信电路连接到控制电路进行雷管的点火控制，所述无线接收器包括光源、光腔、滤光器、光电探测器以及微波天线，所述光腔包括腔体、具有nv色心的微金刚石，所述具有nv色心的微金刚石嵌于腔体内部，所述光源用于照射具有nv色心的微金刚石，所述滤光器设于具有nv色心的微金刚石右侧，所述光电探测器设于具有nv色心的微金刚石与滤光器之间，所述光电探测器测量光源照射具有nv色心的微金刚石后的光子强度，所述微波天线设于光腔下方并对具有nv色心的微金刚石进行均匀极化。
4、所述控制电路包括微
5、在传统电子起爆器中通常使用单频表面传输天线与地面指令发射器通信，该天线使用二频通信系统传输二进制信息，需要在电子起爆器x、y、z轴上配置接收天线（可以理解将轴理解为坐标线），且在使用时必须保持与另一组电子起爆器间隔足够远，避免发生信号干扰，传统电子起爆器中磁感应引管的通信时间很长，可能长达15秒，电子起爆器的电子电路必须通过扫描选择最佳的接收轴，以获得最佳的信号完整性，这将迫使地面指令发射器在启动电子起爆器的命令之前，至少重复通信交换三次，这些重复通信大大增加了电子起爆器同步通信的风险，使电子起爆器很容易受到有害的操作错误的影响，例如在不同的点火序列的区域中激活。
6、本设计通过光电探测器测量光腔内的光子强度替换传统电子起爆器中所使用的轴天线，使处理单元能够准确测量电子起爆器所有轴上的磁场，从而提高地面指令发射器与电子起爆器之间的信息传输效率，同时大幅度缩小了无线雷管的尺寸，减少至少50％无线雷管使用的负面环境足迹。
7、进一步的，所述光源为发光二极管或激光二极管。
8、进一步的，所述光源发射532nm的绿色光源。
9、进一步的，电子起爆器包括一个或多个供电电路。
10、进一步的，所述数字滤波器为锁定型数字滤波器。
11、进一步的，所述通信电路包括集成点火系统。
12、进一步的，所述无线接收器的微波场检测值设置为0.29皮特斯拉-9皮特斯拉，最小磁场强度频率分辨率为0.1mhz。
13、进一步的，所述滤光器由间隔孔洞为1.3纳米-2.6纳米的多层金属导体网组成，所述滤光器用于消除光源照射光腔后的反射光子。
14、进一步的，所述处理单元包括发射天线、冗余处理单元，所述发射天线执行数据返回，所述冗余处理单元包括接口电路、第一冗余处理电路、第二冗余处理电路以及动态开关与两组静态开关，所述接口电路与第一冗余处理电路、第二冗余处理电路连接，所述第一冗余处理电路与一组静态开关，所述第二冗余处理电路与另一组静态开关以及动态开关连接。
15、电子起爆器的控制方法，包括以下步骤：
16、s1，将连接电子起爆器的雷管与地面指令发射器通信连接，地面指令发射器发送全局初始化指令以清除所有电子起爆器的标记状态；
17、s2，地面指令发射器重复性发射注册指令至电子起爆器，未注册电子起爆器返回应答信号进行自动注册，在预设时间内地面指令发射器未收到应答信号的电子起爆器自动注册失败；
18、s3，电子起爆器判断自身注册状态，未注册的电子起爆器继续发射应答信号至地面指令发射器，已注册的电子起爆器不再发射应答信号至地面指令发射器，未注册的电子起爆器在注册未完成之前供电电路与通信电路断开电源通路；
19、s4，重复上述步骤至所有电子起爆器完成注册，重复次数超过10次未注册成功的电子起爆器停止注册进行检修。
20、进一步的，所述应答信号包括电子起爆器预设数字串，且所述地面指令发射器在收到应答信号后，提取应答信号中的电子起爆器预设数字串与地面指令发射器中预存数字串进行验证，验证通过则返回指令并标识该电子起爆器已注册。
21、进一步的，所述电子起爆器返回应答信号前检测其各电路脚线间的电压差，电压差小于预设值时，不返回应答信号，反之则继续返回应答信号。
22、进一步的，所述电子起爆器接受注册指令时发射天线电源通路断开，所述电子起爆器返回应答信号时微波天线电源通路断开。
23、本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
24、通过使用具有nv色心的微金刚石进行信号传输，消除了有线雷管的笨重特性，同时保留了其主要优点，既小型化和低制造成本，能够使电子雷管的直径减小40％至50％，同时还保持其灵敏度，缩小电子雷管的直径能够减小电子雷管预埋时所需要的钻头直径，同时，使用无线接收器替换电子起爆器与地面指令发射系统中常用的轴天线，提高了地面指令发射系统与电子起爆器之间的信息传输效率以及信息检测灵敏度，避免电子起爆器错误拾取信号。
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1.电子起爆器，包括无线接收器、控制电路（100）、供电电路（110）以及通信电路（120），所述无线接收器与控制电路（100）连接，所述供电电路（110）向控制电路（100）基板上的各元件供电，所述通信电路（120）连接到控制电路（100）进行雷管的点火控制，其特征在于：所述无线接收器包括光源（10）、光腔（12）、滤光器（13）、光电探测器（14）以及微波天线（15），所述光腔（12）包括腔体（121）、具有NV色心的微金刚石（122），所述具有NV色心的微金刚石（122）嵌于腔体（121）内部，所述光源（10）用于照射具有NV色心的微金刚石（122），所述滤光器（13）设于具有NV色心的微金刚石（122）右侧，所述光电探测器（14）设于具有NV色心的微金刚石（122）与滤光器（13）之间，所述光电探测器（14）测量光源（10）照射具有NV色心的微金刚石（122）后的光子强度，所述微波天线（15）设于光腔（12）下方并对具有NV色心的微金刚石（122）进行均匀极化。
2.根据权利要求1所述的电子起爆器，其特征在于：所述控制电路（100）包括微波激励电路（16）、光
3.根据权利要求1所述的电子起爆器，其特征在于：所述光源（10）为发光二极管或激光二极管。
4.根据权利要求1所述的电子起爆器，其特征在于：所述滤光器（13）由间隔孔洞为1.3纳米-2.6纳米的多层金属导体网组成，所述滤光器（13）用于消除光源（10）照射光腔（12）后的反射光子。
5.根据权利要求2所述的电子起爆器，其特征在于：所述处理单元（19）包括发射天线（20）、冗余处理单元（2），所述发射天线（20）执行数据返回，所述冗余处理单元（2）包括接口电路（21）、第一冗余处理电路（22）、第二冗余处理电路（23）、动态开关（25）以及两组静态开关（24），所述接口电路（21）与第一冗余处理电路（22）、第二冗余处理电路（23）连接，所述第一冗余处理电路（22）与一组静态开关（24）连接，所述第二冗余处理电路（23）与另一组静态开关（24）以及动态开关（25）连接。
6.根据权利要求1所述的电子起爆器，其特征在于：所述无线接收器的微波场检测值设置为0.29皮特斯拉-9皮特斯拉。
7.电子起爆器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的电子起爆器的控制方法，其特征在于：所述应答信号包括电子起爆器预设数字串，且地面指令发射器在收到应答信号后，提取应答信号中的电子起爆器预设数字串与地面指令发射器中预存数字串进行验证，验证通过则返回指令并标识该电子起爆器已注册。
9.根据权利要求7所述的电子起爆器的控制方法，其特征在于：所述电子起爆器返回应答信号前检测其各电路脚线间的电压差，电压差小于预设值时，不返回应答信号，反之则继续返回应答信号。
10.根据权利要求7所述的电子起爆器的控制方法，其特征在于：所述电子起爆器接受注册指令时发射天线（20）电源通路断开，所述电子起爆器返回应答信号时微波天线（15）电源通路断开。
...【技术特征摘要】
1.电子起爆器，包括无线接收器、控制电路（100）、供电电路（110）以及通信电路（120），所述无线接收器与控制电路（100）连接，所述供电电路（110）向控制电路（100）基板上的各元件供电，所述通信电路（120）连接到控制电路（100）进行雷管的点火控制，其特征在于：所述无线接收器包括光源（10）、光腔（12）、滤光器（13）、光电探测器（14）以及微波天线（15），所述光腔（12）包括腔体（121）、具有nv色心的微金刚石（122），所述具有nv色心的微金刚石（122）嵌于腔体（121）内部，所述光源（10）用于照射具有nv色心的微金刚石（122），所述滤光器（13）设于具有nv色心的微金刚石（122）右侧，所述光电探测器（14）设于具有nv色心的微金刚石（122）与滤光器（13）之间，所述光电探测器（14）测量光源（10）照射具有nv色心的微金刚石（122）后的光子强度，所述微波天线（15）设于光腔（12）下方并对具有nv色心的微金刚石（122）进行均匀极化。
2.根据权利要求1所述的电子起爆器，其特征在于：所述控制电路（100）包括微波激励电路（16）、光敏电路（17）、数字滤波器（18）以及处理单元（19），所述微波激励电路（16）与微波天线（15）连接以控制微波天线（15）信号感应的检测频率，所述光敏电路（17）从光电探测器（14）获取光子强度数据，所述数字滤波器（18）对光敏电路（17）获取的光子强度数据进行数字解调，所述处理单元（19）提取数字滤波器（18）的数字信号对通信电路（120）进行指令发送。
3.根据权利要求1所述的电子起爆器，其特征在于：所述光源（10）为发光二极管或激光二极管。
4.根据权利要求1所述的电子起...
【专利技术属性】
技术研发人员：张赓健，罗鹏，于萃萃，王伟东，
申请(专利权)人：抚顺隆烨化工有限公司，
类型：发明
国别省市：
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