Прибор для подрыва пиросредств

Изобретение относится к системам инициирования пиросредств. Прибор для подрыва пиросредств содержит микроконтроллер, каждый выход которого подключен к управляющему входу соответствующего релейного ключа, электровзрывные сети, источник энергии, к минусовой клемме которого подключен первый вывод первого электронного ключа, первый, второй и третий резисторы, конденсатор, блок гальванической развязки и второй электронный ключ. Первые выводы релейных ключей соединены с первыми выводами электровзрывных сетей. Управляющий вход второго электронного ключа соединен с первыми выводами конденсатора, третьего резистора и через первый резистор соединен со вторым выводом первого электронного ключа и вторыми выводами каждого релейного ключа. Вторые выводы третьего резистора и конденсатора и первый вывод второго электронного ключа подключены к минусовой клемме источника энергии, к плюсовой клемме которого подключены вторые выводы электровзрывных сетей. Второй вывод второго электронного ключа соединен с управляющим входом первого электронного ключа, первый вывод которого соединен с отрицательным выходом блока гальванической развязки, положительный выход которого соединен через второй резистор с управляющим входом первого электронного ключа, при этом входы блока гальванической развязки соединены с соответствующими дополнительными выходами микроконтроллера. Достигаемым техническим результатом является повышение помехоустойчивости. 2 ил.

 

Изобретение относится к системам инициирования пиросредств.

Известен сетевой прибор взрывания (см. патент РФ №2202766 от 12.03.01, «Сетевой прибор взрывания», К.Х. Пагиев, Ю.С. Петров, А.А. Маслов, опубликован 20.04.03). Сетевой прибор взрывания содержит микроконтроллер, выполняющий функции центрального блока управления, устройства замедления в виде тиристорных ключей К1…Кn, каждое из которых подсоединено к соответствующей электровзрывной сети, запоминающее устройство, внешний источник энергии, преобразователь напряжения, устройство контроля и защиты прибора, датчик тока, датчик напряжения, два аналого-цифровых преобразователя и устройство ввода и отображения информации. Тиристорные ключи К1…Кn подсоединены к преобразователю напряжения и к электровзрывной сети, а к управляющим входам тиристорных ключей К1…Кn подключен микроконтроллер. Между преобразователем напряжения и тиристорными ключами К1…Кn подключены последовательно датчик тока и параллельно датчик напряжения. Выходы датчиков тока и напряжения подключены к входам аналого-цифровых преобразователей, выходы которых подсоединены к входам микроконтроллера, к другим входам которого подключены устройство ввода и отображения информации, блок оперативно-запоминающего устройства и устройство контроля и защиты прибора, к входам которого подключены аналого-цифровой преобразователь напряжения и тиристорные ключи К1…Кn.

Недостатком данного устройства является отсутствие гальванической развязки исполнительных устройств и микроконтроллера, что может приводить к сбоям микроконтроллера в сложной помеховой обстановке.

Известен прибор для подрыва пиросредств (см. патент РФ №2434199, «Прибор для подрыва пиросредств», Л.Б. Егоров, К.С. Кирсанов, И.В. Цетлин, опубликованный 20.11.2011, Бюл №32), содержащий источник энергии, электровзрывные сети и ключи, одни из которых подключены к плюсовой клемме источника энергии, а другие подключены к минусовой клемме источника энергии, микроконтроллер, выходы которого подключены к управляющим входам ключей соответственно. К выходу каждого ключа дополнительно подключена схема контроля, выход каждой из которых соединен с соответствующим входом микроконтроллера. Дополнительно введены диоды, при этом схемы контроля и ключи разделены на две группы. В одной группе выходы ключей соединены с анодами диодов, катоды которых через соответствующие электровзрывные сети соединены с выходами ключей другой группы соответственно. Стробирующие входы первой и второй групп схем контроля соединены с соответствующими стробирующими выходами микроконтроллера.

Недостатком данного устройства является низкая устойчивость к разрядам статического электричества и электромагнитным наводкам в электровзрывных сетях, так как имеется гальваническая связь выходов устройства с внутренними цепями, что может приводить к сбоям микроконтроллера. Применение в качестве ключей электромагнитных реле обеспечивает хорошую гальваническую развязку от электровзрывных сетей, но снижает точность времени выдачи выходных импульсов, что связано с большой задержкой срабатывания электромагнитных реле, разбросом указанной задержки как технологическим, так и связанным с изменением напряжения питания, а также наличием дребезга контактов. Участие микроконтроллера в контроле исправности ключей приводит к многочисленности связей микроконтроллера со схемами контроля, что затрудняет обеспечение гальванической развязки известными способами, так как ведет к резкому увеличению схемных затрат, габаритов и массы устройства.

Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.

Достигаемым техническим результатом является повышение помехоустойчивости.

Для достижения технического результата в приборе для подрыва пиросредств, содержащем микроконтроллер, каждый выход которого подключен к управляющему входу каждого релейного ключа, первые выводы ключей соединены с первыми выводами электровзрывных сетей, источник энергии, к минусовой клемме которого подключен первый вывод первого электронного ключа, новым является то, что дополнительно введены первый, второй и третий резисторы, конденсатор, блок гальванической развязки и второй электронный ключ, управляющий вход которого соединен с первыми выводами конденсатора, третьего резистора и через первый резистор соединен со вторым выводом первого электронного ключа и вторыми выводами каждого релейного ключа, вторые выводы третьего резистора и конденсатора и первый вывод второго электронного ключа подключены к минусовой клемме источника энергии, к плюсовой клемме которого подключены вторые выводы электровзрывных сетей, второй вывод второго электронного ключа соединен с управляющим входом первого электронного ключа, первый вывод которого соединен с отрицательным выходом блока гальванической развязки, положительный выход которого соединен через второй резистор с управляющим входом первого электронного ключа, при этом входы блока гальванической развязки соединены с соответствующими дополнительными выходами микроконтроллера.

Указанная совокупность существенных признаков позволяет повысить помехоустойчивость прибора за счет гальванической развязки микроконтроллера от выходов устройства.

На фиг. 1 приведена схема прибора для подрыва пиросредств, на фиг. 2 - схема релейного ключа.

Прибор для подрыва пиросредств содержит микроконтроллер 1, каждый выход которого подключен к управляющему входу соответствующего релейного ключа 2-1, …, 2-n, электровзрывные сета 3-1, …, 3-n, источник энергии 4, к минусовой клемме которого подключен первый вывод первого электронного ключа 5, первый 6, второй 7 и третий 8 резисторы, конденсатор 9, блок гальванической развязки 10 и второй электронный ключ 11. Первые выводы релейных ключей 2-1, …, 2-n соединены с первыми выводами электровзрывных сетей 3-1, …, 3-n. Управляющий вход второго электронного ключа 11 соединен с первыми выводами конденсатора 9, третьего резистора 8 и через первый резистор 6 соединен со вторым выводом первого электронного ключа 5 и вторыми выводами каждого релейного ключа 2-1, …, 2-n. Вторые выводы третьего резистора 8 в конденсатора 9 и первый вывод второго электронного ключа 11 подключены к минусовой клемме источника энергии 4, к плюсовой клемме которого подключены вторые выводы электровзрывных сетей 3-1, …, 3-n. Второй вывод второго электронного ключа 11 соединен с управляющим входом первого электронного ключа 5, первый вывод которого соединен с отрицательным выходом блока гальванической развязки 10, положительный выход которого соединен через второй резистор 7 с управляющим входом первого электронного ключа 5, при этом входы блока гальванической развязки 10 соединены с соответствующими дополнительными выходами микроконтроллера 1.

Релейный ключ 2-1 (2-2, …, 2-n) содержит электромагнитное реле 12, один вывод обмотки которого подключен к положительной шине 13 питания микроконтроллера 1, а другой вывод соединен с коллектором транзистора 14, эмиттер которого подключен к минусовой шине 15 питания микроконтроллера 1, а база - с выводом резистора 16, другой вывод которого является управляющим входом релейного ключа 2-1 (2-2, …, 2-n). Выводы группы замыкающих контактов электромагнитного реле 12 являются одним и другим выводами релейного ключа 2-1 (2-2, …, 2-n).

Прибор для подрыва пиросредств (см. Фиг. 1) работает следующим образом.

По определенной программе микроконтроллер 1 на своих выходах формирует импульсы команд на подрыв соответствующих электровзрывных сетей 3-1, …, 3-n. Одновременно с указанными импульсами, но с задержкой на время t3, превышающее время дребезга контактов релейных ключей 2-1, …, 2-n, микроконтроллер 1 формирует сигналы на дополнительных выходах, которые проходят через блок гальванической развязки 10 и в виде импульса напряжения через второй резистор 7 поступают на управляющий вход первого электронного ключа 5. Первый электронный ключ 5 открывается, и через него и контакты соответствующего релейного ключа 2-i протекает импульс тока через соответствующую электровзрывную сеть 3-i, приводящий к ее подрыву. При этом аварийная ситуация могла бы произойти, если помимо релейного ключа 2-i открылся другой релейный ключ 2-j, например, из-за его неисправности, или из-за неисправности j-го выхода микроконтроллера 1. В этом случае произошел бы подрыв двух электровзрывных сетей. Данная ситуация исключается благодаря применению второго электронного ключа 11.

Выявление неисправности происходит следующим образом. Если схема исправна, то сумма токов утечек закрытых релейных ключей 2-1, …, 2-n, протекая через третий резистор 8, создает на нем падение напряжения ниже порога срабатывания второго электронного ключа 11. Данный ключ остается закрытым. При появлении импульса команды на одном из выходов микроконтроллера 1 с задержкой и дребезгом замыкаются контакты соответствующего релейного ключа 2-i. Через первый резистор 6 начинает протекать ток, величина которого ограничена сопротивлением указанного резистора на уровне, безопасном для электровзрывных сетей 3-1, …, 3-n. При этом постоянная времени заряда конденсатора 9 выбрана такой, чтобы через время t3, когда откроется первый электронный ключ 5, напряжение на конденсаторе 9 было гарантированно ниже порога срабатывания второго электронного ключа 11. Открытый первый электронный ключ 5 сформирует импульс тока подрыва соответствующей электровзрывной сети 3-i и одновременно разрядит конденсатор 9 через первый резистор 6.

Если неисправен хотя бы один из релейных ключей 2-1, …, 2-n или хотя бы один из выходов микроконтроллера 1, во время отсутствия команд к сумме токов утечек исправных ключей добавятся ток, протекающий через неисправный релейный ключ 2-i, величина которого ограничена сопротивлением первого резистора 6 на уровне, безопасном для электровзрывной сетей 3-i. Через время, обусловленное постоянной времени заряда конденсатора 9, напряжение на нем превысит порог срабатывания второго электронного ключа 11. Второй электронный ключ 11 откроется и заблокирует открывание первого электронного ключа 5. Таким образом, аварийная ситуация, связанная с одновременным подрывом двух и более электровзрывных сетей 3-1, …, 3-n из-за неисправности схемы, исключается.

Гальваническая развязка, обеспеченная релейными ключами 2-1, …, 2-n и блоком гальванической развязки 10, исключает сбои микроконтроллера 1 в условия действия помех. Этому также способствует уменьшение, по сравнению с прототипом, количества связей микроконтроллера 1 с исполнительной частью прибора.

Проведено макетирование прибора для подрыва пиросредств с использованием микросхемы БМК 5517БЦ2У в качестве микроконтроллера. Остальная часть устройства реализована на базе реле РЭК81, полевых транзисторов 2П7231А9, трансформаторе ТИЛЗВ. Испытания макета подтвердили работоспособность заявляемого устройства и его практическую ценность.

Прибор для подрыва пиросредств, содержащий микроконтроллер, каждый выход которого подключен к управляющему входу каждого релейного ключа, первые выводы ключей соединены с первыми выводами электровзрывных сетей, источник энергии, к минусовой клемме которого подключен первый вывод первого электронного ключа, отличающийся тем, что дополнительно введены первый, второй и третий резисторы, конденсатор, блок гальванической развязки и второй электронный ключ, управляющий вход которого соединен с первыми выводами конденсатора, третьего резистора и через первый резистор соединен со вторым выводом первого электронного ключа и вторыми выводами каждого релейного ключа, вторые выводы третьего резистора и конденсатора и первый вывод второго электронного ключа подключены к минусовой клемме источника энергии, к плюсовой клемме которого подключены вторые выводы электровзрывных сетей, второй вывод второго электронного ключа соединен с управляющим входом первого электронного ключа, первый вывод которого соединен с отрицательным выходом блока гальванической развязки, положительный выход которого соединен через второй резистор с управляющим входом первого электронного ключа, при этом входы блока гальванической развязки соединены с соответствующими дополнительными выходами микроконтроллера.



 

Похожие патенты:

Способ управления подрывом пиросредств относится к электронным устройствам автоматики и может найти широкое применение как в изделиях ракетно-космической техники (РКТ), так и при проведении различного вида взрывных работ в народном хозяйстве.

Изобретение относится к системам инициирования пиросредств. Прибор для подрыва пиросредств содержит источник энергии, к минусовой клемме которого подключены одни выводы электронных ключей, электровзрывные сети, микроконтроллер, релейный коммутатор, блок гальванической развязки, электромагнитные реле, обмотка каждого из которых соединена через соответствующий усилитель мощности с первой группой выходов микроконтроллера.

Изобретение относится к системам инициирования пиросредств. Реле времени подрыва пиросредств содержит n-канальный формирователь импульсов, n электронных ключей, n диодов, резистор и усилитель мощности, выход которого подключен к обмотке электромагнитного реле, имеющего n групп контактов.

Изобретение относится к инициирующим устройствам для подрыва пиротехнических средств. Система управления пиросредствами содержит пиросредства, выполненные с использованием электровоспламеняющих мостиков, внешний источник питания, ключевые элементы K1…Kn, первые выходы которых соединены с первыми выводами упомянутых мостиков, блок управления, выходы которого соединены с управляющими входами ключевых элементов K1…Kn, и аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом блока управления.

Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к электрическому взрыванию зарядов, и может быть использовано в горной промышленности, строительстве и других областях.

Изобретение относится к области взрывных работ, в частности к электрическому взрыванию зарядов, и может быть использовано в горной промышленности, строительстве и других областях.

Изобретение относится к системе инициирования зарядов промышленных взрывчатых веществ с использованием электрических и неэлектрических средств инициирования и может быть использовано при отбойке горных пород скважинными и шпуровыми зарядами в горнодобывающей промышленности.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к способам проходки восстающих горных выработок, и может быть использовано при проходке горизонтальных горных выработок.

Изобретение относится к области воспламенения взрывчатых зарядов. .

Изобретение относится к области проведения взрывных работ. .

Изобретение относится к многорежимным взрывателям боеприпаса, изготовленным с применением микроэлектромеханических структур и элементов. Взрыватель боеприпаса содержит боевую часть с боеприпасом, спецвычислитель, блок питания, соединенный с спецвычислителем, блок задания режимов.

Изобретение относится к многорежимным взрывателям боеприпаса, изготовленным с применением микроэлектромеханических структур и элементов. Взрыватель содержит боевую часть с боеприпасом, спецвычислитель, блок питания, соединенный с спецвычислителем, блок управления режимами.

Устройство для замыкания сильноточных электрических цепей включает полый цилиндрический корпус и размещенные в нем неподвижные, установленные с зазором относительно друг друга, контактные элементы, заряд пиротехнических средств (ПТС) и средство его воспламенения, генерирующее термокомпрессионный импульс.

Изобретение относится к области программирования снаряда во время прохождения им ствола или дульного тормоза. Предложено выполнение программирования снаряда (5) индуктивными и/или емкостными датчиками.

Изобретение относится к проблеме передачи энергии на снаряд во время прохождения сквозь ствол и/или через дульный тормоз. Согласно предлагаемому способу передачу энергии снаряду выполняют индуктивными и/или емкостными датчиками.

Изобретение относится к области программирования снаряда во время прохождения через ствол. Программируемый снаряд, по меньшей мере, с одним накопителем энергии, одним электронным блоком и взрывателем, а также, по меньшей мере, с одним датчиком для приема сигнала с частотой f2 для передачи энергии, которая может направляться в накопитель энергии, и для приема посланного для программирования сигнала с частотой (f3) и передачей данного сигнала электронному блоку для программирования.

Изобретение относится к управляемым артиллерийским снарядам с комбинированным, контактным и бесконтактным срабатыванием взрывателя для дистанционного инициирования от воздействия управляющего излучения внешнего источника и подрыва непосредственно при встрече с целью на траектории полета.

Изобретение относится к области военной техники, а более конкретно к электронным дистанционным взрывателям, и может быть использовано для отсчета времени дистанционного действия взрывателей артиллерийских и реактивных снарядов, авиабомб и других боеприпасов.

Изобретение относится к безопасным устройствам, предназначенным для электрического инициирования жидких взрывчатых веществ (ЖВВ) как индивидуальных, так и многокомпонентных, типа панкластитов.

Изобретение относится к системам инициирования пиросредств в области взрывных работ. Прибор для подрыва пиросредств содержит микроконтроллер, внешний источник энергии, выходы которого подключены к входам преобразователя напряжения, электронные ключи K1…Kn, к управляющим входам которых подключены соответствующие выходы микроконтроллера и электровзрывные сети, при этом дополнительно введены система контроля функционирования, генератор импульсов, первый и второй диоды, резистор, стабилизатор напряжения, вход запуска и электромагнитные реле P1…Pn, обмотки которых через усилители мощности УМ1…УМn подключены к соответствующим выходам микроконтроллера, выходы электронных ключей K1…Кn через нормально разомкнутые контакты электромагнитных реле подключены к первым выводам электровзрывных сетей, вторые выводы которых объединены и соединены с плюсовым выходом источника энергии, минусовой выход которого подключен к минусовой шине питания стабилизатора напряжения и электронной части прибора, выход системы контроля функционирования соединен с управляющим входом генератора импульсов, противофазные выходы которого соединены с тактовыми входами преобразователя напряжения, минусовый выход которого подключен к одному из выходов источника энергии, а плюсовой выход - через первый диод к входу стабилизатора напряжения, выход которого подключен к плюсовой шине питания электронной части прибора, вход запуска через последовательно соединенные второй диод и резистор подключен к входу стабилизатора напряжения. Достигаемым техническим результатом является повышение безопасности эксплуатации прибора для подрыва пиросредств. 1 ил.

Изобретение относится к системам инициирования пиросредств. Прибор для подрыва пиросредств содержит микроконтроллер, каждый выход которого подключен к управляющему входу соответствующего релейного ключа, электровзрывные сети, источник энергии, к минусовой клемме которого подключен первый вывод первого электронного ключа, первый, второй и третий резисторы, конденсатор, блок гальванической развязки и второй электронный ключ. Первые выводы релейных ключей соединены с первыми выводами электровзрывных сетей. Управляющий вход второго электронного ключа соединен с первыми выводами конденсатора, третьего резистора и через первый резистор соединен со вторым выводом первого электронного ключа и вторыми выводами каждого релейного ключа. Вторые выводы третьего резистора и конденсатора и первый вывод второго электронного ключа подключены к минусовой клемме источника энергии, к плюсовой клемме которого подключены вторые выводы электровзрывных сетей. Второй вывод второго электронного ключа соединен с управляющим входом первого электронного ключа, первый вывод которого соединен с отрицательным выходом блока гальванической развязки, положительный выход которого соединен через второй резистор с управляющим входом первого электронного ключа, при этом входы блока гальванической развязки соединены с соответствующими дополнительными выходами микроконтроллера. Достигаемым техническим результатом является повышение помехоустойчивости. 2 ил.

Наверх