Прибор для подрыва пиросредств



 


Владельцы патента RU 2610610:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") (RU)

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 в области взрывных работ.

Известен прибор для подрыва пиросредств (см. патент РФ №2434199, «Прибор для подрыва пиросредств», Л.Б. Егоров, К.С. Кирсанов, И.В. Цетлин, опубл. 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 возможность выхода из строя источника энергии при некоторых отказах прибора, приводящих к появлению коротких замыканий. Короткие замыкания, например, могут возникать в электровзрывных сетях, что может привести к тепловому пробою ключей и последующему выходу из строя источника энергии. Кроме того, неправильное функционирование микроконтроллера может привести к нарушению порядка подрыва электровзрывных сетей, что может привести к возникновению аварийной ситуации.

Известен сетевой прибор взрывания (см. патент РФ №2202766, «Сетевой прибор взрывания», К.Х. Пагиев, Ю.С. Петров, А.А. Маслов, F42D 1/055, опубл. 20.04.2003), содержащий микроконтроллер, выполняющий функции центрального блока управления, устройства замедления в виде тиристорных ключей К1…Kn, 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…Kn подсоединены к преобразователю напряжения и к электровзрывной сети, а к управляющим входам тиристорных ключей К1…Kn подключен микроконтроллер. Между преобразователем напряжения и тиристорными ключами К1…Kn 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, преобразователь напряжения и тиристорные ключи К1…Kn.

Недостатком данного устройства является недостаточная безопасность его эксплуатации. Микроконтроллер и устройство контроля и защиты прибора обеспечивают контроль исполнительных цепей. Однако отказ самих этих устройств, например короткое замыкание в цепях питания, сбой программы, могут привести к аварийной ситуации.

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

Достигаемым техническим результатом является повышение безопасности эксплуатации прибора для подрыва пиросредств.

Для достижения технического результата в прибор для подрыва пиросредств, содержащий микроконтроллер, выполняющий функции центрального блока управления, внешний источник энергии, выходы которого подключены к входам преобразователя напряжения, электронные ключи K1…Kn, к управляющим входам которых подключен микроконтроллер, и электровзрывные сети, новым является то, что дополнительно введены встроенная система контроля функционирования, управляемый генератор импульсов, первый и второй диоды, резистор, стабилизатор напряжения, вход запуска и электромагнитные реле Р1…Pn, обмотки которых через усилители мощности УМ1…УМn подключены к микроконтроллеру, выходы электронных ключей K1…Kn через нормально разомкнутые контакты электромагнитных реле подключены к выводам электровзрывных сетей, другие выводы которых соединены с плюсовым выходом источника энергии, минусовой выход которого подключен к минусовой шине питания прибора, выход встроенной системы контроля функционирования соединен с управляющим входом управляемого генератора импульсов, противофазные выходы которого соединены с тактовыми входами преобразователя напряжения, минусовой 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 прибора, вход запуска через второй диод и резистор подключен к входу стабилизатора напряжения.

Указанная совокупность существенных признаков позволяет повысить безопасность эксплуатации прибора за счет остановки управляемого генератора импульсов сигналом ошибки с выхода встроенной системы контроля функционирования или в результате его обесточивания при срабатывании защиты стабилизатора напряжения в результате аварийного повышения тока, потребляемого прибором, что приводит к остановке преобразователя напряжения и обесточиванию всего прибора. При этом обесточиваются обмотки всех электромагнитных реле, нормально разомкнутые контакты которых отключают электровзрывные сети от прибора, что исключает их несанкционированный подрыв в аварийных ситуациях.

На фиг. 1 приведена схема прибора для подрыва пиросредств.

Прибор для подрыва пиросредств содержит микроконтроллер 1, выполняющий функции центрального блока управления, внешний источник энергии 2, выходы которого подключены к входам преобразователя напряжения 3, электронные ключи 4-1…4-N, к управляющим входам которых подключен микроконтроллер 1, электровзрывные сети 5-1…5-N, встроенная система контроля функционирования 6, управляемый генератор импульсов 7, первый 8 и второй 9 диоды, резистор 10, стабилизатор напряжения 11, вход запуска 12 и электромагнитные реле 13-1…13-N, обмотки которых через усилители мощности 14-1…14-N подключены к микроконтроллеру 1, выходы электронных ключей 4-1…4-N через нормально разомкнутые контакты электромагнитных реле 13-1…13-N подключены к выводам электровзрывных сетей 5-1…5-N, другие выводы которых соединены с плюсовым выходом источника энергии 2, минусовой выход которого подключен к минусовой шине питания прибора, выход встроенной системы контроля функционирования 6 соединен с управляющим входом управляемого генератора импульсов 7, противофазные выходы которого соединены с тактовыми входами преобразователя напряжения 3, минусовой выход которого подключен к одному из выходов источника энергии, а плюсовой выход через первый диод 8 к входу стабилизатора напряжения 11, выход которого подключен к плюсовой шине питания прибора, вход запуска 12 через второй диод 9 и резистор 10 подключен к входу стабилизатора напряжения 11.

Прибор для подрыва пиросредств (фиг. 1) работает следующим образом.

Включение питания осуществляется кратковременной подачей напряжения на вход запуска 12, поступающее через диод 9 и резистор 10 на вход стабилизатора напряжения 11, на выходе которого появляется напряжение питания прибора. При этом встроенная система контроля функционирования 6 проводит контроль ПЗУ И ОЗУ микроконтроллера 1 с подсчетом контрольной суммы, а также проверку других узлов микроконтроллера 1. На выходе встроенной системы контроля функционирования 6 удерживается сигнал, запрещающий работу управляемого генератора импульсов 7, напряжение на выходе преобразователя 3 отсутствует и диод 8 закрыт. При отрицательном результате контроля встроенная система контроля функционирования 6 сохраняет запрещающий сигнал на входе управляемого генератора импульсов 7. На его выходах импульсы не формируются, и преобразователь напряжения 3 не запускается. На выходе преобразователя 3 напряжение отсутствует и после снятия напряжения с входа запуска 12 прибор обесточивается.

При положительном результате контроля встроенная система контроля функционирования 6 снимает запрещающий сигнал с входа управляемого генератора импульсов 7. На его выходах формируются противофазные импульсы, тактирующие преобразователь напряжения 3. На выходе преобразователя напряжения 3 появляется напряжение, поступающее через диод 8 на вход стабилизатора напряжения 11. После этого подача напряжения на вход запуска 12 может быть прекращена. Прибор останется запитанным от преобразователя напряжения 3.

После подачи команды начала отсчета начинают формироваться команды на подрыв электровзрывных сетей 5-1…5-N в моменты времени, определяемые программой микроконтроллера. С упреждением на интервал времени, превышающий время срабатывания электромагнитного реле и дребезга его контактов, микроконтроллер 1 формирует сигнал на срабатывание электромагнитного реле 13-i (где i=1, 2, …, n). По истечении упреждающего интервала в заданный момент времени формируется сигнал на подрыв электровзрывной сети 5-i (где i=1, 2, …n), проходящий на соответствующий электронный ключ 4-i. Одновременно встроенная система контроля функционирования 6 осуществляет контроль работы микроконтроллера 1 и в случае его неправильного функционирования формирует сигнал ошибки, отключающий управляемый генератор импульсов 7. При этом пропадают импульсы, тактирующие преобразователь напряжения 3, и на его выходе пропадает напряжение питания прибора. Прибор обесточивается.

Стабилизатор напряжения 11 содержит схему защиты от превышения тока нагрузки выше допустимого значения. Отказ элементов или возникновение короткого замыкания в схеме прибора, приводящие к превышению током, потребляемым прибором, допустимого значения, приводят к срабатыванию защиты стабилизатора напряжения 11. При этом прибор обесточивается, на выходах управляемого генератора импульсов 7 перестают формироваться импульсы, преобразователь напряжения 3 останавливается, потребление тока от источника энергии прекращается. Таким образом осуществляется дополнительная защита прибора от неправильного функционирования при отказах, не входящих в сферу внимания встроенной системы контроля функционирования 6. Безопасность прибора повышается также тем, что при отсутствии напряжения питания обмотки электромагнитных реле 13-1…13-N обесточены, и контакты указанных реле находятся в разомкнутом состоянии, что исключает выдачу ложных команд на подрыв электровзрывных сетей 5-1…5-N.

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, биполярных транзисторов КТ3117А и КТ816А и диодов КД212. Преобразователь напряжения построен по двухтактной схеме с импульсным трансформатором. Встроенная система контроля функционирования реализована с использованием программных и аппаратных средств микроконтроллера. В частности, контроль функционирования осуществляется путем сравнения временных уставок, измеренных программой, с показаниями таймера. При совпадении формируется соответствующая команда, при несовпадении - сигнал ошибки. Испытания макета подтвердили работоспособность заявляемого устройства и его практическую ценность.

Прибор для подрыва пиросредств, содержащий микроконтроллер, внешний источник энергии, выходы которого подключены к входам преобразователя напряжения, электронные ключи К1…Кn, к управляющим входам которых подключены соответствующие выходы микроконтроллера и электровзрывные сети, отличающийся тем, что дополнительно введены система контроля функционирования, генератор импульсов, первый и второй диоды, резистор стабилизатор напряжения, вход запуска и электромагнитные реле Р1…Pn, обмотки которых через усилители мощности УМ1…УМn подключены к соответствующим выходам микроконтроллера, выходы электронных ключей К1…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.



 

Похожие патенты:

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.

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 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.

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.
Наверх