数码电子雷管在线状态的激励自检系统

1.本发明涉及数码电子雷管检测领域，特别是涉及一种数码电子雷管在线状态的激励自检系统。


背景技术：

2.随着电子雷管技术的不断发展与完善，在爆破领域中，数码电子雷管与传统雷管相比，具有操控安全且爆破时间精确的优点，并已逐渐取代传统雷管。现有数码电子雷管在安装好后连接起爆器直接起爆，没有对起爆器以及数码电子雷管点火系统进行检测。


技术实现要素：

3.鉴于此，本发明的目的在于，提供一种数码电子雷管在线状态的激励自检系统，能够在数码电子雷管在起爆之前对起爆系统进行状态检测，提高了爆破施工作业的效率以及安全性。
4.为了达到上述发明目的，进而采取的技术方案如下：
5.码电子雷管在线状态的激励自检系统，包括手持设备和数码电子雷管；
6.所述手持设备包括终端控制模块和第一二总线通信串口模块，所述第一二总线通信串口模块用于将终端控制模块发出的检测指令发送给数码电子雷管并将接收到的数码电子雷管的检测结果传送至终端控制模块，所述终端控制模块用于发出检测指令并显示数码电子雷管的检测结果；
7.所述数码电子雷管包括第二二总线通信串口模块、检测模块和点火器，所述第二二总线通信串口模块分别与检测模块和第一二总线通信串口模块连接，通过第一二总线通信串口模块和第二二总线通信串口模块实现手持设备终端控制模块与数码电子雷管检测模块之间的通信，所述检测模块包括检测电阻和信号处理模块，所述检测电阻与点火头并联，所述信号处理模块与所述检测电阻组成闭合回路，所述信号处理模块用于发出远低于起爆电压的低电压高频信号并检测电路的电流，由于点火头在正常工作时具有阻抗特性，若点火头故障时，电路阻抗为：
8.z1＝r
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
9.点火头可以正常工作时，电路阻抗为：
[0010][0011]
由上式可知：
[0012][0013]
式中，z1为点火头故障时的电路阻抗，z2为正常工作时的电路阻抗，c为点火头模拟电容，r为检测电阻的阻值，f为信号处理模块发出的高频信号的频率，ir为经过检测电阻的
电流，ic为经过点火头的电流，um为检测激励信号的电压值；
[0014]
由此可知，点火头可以正常工作时，高频信号经过点后会头产生微弱信号，与信号处理模块发出的高频信号叠加，所以经过检测电阻的电流有两种结果，一、返回信号处理模块的电流与检测电阻的电流一致，说明点火头故障；二、返回信号处理模块的电流为经过检测电阻与点火头电流的叠加，说明点火头可以正常工作。
[0015]
作为本发明的进一步改进，所述终端控制模块包括信号处理模块、第一编码模块、第一解码模块和显示模块，所述第一编码模块和第一解码模块分别与信号处理模块和第一二总线通信串口模块连接，所述信号处理模块与所述显示模块连接，所述第一编解码模块用于对信号处理模块发出的检测指令进行编码后传送至第一二总线通信串口模块，所述第一解码模块用于将数码电子雷管检测模块的反馈信号进行解码并传送至信号处理模块，所述信号处理模块将数码电子雷管的检测结果传送至显示模块进行显示。
[0016]
作为本发明的进一步改进，第一二总线通信串口模块和第二二总线通信串口模块完全相同，均设有两根线，其中一根线将供电线与信号线合二为一，作为电源和信号的参考地线，另外一根线为一线三用，既当电源线，又当信号发送线，还要作信号接收线，完成手持设备终端控制模块与数码电子雷管检测模块之间的通信。
[0017]
作为本发明的进一步改进，第一二总线通信串口模块连接有电源，所述第二二总线通信串口模块连接有取电模块，所述第一二总线通信串口模块和第二二总线通信串口模块均包括有二总线子站和与二总线子站连接的串口模块。
[0018]
作为本发明的进一步改进，所述信号处理包括第二编码模块、第二解码模块和控制模块，第二编码模块用于对控制模块的输出信号进行编码并传送至第二二总线通信串口模块，第二解码模块对手持设备发出的检测指令进行解码并传送至控制模块，所述控制模块用于发出远低于起爆电压的低电压高频信号。
[0019]
本发明的有益效果是：本发明为数码电子雷管起爆之前提供一种高效安全的检测方法，提高了数码电子雷管在工程应用中的效率与安全性。本发明可将处于爆破区域用户的手持设备连到数码电子雷管群，通过模拟在起爆数码电子雷管前进行在线状态的激励自检，既保证了进入爆破区域的人员的安全，也提高了工程作业效率。
附图说明
[0020]
构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0021]
图1为本发明结构组成示意图；
[0022]
图2为本发明原理示意图；
[0023]
图3为本发明的总体流程框图。
具体实施方式
[0024]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0025]
为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是
本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
[0026]
如图1-2所示，码电子雷管在线状态的激励自检系统，包括手持设备和数码电子雷管；
[0027]
所述手持设备包括终端控制模块和第一二总线通信串口模块，所述第一二总线通信串口模块用于将终端控制模块发出的检测指令发送给数码电子雷管并将接收到的数码电子雷管的检测结果传送至终端控制模块，所述终端控制模块用于发出检测指令并显示数码电子雷管的检测结果；
[0028]
所述数码电子雷管包括第二二总线通信串口模块、检测模块和点火器，所述第二二总线通信串口模块分别与检测模块和第一二总线通信串口模块连接，通过第一二总线通信串口模块和第二二总线通信串口模块实现手持设备终端控制模块与数码电子雷管检测模块之间的通信，所述检测模块包括检测电阻和信号处理模块，所述检测电阻与点火头并联，所述信号处理模块与所述检测电阻组成闭合回路，所述信号处理模块用于发出远低于起爆电压的低电压高频信号并检测电路的电流，由于点火头在正常工作时具有阻抗特性，若点火头故障时，电路阻抗为：
[0029]
z1＝r
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0030]
点火头可以正常工作时，电路阻抗为：
[0031][0032]
由上式可知：
[0033][0034]
式中，z1为点火头故障时的电路阻抗，z2为正常工作时的电路阻抗，c为点火头模拟电容，r为检测电阻的阻值，f为信号处理模块发出的高频信号的频率，ir为经过检测电阻的电流，ic为经过点火头的电流，um为检测激励信号的电压值；
[0035]
由此可知，点火头可以正常工作时，高频信号经过点后会头产生微弱信号，与信号处理模块发出的高频信号叠加，所以经过检测电阻的电流有两种结果，一、返回信号处理模块的电流与检测电阻的电流一致，说明点火头故障；二、返回信号处理模块的电流为经过检测电阻与点火头电流的叠加，说明点火头可以正常工作。
[0036]
所述终端控制模块包括信号处理模块、第一编码模块、第一解码模块和显示模块，所述第一编码模块和第一解码模块分别与信号处理模块和第一二总线通信串口模块连接，所述信号处理模块与所述显示模块连接，所述第一编解码模块用于对信号处理模块发出的检测指令进行编码后传送至第一二总线通信串口模块，所述第一解码模块用于将数码电子雷管检测模块的反馈信号进行解码并传送至信号处理模块，所述信号处理模块将数码电子雷管的检测结果传送至显示模块进行显示。
[0037]
第一二总线通信串口模块和第二二总线通信串口模块完全相同，均设有两根线，其中一根线将供电线与信号线合二为一，作为电源和信号的参考地线，另外一根线为一线
三用，既当电源线，又当信号发送线，还要作信号接收线，完成手持设备终端控制模块与数码电子雷管检测模块之间的通信。
[0038]
第一二总线通信串口模块连接有电源，所述第二二总线通信串口模块连接有取电模块，所述第一二总线通信串口模块和第二二总线通信串口模块均包括有二总线子站和与二总线子站连接的串口模块。
[0039]
所述信号处理包括第二编码模块、第二解码模块和控制模块，第二编码模块用于对控制模块的输出信号进行编码并传送至第二二总线通信串口模块，第二解码模块对手持设备发出的检测指令进行解码并传送至控制模块，所述控制模块用于发出远低于起爆电压的低电压高频信号。
[0040]
本发明在使用时如图3所示，手持设备连接电子雷管群，通过手持设备发送检测指令给数码电子雷管，数码电子雷管通过第二解码模块对手持设备发出的检测指令进行解码，然后如果检测模块发出远低于起爆电压的低电压高频信号对点火头的状态进行检测，若检测模块返回信号与发出信号一致，说明数码电子雷管故障，若检测模块返回信号与发出信号不一致，说明数码电子雷管良好，检测模块将检测到的数码电子雷管的检测结果通过第二二总线通信串口模块传送至手持设备，通过手持设备显示数码电子雷管点火头的状态。
[0041]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进、部件拆分或组合等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.数码电子雷管在线状态的激励自检系统，包括手持设备和数码电子雷管，其特征在于：所述手持设备包括终端控制模块和第一二总线通信串口模块，所述第一二总线通信串口模块用于将终端控制模块发出的检测指令发送给数码电子雷管并将接收到的数码电子雷管的检测结果传送至终端控制模块，所述终端控制模块用于发出检测指令并显示数码电子雷管的检测结果；所述数码电子雷管包括第二二总线通信串口模块、检测模块和点火器，所述第二二总线通信串口模块分别与检测模块和第一二总线通信串口模块连接，通过第一二总线通信串口模块和第二二总线通信串口模块实现手持设备终端控制模块与数码电子雷管检测模块之间的通信，所述检测模块包括检测电阻和信号处理模块，所述检测电阻与点火头并联，所述信号处理模块与所述检测电阻组成闭合回路，所述信号处理模块用于发出远低于起爆电压的低电压高频信号并检测电路的电流，由于点火头在正常工作时具有阻抗特性，若点火头故障时，电路阻抗为：z1＝r
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)点火头可以正常工作时，电路阻抗为：由上式可知：式中，z1为点火头故障时的电路阻抗，z2为正常工作时的电路阻抗，c为点火头模拟电容，r为检测电阻的阻值，f为信号处理模块发出的高频信号的频率，i
r
为经过检测电阻的电流，i
c
为经过点火头的电流，um为检测激励信号的电压值；由此可知，点火头可以正常工作时，高频信号经过点后会头产生微弱信号，与信号处理模块发出的高频信号叠加，所以经过检测电阻的电流有两种结果，一、返回信号处理模块的电流与检测电阻的电流一致，说明点火头故障；二、返回信号处理模块的电流为经过检测电阻与点火头电流的叠加，说明点火头可以正常工作。2.根据权利要求1所述的数码电子雷管在线状态的激励自检系统，其特征在于：所述终端控制模块包括信号处理模块、第一编码模块、第一解码模块和显示模块，所述第一编码模块和第一解码模块分别与信号处理模块和第一二总线通信串口模块连接，所述信号处理模块与所述显示模块连接，所述第一编解码模块用于对信号处理模块发出的检测指令进行编码后传送至第一二总线通信串口模块，所述第一解码模块用于将数码电子雷管检测模块的反馈信号进行解码并传送至信号处理模块，所述信号处理模块将数码电子雷管的检测结果传送至显示模块进行显示。3.根据权利要求1所述的数码电子雷管在线状态的激励自检系统，其特征在于：第一二总线通信串口模块和第二二总线通信串口模块完全相同，均设有两根线，其中一根线将供电线与信号线合二为一，作为电源和信号的参考地线，另外一根线为一线三用，既当电源线，又当信号发送线，还要作信号接收线，完成手持设备终端控制模块与数码电子雷管检测
模块之间的通信。4.根据权利要求1所述的数码电子雷管在线状态的激励自检系统，其特征在于：第一二总线通信串口模块连接有电源，所述第二二总线通信串口模块连接有取电模块，所述第一二总线通信串口模块和第二二总线通信串口模块均包括有二总线子站和与二总线子站连接的串口模块。5.根据权利要求1所述的数码电子雷管在线状态的激励自检系统，其特征在于：所述信号处理包括第二编码模块、第二解码模块和控制模块，第二编码模块用于对控制模块的输出信号进行编码并传送至第二二总线通信串口模块，第二解码模块对手持设备发出的检测指令进行解码并传送至控制模块，所述控制模块用于发出远低于起爆电压的低电压高频信号。

技术总结
本发明涉及数码电子雷管检测领域，且公开了数码电子雷管在线状态的激励自检系统，通过第一二总线通信串口模块、第二二总线通信串口模块实现手持设备与电子雷管之间的通信；数码电子雷管检测模块在接收指令后完成对点火头的状态检测；终端控制模块用于发送指令并显示点火头状态检测结果。本发明将处于爆破区域用户的手持设备连到数码电子雷管群，通过模拟在起爆数码电子雷管前进行在线状态的激励自检，既保证了进入爆破区域的人员的安全，同时也提高了工程作业效率。高了工程作业效率。高了工程作业效率。


技术研发人员：韩焱 李凯 边瑞卿 韩星程 庞存锁 苏新彦
受保护的技术使用者：中北大学
技术研发日：2021.11.27
技术公布日：2022/3/8