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CN115014136B - 一种数码雷管点火桥丝故障检测电路及检测方法 - Google Patents

一种数码雷管点火桥丝故障检测电路及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数码雷管点火桥丝故障检测电路及检测方法，该方法通过数码雷管的电子控制模块控制MOS管的导通和截止，绘制合格的数码雷管点火桥丝电压特性曲线，以及待检测数码雷管点火桥丝的电压特性曲线；通过将两者进行比对，若被测雷管的点火桥丝电压下降速率明显低于合格雷管的电压下降速率，则说明该雷管点火桥丝存在故障。本发明提供的数码雷管桥丝故障检测方法可以有效筛选出雷管生产时的不合格产品，提高雷管的产品合格率。

Description

一种数码雷管点火桥丝故障检测电路及检测方法
技术领域
本发明涉及数码雷管技术领域，具体涉及一种数码雷管点火桥丝故障检测电路及检测方法。
背景技术
数码雷管，又称数码电子雷管、电子雷管或工业数码电子雷管，即采用一种电子控制模块对起爆过程进行控制的电雷管，其原理是采用一个控制集成模块，通过模块驱动点火头，实现雷管的起爆。相比较传统的采用延时点火药进行雷管引爆的方式，数码雷管的起爆定时精度是传统雷管不可比拟的，数码雷管点火药附着于点火桥丝上，控制集成模块通过控制点火桥丝加热从而引爆点火药，继而引爆雷管。数码雷管是否正常起爆，点火桥丝的故障与否起着决定性作用，对于出厂时数码雷管点火桥丝故障的检测，也关乎雷管生产的效率和质量。
数码雷管从组网到起爆整个工作过程全部由雷管内部电子模块控制，雷管起爆最终是由数码雷管板载的点火电容放电，驱动点火桥丝加热，从而引爆附着在点火桥丝上的点火药，继引爆雷管。若数码雷管的点火桥丝出现桥丝电阻过大，则依靠点火电容的能量必定无法将点火桥丝加热到点火药的燃爆点，从而导致雷管拒爆。如何识别出数码雷管点火桥丝是否故障，是提高数码雷管合格率的一个重要研究方向。目前数码雷管领域，如何对数码雷管点火桥丝进行故障检测，尚未有安全可靠的一种方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种数码雷管点火桥丝故障检测电路及检测方法，通过控制检测设备可以有效检测数码雷管点火桥丝是否故障。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种数码雷管点火桥丝故障检测电路，包括：数码雷管电子控制模块，点火电容C1，点火桥丝和MOS管；
所述数码雷管电子控制模块连接三个MOS管Q1、Q2和Q3；
所述数码雷管的点火桥丝与MOS管Q3串联，并通过MOS管Q1并联于电源两端；
所述点火电容C1与所述点火桥丝和MOS管Q3的串联电路相并联；
所述点火电容C1的两端与所述数码雷管电子控制模块相连；
所述MOS管Q2与所述点火桥丝和MOS管Q3的串联电路相并联。
进一步的，还包括工作电容C2，所述工作电容C2并联于电源两端。
进一步的，所述点火桥丝两端连接电压波形检测装置，所述电压波形检测装置用于测量点火桥丝两端电压。
进一步的，所述数码雷管电子控制模块连接三个MOS管Q1、Q2和Q3的基极；
所述MOS管Q1的漏极连接所述工作电容C2的一端；所述MOS管Q1的源极连接所述MOS管Q2的漏极、点火桥丝和点火电容C1的一端；所述MOS管Q2的源极、MOS管Q3的源极和点火电容C1的另一端连接，并连接至数码雷管电子控制模块。
本发明还提供一种数码雷管点火桥丝故障检测方法，包括：
绘制合格的数码雷管点火桥丝电压与时间的电压特性曲线；
采用前述的数码雷管点火桥丝故障检测电路，测量并绘制待检测数码雷管点火桥丝的电压特性曲线；
将待检测数码雷管点火桥丝的电压特性曲线与所述合格的数码雷管点火桥丝电压与时间的电压特性曲线进行比对；
根据比对结果，判断点火桥丝故障。
进一步的，所述绘制合格的数码雷管点火桥丝电压与时间的电压特性曲线，包括：
选择一批经过人工检测，确定合格的数码雷管；
将所选择的合格的数码雷管点火桥丝置于前述的数码雷管点火桥丝故障检测电路中，并将所述点火桥丝连接至电压波形检测设备两端；
通过雷管电子控制模块驱动MOS管Q1截止，以及驱动MOS管Q3截止；
通过雷管电子控制模块对点火电容C1进行A/D电压值采集，此时点火电容C1电压采集值为0；
通过雷管电子控制模块驱动MOS管Q2截止，同时驱动MOS管Q1导通，对点火电容C1进行充电；
通过雷管电子控制模块继续对点火电容C1进行电压值采集，直至点火电容C1充电电压达到3.6V，通过雷管电子控制模块驱动MOS管Q1截止；
通过雷管电子控制模块控制MOS管Q3导通，通过电压波形检测设备测量点火桥丝两端的电压，得到点火桥丝电压与时间的特性曲线；
对每个合格的数码雷管进行重复操作，将所得到的特性曲线进行拟合处理，绘制出合格数码雷管点火桥丝电压与时间的电压特性曲线。
进一步的，所述测量并绘制待检测数码雷管点火桥丝的电压特性曲线，包括：
将待检测数码雷管点火桥丝置于前述的数码雷管点火桥丝故障检测电路中，并将所述点火桥丝连接至电压波形检测设备两端；
通过雷管电子控制模块驱动MOS管Q1、 Q2、Q3截止；
通过雷管电子控制模块对点火电容C1进行A/D电压值采集，此时C1电压采集值为0；
保持MOS管Q2、Q3截止，通过雷管电子控制模块驱动MOS管Q1导通，对点火电容C1进行充电；
通过雷管电子控制模块对点火电容C1进行电压值采集，直至C1充电电压达到3.6V时，驱动MOS管Q1截止；
通过雷管电子控制模块驱动MOS管Q3导通，通过电压波形检测设备检测待检测点火桥丝的电压，绘制出待检测数码雷管点火桥丝的电压特性曲线。
进一步的，还包括，
若点火电容C1充电电压超过3.6V，则通过雷管电子控制模块需控制点火电容C1放电，点火电容C1完全放电完成后，重新进行充电。
进一步的，所述判断点火桥丝故障，包括：
如果待检测数码雷管点火桥丝的电压下降速率与合格的数码雷管点火桥丝电压下降速率一致，则待检测数码雷管点火桥丝合格；否则，待检测数码雷管点火桥丝存在故障。
本发明的有益效果为：
本发明主要用于数码雷管的产品质量检查，本发明提供的数码雷管桥丝故障检测方法可以有效筛选出雷管生产时的不合格产品，提高雷管的产品合格率，工程起爆时，可以有效提高爆破成功率，这对于雷管生产厂家和用户都至关重要。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的一种数码雷管点火桥丝故障检测电路示意图；
图2为本发明实施例2中绘制的点火桥丝电压与时间的电压特性曲线；
图3为本发明实施例2中被测雷管的点火桥丝电压特性曲线与合格雷管的点火桥丝电压特性曲线比对一；
图4为本发明实施例2中被测雷管的点火桥丝电压特性曲线与合格雷管的点火桥丝电压特性曲线比对二。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供一种数码雷管点火桥丝故障检测电路，参见图1，由电容，数码雷管电子控制模块，点火桥丝和MOS管构成。具体的，数码雷管电子控制模块D连接三个MOS管Q1、Q2和Q3，
数码雷管的点火桥丝F与MOS管Q3串联，并通过MOS管Q1并联于电源两端。
点火电容C1与点火桥丝F和MOS管Q3的串联电路相并联。点火电容C1用于为点火桥丝F提供能量。
点火电容C1的两端还与数码雷管电子控制模块D相连，数码雷管电子控制模块D用于对点火电容C1两端进行电压值采集。
MOS管Q2与点火桥丝F和MOS管Q3的串联电路相并联。
工作电容C2并联于电源两端，工作电容C2是一个滤波电容，用于滤除电路中杂波。
点火桥丝F两端连接电压波形检测装置，电压波形检测装置用于测量点火桥丝F两端电压，形成电压特性曲线。
具体的，数码雷管电子控制模块D连接三个MOS管Q1、Q2和Q3的基极；
MOS管Q1的漏极连接工作电容C2的一端，工作电容C2的另一端连接数码雷管电子控制模块D；
MOS管Q1的源极连接MOS管Q2的漏极；MOS管Q2的漏极连接点火桥丝F和点火电容C1的一端；MOS管Q2的源极、MOS管Q3的源极和点火电容C1的另一端连接，并连接至数码雷管电子控制模块D。
通过数码雷管的电子控制模块控制MOS管的导通和截止，结合电子模块AD检测和桥丝电流检测以计算点火桥丝电阻大小，实现对点火桥丝F的故障检测。
实施例2
本实施例基于实施例1的检测电路，对点火桥丝F进行故障检测如下：
检测方法总共分为两大步骤，第一步是测量经测试质量合格的数码雷管的点火桥丝放电波形，得到点火桥丝电压与时间的电压特性曲线，具体流程如下：
（11）选择一批已经经过人工检测，确定合格的数码雷管，用以测量点火桥丝放电波形；
（12）将合格的数码雷管点火桥丝置于实施例1的检测电路中，并将该点火桥丝连接至电压波形检测设备两端；
（13）雷管电子控制模块D驱动MOS管Q1截止，关闭前级供电通道；
（14）电子控制模块D驱动MOS管Q3截止，切断点火桥丝的供电通道；
（15）雷管电子控制模块D对点火电容C1进行A/D电压值采集，此时C1电压采集值应为0；
（16）雷管电子控制模块D驱动MOS管Q2截止，同时驱动MOS管Q1导通，打开前级供电开关，对点火电容C1进行充电；
（17）雷管电子控制模块D继续对点火电容C1进行电压值采集，直至C1充电电压达到3.6V时，雷管控制模块驱动MOS管Q1截止，切断点火电容C1的充电电压，防止点火桥丝两端电压值过高导致雷管引爆；
（18）雷管电子控制模块D控制MOS管Q3导通，同时电压波形检测设备测量点火桥丝F两端的电压波形；点火桥丝的能量由点火电容C1提供，桥丝本身有阻抗，Q3导通后点火桥丝时刻消耗C1的能量，C1能量随时间不断被消耗，C1两端的电压值逐渐降低，通过测量点火桥丝F两端的电压，得到点火桥丝电压与时间的特性曲线；
（19）每个数码雷管均进行步骤（12）-（18）的操作，根据此批合格雷管测量得到的电压波形，绘制点火桥丝电压与时间的电压特性曲线，如图2所示。
需要说明的是，电压波形检测设备是通信电子工程中必备的波形测量设备，通常采用的是示波器。
需要说明的是，步骤（13）中，前级供电通道指的是图1中最左侧供电端（即电源两端），切断Q1后，图1供电端不再进行供电。
需要说明的是，测量一批合格雷管的电压波形，将波形进行拟合处理，可绘制出合格雷管的电压特性曲线。测量多个合格雷管的波形，可以使测量得到的雷管电压特性曲线最精确。
第二步，将需要测试的雷管连接至电压波形检测设备，判断点火桥丝是否故障，具体流程如下：
（21）雷管电子控制模块D驱动MOS管Q1截止，关闭前级供电通道；
（22）雷管电子控制模块D驱动MOS管Q3截止，切断点火桥丝的供电通道；
（23）雷管电子控制模块D驱动MOS管Q2截止，雷管电子控制模块D对点火电容C1进行A/D电压值采集，此时C1电压采集值应为0；
（24）保持MOS管Q2截止，雷管电子控制模块D驱动MOS管Q1导通，打开前级供电开关，对点火电容C1进行充电；
（25）雷管电子控制模块D继续对点火电容C1进行电压值采集，直至C1充电电压达到3.6V时，雷管电子控制模块驱动MOS管Q1截止，切断点火电容C1的充电电压，防止点火桥丝两端电压值过高导致雷管引爆。
若点火电容C1充电电压超过3.6V，则雷管电子控制模块需控制点火电容C1放电，点火电容C1完全放电完成后，重新进行充电；
（26）点火电容C1充电完成后，雷管电子控制模块D驱动MOS管Q3导通，同时电压波形检测设备检测点火桥丝F的电压，绘制出雷管的点火桥丝放电曲线；绘制点火桥丝电压与时间的电压特性曲线，
（27）被测雷管的点火桥丝放电曲线与合格雷管放电时绘制的电压特性曲线进行对比，若被测雷管的点火桥丝电压下降速率明显低于合格雷管的电压下降速率，如图3所示，表明被测雷管点火桥丝电阻阻值较大，则说明该雷管点火桥丝存在故障；
若被测雷管的点火桥丝电压下降速率与合格雷管的电压下降速率基本持平，如图4所示，表明被测雷管点火桥丝电阻阻值符合雷管起爆要求，此类管点火桥丝合格。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种数码雷管点火桥丝故障检测电路，其特征在于，包括：数码雷管电子控制模块，点火电容C1，点火桥丝，MOS管和电压波形检测装置；
所述数码雷管电子控制模块连接三个MOS管Q1、Q2和Q3；
所述数码雷管的点火桥丝与MOS管Q3串联，并通过MOS管Q1并联于电源两端；
所述点火电容C1与所述点火桥丝和MOS管Q3的串联电路相并联；
所述点火电容C1的两端与所述数码雷管电子控制模块相连；
所述MOS管Q2与所述点火桥丝和MOS管Q3的串联电路相并联；
所述点火桥丝两端连接电压波形检测装置，所述电压波形检测装置用于测量点火桥丝两端电压。
2.根据权利要求1所述的一种数码雷管点火桥丝故障检测电路，其特征在于，还包括工作电容C2，所述工作电容C2并联于电源两端。
3.根据权利要求2所述的一种数码雷管点火桥丝故障检测电路，其特征在于，所述数码雷管电子控制模块连接三个MOS管Q1、Q2和Q3的基极；
所述MOS管Q1的漏极连接所述工作电容C2的一端；所述MOS管Q1的源极连接所述MOS管Q2的漏极、点火桥丝和点火电容C1的一端；所述MOS管Q2的源极、MOS管Q3的源极和点火电容C1的另一端连接，并连接至数码雷管电子控制模块。
4.一种数码雷管点火桥丝故障检测方法，其特征在于，包括：
绘制合格的数码雷管点火桥丝电压与时间的电压特性曲线；
采用权利要求1至3任意一项所述的数码雷管点火桥丝故障检测电路，测量并绘制待检测数码雷管点火桥丝的电压特性曲线；
将待检测数码雷管点火桥丝的电压特性曲线与所述合格的数码雷管点火桥丝电压与时间的电压特性曲线进行比对；
根据比对结果，判断点火桥丝故障。
5.根据权利要求4所述的一种数码雷管点火桥丝故障检测方法，其特征在于，所述绘制合格的数码雷管点火桥丝电压与时间的电压特性曲线，包括：
选择一批经过人工检测，确定合格的数码雷管；
将所选择的合格的数码雷管点火桥丝置于权利要求1至3任意一项所述的数码雷管点火桥丝故障检测电路中，并将所述点火桥丝连接至电压波形检测设备两端；
通过雷管电子控制模块驱动MOS管Q1截止，以及驱动MOS管Q3截止；
通过雷管电子控制模块对点火电容C1进行A/D电压值采集，此时点火电容C1电压采集值为0；
通过雷管电子控制模块驱动MOS管Q2截止，同时驱动MOS管Q1导通，对点火电容C1进行充电；
通过雷管电子控制模块继续对点火电容C1进行电压值采集，直至点火电容C1充电电压达到3.6V，通过雷管电子控制模块驱动MOS管Q1截止；
通过雷管电子控制模块控制MOS管Q3导通，通过电压波形检测设备测量点火桥丝两端的电压，得到点火桥丝电压与时间的特性曲线；
对每个合格的数码雷管进行重复操作，将所得到的特性曲线进行拟合处理，绘制出合格数码雷管点火桥丝电压与时间的电压特性曲线。
6.根据权利要求4所述的一种数码雷管点火桥丝故障检测方法，其特征在于，所述测量并绘制待检测数码雷管点火桥丝的电压特性曲线，包括：
将待检测数码雷管点火桥丝置于权利要求1至3任意一项所述的数码雷管点火桥丝故障检测电路中，并将所述点火桥丝连接至电压波形检测设备两端；
通过雷管电子控制模块驱动MOS管Q1、Q2、Q3截止；
通过雷管电子控制模块对点火电容C1进行A/D电压值采集，此时C1电压采集值为0；
保持MOS管Q2、Q3截止，通过雷管电子控制模块驱动MOS管Q1导通，对点火电容C1进行充电；
通过雷管电子控制模块对点火电容C1进行电压值采集，直至C1充电电压达到3.6V时，驱动MOS管Q1截止；
通过雷管电子控制模块驱动MOS管Q3导通，通过电压波形检测设备检测待检测点火桥丝的电压，绘制出待检测数码雷管点火桥丝的电压特性曲线。
7.根据权利要求6所述的一种数码雷管点火桥丝故障检测方法，其特征在于，还包括，
若点火电容C1充电电压超过3.6V，则通过雷管电子控制模块需控制点火电容C1放电，点火电容C1完全放电完成后，重新进行充电。
8.根据权利要求4所述的一种数码雷管点火桥丝故障检测方法，其特征在于，所述判断点火桥丝故障，包括：
如果待检测数码雷管点火桥丝的电压下降速率与合格的数码雷管点火桥丝电压下降速率一致，则待检测数码雷管点火桥丝合格；否则，待检测数码雷管点火桥丝存在故障。
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