[发明专利]一种可计算冲能的甲烷闭锁式发爆器

说明书

技术领域

本发明涉及一种发爆器，更具体的说，尤其涉及一种可计算冲能的甲烷闭锁式发爆器。 

背景技术

矿用发爆器作为引爆串联后电雷管的用具，用于煤矿作业场合的特殊性，对发爆器的本安特性和防爆特性均有严格的要求。发爆器的规格（容量）按引爆电雷管的额定发数表示，其系列为：10发、25发、50发、100发、150发、200发等。之所以需要根据所引爆电雷管的数量来设计发爆器的型号，这是因为不同数量的电雷管所需要的引燃冲量不等。表现在储电电容上就是电容的充电电压不同，如果电容两端的电压过高，易造成引爆前火花事故的发生，会对安全产生不利影响；如果电容两端的电压过低，会造成“丢炮”现象，对于没有被引燃的电雷管来说散落在煤矿巷道内，无疑存在巨大的安全隐患。根据所引爆的电雷管的数量不同而采用不同型号的发爆器，无疑使用起来十分繁琐。

    发爆器在引爆电雷管作业的过程中，其输出的冲能是反应发爆器工作性能的重要指标，发爆器只有在规定的时间内发出了足够的能量才可确保引爆的成功。在引爆作业环境中，如果甲烷的浓度过高，在引爆过程中就可能引燃甲烷气体而导致爆炸事故的发生，因此如果发爆器具有甲烷闭锁功能（当甲烷在一定浓度范围内发爆器不可工作），将会进一步增加引爆作业的安全性。 

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种可计算冲能的甲烷闭锁式发爆器。

本发明的可计算冲能的甲烷闭锁式发爆器，包括蓄电池、多层毫秒开关、微控制器、第一稳压模块、恒流源、第二稳压模块、变压器、储电电容C7、霍尔电流传感器、线性光电耦合器、放炮母线正极以及放炮母线负极，蓄电池为整个发爆器的工作提供电能，多层毫秒开关由K1层开关、K2层开关和K3层开关组成，每层开关中均包括1号接线对、2号接线对和3号接线对，多层毫秒开关的旋钮使不同层开关中编号相同的接线对同时导通；变压器通过倍压整流电路对储电电容C7进行充电，第二稳压模块为霍尔电流传感器的工作提供稳定的电压，放炮母线正极和放炮母线负极接于电雷管组成网路的两端；其特别之处在于：

蓄电池的正极经K3层开关中的1号接线对与第一稳压模块的输入端相连接，第一稳压模块的输出端与恒流源模块的输入端相连接，恒流源模块的输出经继电器K2的常闭点、继电器K3的常闭点和K2层开关中的1号接线对与放炮母线正极相连接；放炮母线负极与储电电容C7的第一接线端相连接，放炮母线负极经K1层开关中的1号接线对、继电器K4的常闭点与电源地gnd相连接；恒流源模块的输出经电阻R15、电容C21与电源地gnd相连接，电阻R15与电容C21的连接处形成网路电阻测量端ad1, 网路电阻测量端ad1与微控制器的输入端相连接，以实现网路电阻的测量；

变压器一次侧绕组经继电器K5的常开点接于第一稳压模块的输入端上，继电器K5的线圈经三极管Q6 与电源地相连接，三极管Q6的基极形成充电控制端dr2；线性光电耦合器的输入端接于储电电容C7的两端，输出端的集电极与第一稳压模块的输出端相连接，输出端的发射极经电阻与电源地相连接，线性光电耦合器输出端的发射极形成电压信号端ar,电压信号端ar接于运算放大器的同相输入端上，运算放大器的反相输入端经电阻与电源地gnd相连接，运算放大器的输出端形成电压测量端ad2，电压测量端ad2与微控制器的输入端相连接，以实现储电电容C7两端电压的测量；

第二稳压模块的输入端经三极管与蓄电池的正极相连接，第二稳压模块的输出与霍尔电流传感器的电源端相连接，储电电容与放炮母线正极与放炮母线负极之间连线穿过霍尔电流传感器的测量孔；霍尔电流传感器的输出端经电阻R21、电阻R4与电源地gnd相连接，电阻R21与电阻R4的连接处形成放电时间信号端vdl, 放电时间信号端vdl接于比较器的输入端，比较器的输出端形成放电时间测量端sr1，放电时间测量端sr1与微控制器的输入端相连接，以对储电电容C7的放电时间进行测量；

甲烷报警器接口与甲烷报警器相连接，甲烷报警器接口的信号端经电阻与三极管Q10的基极相连接，三极管Q10的发射极与电源地相连接，三极管Q10的集电极经电阻与电源正相连接，三极管Q10的集电极形成甲烷报警信号端sr2，甲烷报警信号端sr2与微控制器相连接，以实现甲烷闭锁。