[发明专利]用于起爆起爆管的点火单元

说明书

本发明涉及一种用于起爆起爆管的点火单元，该起爆管包含放在起爆管外壳中的至少一种基本装药，还涉及带有这种点火单元的装配成的起爆管。本发明特别涉及到能使点火信号电子延迟这种类型的点火单元。

在大多数爆破作业中，在一炮眼组内的不同装药的引爆是在各独立装药或装药组间以一定时间延迟的方式按先后次序进行的。这使得在爆破过程中对岩块运动的控制成为可能，例如，在爆破过程中，使所有炮眼组内的装药都保持一个自由膨胀表面，影响岩块的破碎作用和抛掷距离，以及控制地面的振动等。

这种延迟传统上是通过设置在起爆管内的烟火信号延迟元件来的实现的，该元件的长度和燃烧率用以确定延迟时间。当延迟元件已被起爆信号点燃，即以预定的燃烧率燃烧，随后使起爆管内的炸药起爆。然而，即使对精密制造的烟火信号延迟元件，亦难免有某种时间方面的误差。由于需要有较大数量的各不相同的延迟，因此必须使用不同烟火剂和燃烧率的延迟元件，这样，会因为各种元件的不同的老化性质而增加不希望有的时间误差的风险。此外，由于烟火信号延迟元件要有给定的燃烧时间，因此必须制成和存放各式各样的起爆管。为了可靠地起爆，延迟元件须放置在紧靠起爆管中的炸药处，而在野外或在建筑物中使用时，很难将起爆管一起放在所需要的范围内。

已经提出了多种不同的电子起爆管，即在起爆管内用电子学方法产生的延迟代替烟火信号延迟。通过采用这种方法，起爆管延迟时间的精确度可显著改善，而且对于存放条件也没有敏感的反应。如果起爆管制成可编程时，则相同类型的起爆管可用于许多不同的延迟时间场合，并可任意地选择各种可能的延迟时间而无须事先进行标准化。除电子部分外，该起爆管可制成如普通的即发起爆管一样简单。

电子起爆管的商业化生产被若干问题所牵制。已发现难以将较为复杂的电子电路的成本降低到烟火信号延迟元件的成本的水平。即使是该电子电路的主要部分可设计成为单个的半导体芯片，完成该电路仍须额外包括至少一个分离部件，例如，该部件为一电流源，用以在延迟期对该电子电路供电及用于引火头的点火。这些部件以及它们共用的电气和机械的连接机构显著提高了电子起爆管的成本。尽管有易损坏的部件，该电路仍需基本上满足与烟火信号延迟元件的更为牢固的部件一样的机械强度的要求，即能耐受装配该起爆管过程中的、炮眼组的连接过程中的粗心大意的装卸处理，以及能承受在延迟阶段中来自邻近起爆管所产生的场地剧烈振动和冲击波。然而，要求牢固的机械结构与能够制造如以往相同的起爆管尺寸的电子起爆管的所需求的目的是矛盾的，该起爆管尺寸或多或少地已被标准化，并可采用现有的装配设备。可靠的点火，对降低引火头尺寸和所需的电能的可能性强加了许多限制。电气延迟的精确性被空载时间和该引火链的其他部分诸如在起爆管内的引火头和装药中所造成的时间离散所抵消。降低引火头的响应时间的可能性受到电流源的容量限制。电子线路的小型化，其本身是理想的，但却提高了对静电的和其它干扰的敏感性，从爆破工艺的角度上看，这种敏感性表示安全问题的存在。机械性敏感的电子部件还使起爆管的最后装配，特别是对预制部件的现场简单组装，变得困难。

本发明的一个目的在于消除或减少上述问题。本发明的一个具体目的在于使得一廉价的、用于起爆管中的精确的电子点火单元的制造成为可能。本发明的另一个目的在于提供一小尺寸的、适宜与现有起爆管尺寸相配合的点火单元。本发明又一个目的在于提供在电子电路部分具有良好的电气和机械连接部件的点火单元，通过该装置可获得良好的可操作性和避振作用。本发明的再一目的在于使得对干扰具有低的敏感性的点火单元的制造成为可能。本发明还有一个目的在于提供可独立装配和运输并可借助本身而与起爆管的其余部分进行最后的简单装配的点火单元。本发明的再一目的在于使得带有可靠点火的引火头的点火单元的制造成为可能，该点火单元具有低的能量需求，同时具有小的而且均匀的固有延迟时间。

这些目的可通过本发明权利要求特征部分中叙述的方式而实现。即本发明的点火单元设有一电子单元，该电子单元至少包括一块由半导体材料制成的并具有一微电路的芯片，该芯片和一附加的电气部件是在具有电路图形的基片上彼此电气地和机械地连接在一起，并且所述芯片是通过在所述半导体表面上设置的显露的接触区域与在所述基片上的电路图形的相应接触区域之间进行表面装配或直接连接而与基片相连接的;该点火单元还包括一个可电气激励的引火头，它被支持在上述由半导体材料制成的芯片的表面上;还至少有一个在一薄金属层上形成的火花隙，以电线与外部信号线相连接。