Устройство для проверки электрической взрывной цепи
ELECTRIC EXPLOSIVE CIRCUIT TESTER

Изобретение относится к устройствам для взрывных работ, а именно к устройствам для проверки на безопасность и работоспособность электрической взрывной цепи (ЭВЦ), включающей в себя взрывной прибор (ВП), проводники и электродетонатор (ЭД). Безопасность взрывной цепи проверяется по отсутствию в ней блуждающих токов, а работоспособность - по формированию во взрывной цепи импульса тока от ВП, амплитуда и длительность которого обеспечивает гарантированное срабатывание электродетонатора (ЭД) или других электрических средств инициирования.
Известна взрывная машинка КПМ-3 («Справочник взрывника» / Б.Н. Кутузов, В.М. Скоробогатов, И.Е. Ерофеев и др. Издательство «Недра», Москва, 1988 год, стр. 83-84) для контроля исправности которой используется пульт-пробник, представляющий собой сопротивление 100 Ом, смонтированное в пластмассовом корпусе. Пульт-пробник имеет два вывода, которыми его присоединяют к зажимам взрывной машинки, и два зажима для подключения к нему двух параллельно соединенных электродетонаторов, взрыванием которых проверяют машинку. При проверке сопротивление пульта-пробника включается последовательно с взрываемыми электродетонаторами.
Достоинством взрывной машинки с пультом-пробником является возможность проверки ее работоспособности с использованием в качестве эквивалента взрывной цепи нагрузочного сопротивления 100 Ом.
Недостаток данного устройства заключается в том, что проверка его работоспособности проводится без учета фактического сопротивления проводников взрывной цепи и переходных сопротивлений в точках их подключения к взрывной машинке и ЭД, что в случае значительного превышения общего сопротивления величины 100 Ом, может привести к отказу срабатывания ЭД.
Известен способ проверки проводимости электровзрывной сети (Патент RU № 2110041, опубл. 27.04.1998, МПК F42D 1/05, G01R 19/00), основанный на наведении электродвижущей силы в каждом участке электровзрывной сети от источника электромагнитного поля звуковой частоты и регистрации наличия электрического тока на входных концах электровзрывной сети, по которому судят о проводимости сети.
Достоинством данного способа проверки является возможность дистанционной проверки целостности электровзрывной сети после ее окончательной сборки.
Недостатком известного способа проверки является невозможность прогнозирования фактических параметров импульса тока, поступающего от ВП в точки подключения ЭД, что не гарантирует требуемой надежности срабатывания ЭД, например при проведении дорогостоящего физического эксперимента.
Известен прибор для проверки конденсаторных взрывных машинок (Авторское свидетельство СССР № 142923, опубл. в «Бюллетене изобретений № 22» за 1961 г.), в контрольно-измерительной схеме которого применено сравнивающее устройство в виде тиратрона, на анод которого подается напряжение с задержкой, соответствующей требуемой длительности импульса, а на управляющий электрод - напряжение импульса испытуемой взрывной машинки. Такое выполнение прибора позволяет без разборки машинки контролировать длительность развиваемого ею импульса.
Для контроля величины импульса тока применена схема тиратронного индикатора импульса, срабатывающего при достижении определенного заряда конденсатора, заряжаемого напряжением, развиваемым машинкой в нагрузочном сопротивлении и снимаемым с части этого сопротивления, а также схема тиратронного индикатора тока, срабатывающего при горящем индикаторе импульса и заданном токе в цепи нагрузочного сопротивления.
Достоинством данного прибора является наличие встроенного контроля, обеспечивающего проверку параметров выдаваемого на его выходные клеммы импульса тока.
Однако указанный прибор не дает возможности контроля взрывной цепи на наличие в ней блуждающих токов, а также контроля амплитуды и длительности импульса тока в собранной взрывной цепи перед подключением ЭД.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение безопасности и безотказности работы взрывной цепи.
Технический результат предлагаемого изобретения обеспечивается проверкой взрывной цепи на отсутствие в ней блуждающих токов и контролем параметров импульса тока в точке подключения ЭД.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для проверки электрической взрывной цепи содержит нагрузочное сопротивление, подключаемое к выходу взрывной цепи, двухполупериодный выпрямитель, переключатель режимов проверки, источники опорных напряжений срабатывания, несрабатывания и длительности, компараторы срабатывания, несрабатывания и длительности, преобразователь «длительность-напряжение» и светозвуковой индикатор, при этом выводы нагрузочного сопротивления соединены с двухполупериодным выпрямителем, выход которого через переключатель режимов проверки подключается либо к неинвертирующему входу компаратора срабатывания, либо к неинвертирующему входу компаратора несрабатывания, причем инвертирующие входы компараторов срабатывания и несрабатывания, соответственно, подключены к источнику опорного напряжения срабатывания и к источнику опорного напряжения несрабатывания, выход компаратора тока срабатывания подключен к преобразователю «длительность-напряжение», к выходу которого подключен неинвертирующий вход компаратора длительности, а его инвертирующий вход - к источнику опорного напряжения длительности, при этом выходы компаратора несрабатывания и компаратора длительности подключены к светозвуковому индикатору.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что устройство содержит подключаемое к выходу взрывной цепи нагрузочное сопротивление, равное по величине сопротивлению ЭД, с выводов которого снимается напряжение пропорциональное току во взрывной цепи.
Двухполупериодный выпрямитель, подключенный к выводам нагрузочного сопротивления, обеспечивает получение положительного напряжения независимо от направления тока во взрывной цепи.
Источник опорного напряжения срабатывания осуществляет выдачу напряжения пропорционального току гарантированного срабатывания ЭД.
Соответственно, источник опорного напряжения несрабатывания осуществляет выдачу напряжения пропорционального току гарантированного несрабатывания ЭД.
Переключатель режимов проверки в положении «Срабатывание» подключает выход двухполупериодного выпрямителя к неинвертирующему входу компаратора срабатывания, а в положении «Несрабатывание» - к неинвертирующему входу компаратора несрабатывания.
Преобразователь «длительность-напряжение» представляет собой интегратор напряжения, который формирует линейно нарастающее напряжение, пропорциональное длительности сигнала, выдаваемого компаратором срабатывания.
Компаратор длительности служит для формирования сигнала при превышении напряжения, выдаваемого преобразователем «длительность-напряжение», опорного напряжения соответствующего длительности импульса тока, обеспечивающей гарантированное срабатывание ЭД.
Светозвуковой индикатор, при установке переключателя в режим проверки «Срабатывание», выдает сигнал, если амплитуда и длительность тока во взрывной цепи обеспечивают гарантированное срабатывание ЭД.
При установке переключателя в режим проверки «Несрабатывание» светозвуковой индикатор выдает сигнал, если амплитуда блуждающих токов во взрывной цепи превышает безопасное для ЭД значение.
Технический результат реализации предлагаемого изобретения достигается путем использования в устройстве совокупности перечисленных составных частей.
Сущность изобретения поясняется функциональной схемой устройства, представленной на фигуре.
Устройство для проверки электрической взрывной цепи своими входными зажимами 1 и 2 подключается к выходу проводников 3, 4 взрывной цепи, идущих от взрывного прибора 5. К входным зажимам 1 и 2 подключено нагрузочное сопротивление 6, величина которого равна сопротивлению ЭД.
При установке переключателя режимов работы 7 в положение «Срабатывание» устройство работает следующим образом. При подаче от взрывного прибора 5 импульса тока на нагрузочном сопротивлении 6 создается падение напряжения, поступающее на двухполупериодный выпрямитель 8. Выпрямленное напряжение через переключатель режимов проверки 7 подается на неинвертирующий вход компаратора срабатывания 9. При этом на его инвертирующий вход от источника опорного напряжения срабатывания 10 подано напряжение, соответствующее току гарантированного срабатывания ЭД. Если напряжение на неинвертирующем входе превышает напряжение на инвертирующем входе, то компаратор срабатывания 9 переключается в состояние «логической единицы». Длительность сигнала «логической единицы» соответствует длительности протекания во взрывной цепи тока гарантированного срабатывания ЭД.
Импульс «логической единицы» поступает на преобразователь «длительность-напряжение» 11, который формирует линейно нарастающее напряжение, поступающее на неинвертирующий вход компаратора длительности 12. На его инвертирующий вход от источника опорного напряжения длительности 13 подается напряжение, соответствующее длительности импульса тока, при которой обеспечивается гарантированное срабатывание ЭД. Если напряжение на неинвертирующем входе превышает напряжение на инвертирующем входе, то компаратор длительности 12 переключается в состояние «логической единицы». Напряжение «логической единицы» поступает на вход запуска светозвукового индикатора 14, который сигнализирует о том, что амплитуда и длительность тока во взрывной цепи имеют значения, гарантирующие срабатывание ЭД.
При установке переключателя режимов работы 7 в положение «Несрабатывание» осуществляется проверка взрывной цепи на наличие блуждающих токов, амплитуда которых превышает безопасное для ЭД значение.
При наличии блуждающих токов на нагрузочном сопротивлении 6 возникает падение напряжения, которое поступает на двухполупериодный выпрямитель 8. Выпрямленное напряжение через переключатель режимов проверки 7 подается на неинвертирующий вход компаратора несрабатывания 15. При этом на его инвертирующий вход от источника опорного напряжения несрабатывания 16 подано напряжение, соответствующее току гарантированного несрабатывания ЭД. Если напряжение на неинвертирующем входе превышает напряжение на инвертирующем входе, то компаратор несрабатывания 15 переключается в состояние «логической единицы». Напряжение «логической единицы» поступает на вход запуска светозвукового индикатора 14, который сигнализирует о том, что амплитуда блуждающих токов во взрывной цепи превышает безопасную для ЭД величину.
Предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять проверку взрывной цепи на отсутствие в ней блуждающих токов и контроль параметров импульса тока в точке подключения ЭД, обеспечивающих его гарантированное срабатывание.
Положительный эффект, достигаемый при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в повышении безопасности и безотказности работы взрывных цепей.