СПОСОБ КОНТРОЛЯ СРАБАТЫВАНИЯ ВЫСОКОТОЧНЫХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ БЕЗОПАСНЫХ ЭЛЕКТРОДЕТОНАТОРОВ
ACTION CONTROL METHOD FOR HIGH-PRECISION HIGH-VOLTAGE SAFE ELECTRIC DETONATORS

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при проведении взрывных работ для контроля срабатывания высокоточных высоковольтных безопасных электродетонаторов (ЭД), не содержащих в своем составе инициирующих взрывчатых веществ (ВВ).
Высокоточные высоковольтные безопасные ЭД, например АТЭД15 (см. М.М. Граевский, «Справочник по электрическому взрыванию зарядов ВВ», издательство Москва «Рандеву-АМ», 2000 год, стр.38), используются при обработке металлов взрывом и проведении научных исследований при создании прецизионных устройств, действие которых основано на использовании энергии взрыва ВВ. Контроль факта и времени срабатывания указанных ЭД необходим в случае их использования, например, для группового инициирования с заданной разновременностью заряда(-ов) ВВ в составе прецизионных устройств. Знание факта несрабатывания одного или нескольких ЭД или факта увеличения разновременности их срабатывания выше установленного значения позволяют определить и устранить причину нештатного режима работы указанных устройств.
Известен способ контроля числа сработавших (взорвавшихся) низковольтных электродетонаторов, описанный в а.с. №1230275 «Устройство для контроля числа сработавших электродетонаторов» (опубл. в Бюл. №1, 2000 г.), основанный на контроле скачка сопротивления проволочных мостиков ЭД, наступающего при их перегорании под действием подрывного импульса тока. Способ контроля заключается в регистрации светового излучения индикаторов, включенных параллельно мостикам соответствующих контролируемых ЭД, под действием тока самоиндукции, возбуждаемого в катушке индуктивности, включенной последовательно с генератором подрывного импульса в цепь ЭД, в моменты времени, соответствующие моментам времени перегорания мостиков ЭД и взрыва ЭД.
Недостатком указанного способа контроля является то, что он не может быть применен для контроля срабатывания высокоточных высоковольтных безопасных ЭД. Это связано с тем, что возможность контроля срабатывания низковольтного ЭД обусловлена резким ростом сопротивления электрической цепи ЭД, наблюдаемым после сгорания мостика, тогда как в случае высоковольтного ЭД в результате протекания по его цепи мощного импульса тока происходит электрический взрыв мостика с образованием плазмы с высокой электропроводимостью (см. М.М. Граевский, «Справочник по электрическому взрыванию зарядов ВВ», издательство Москва «Рандеву-АМ», 2000 год, стр.385 и «Электрический взрыв проводников» под редакцией А.А. Рухадзе и И.С. Шпигеля, издательство «МИР», 1965, стр.49). В результате этого, вместо резкого роста сопротивления в цепи ЭД, как это имеет место при сгорании мостика низковольтного ЭД, происходит падение сопротивления, обусловленное электрическим взрывом мостика, что не может быть зарегистрировано известным способом. Кроме того, известный способ не позволяет определять амплитудно-временные параметры подрывного импульса в цепи ЭД, на основании которых можно установить причины нештатного срабатывания ЭД или его отказа.
Технический результат, полученный при осуществлении изобретения, заключается в обеспечении возможности получения достоверной информации о режиме срабатывания ЭД без нарушения целостности подрывной магистрали.
Это достигается с помощью способа контроля срабатывания высокоточных высоковольтных безопасных электродетонаторов, заключающегося в том, что над контролируемым ЭД размещают датчик, выполненный в виде индуктивной катушки, регистрируют импульс тока в цепи датчика, начало которого соответствует моменту прихода подрывного импульса тока на ЭД, определяют его амплитудно-временные параметры, сравнивают их с заданными параметрами подрывного импульса тока, соответствующими условиям безотказного срабатывания ЭД, и по результатам сравнения судят о режиме срабатывания ЭД.
Техническая сущность заявляемого способа состоит в том, что с помощью индуктивного датчика, располагаемого непосредственно над контролируемым ЭД, определяют фактические амплитудно-временные параметры подрывного импульса тока, пришедшего на ЭД, и в результате сравнения их с критическими параметрами подрывного импульса, заданными, например, в технических условиях на ЭД, делают вывод о соответствии фактического режима срабатывания ЭД режиму их безотказного срабатывания.
При этом форма индуктивной катушки датчика, количество ее витков и положение датчика по отношению к ЭД выбирают исходя из условия получения максимальной чувствительности датчика.
Таким образом, обеспечивается возможность получения достоверной информации о режиме срабатывания ЭД без нарушения целостности подрывной магистрали.
На фиг.1 схематично изображены электрические контуры ЭД и индуктивного датчика (ИД), взаимодействующие между собой как обмотки импульсного трансформатора; на фиг.2 изображена схема подрыва ЭД и регистрации импульса тока индуктивного датчика.
Реализация заявляемого способа показана на примере контроля срабатывания высокоточного высоковольтного безопасного ЭД АТЭД15 (см. М.М. Граевский, «Справочник по электрическому взрыванию зарядов ВВ», издательство Москва «Рандеву-АМ», 2000 год, стр.54).
подр
0
подр
При размещении над ЭД 1 индуктивной катушки датчика 2 фактически образуется импульсный трансформатор, первичной обмоткой которого является электрический контур ЭД, а вторичной - индуктивная катушка датчика (см. фиг.1). При этом плоскость поперечного сечения катушки 2 ориентируют над поверхностью ЭД 1 в направлении, параллельном плоскости контура, образуемого проводниками ЭД 1, обеспечивающими его подключение к проводам подрывной магистрали. При поступлении с высоковольтной установки 3 подрывного импульса тока I(t) на ЭД 1 в индуктивной катушке датчика 2 возбуждается импульс тока I(t), который поступает на вход регистратора 4. С помощью полученной осциллограммы импульса тока I(t) определяется момент t прихода подрывного импульса I(t) на ЭД 1. Затем с помощью соотношения
<mrow><msub><mi>I</mi><mrow><mi>п</mi><mi>о</mi><mi>д</mi><mi>р</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mi>M</mi></mfrac><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>L</mi><mi>I</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><mi>R</mi><mstyle displaystyle="true"><mrow><munderover><mo>∫</mo><mrow><msub><mi>t</mi><mn>0</mn></msub></mrow><mi>t</mi></munderover><mrow><mi>I</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>t</mi><mo stretchy="false">)</mo><mi>d</mi><mi>t</mi></mrow></mrow></mstyle></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo><mtext> </mtext><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>
подр
определяют фактические амплитудно-временные параметры подрывного импульса тока I(t). Здесь М - коэффициент взаимной индукции контура ЭД 1 и контура катушки датчика 2, L - индуктивность катушки датчика 2, R - волновое сопротивление кабеля, обеспечивающего подключение датчика 2 к регистратору 4 (см. Курс общей физики, часть II Электричество и Магнетизм, издательство «Днiпро» Киев 1994 г., стр.277-279 и 283-285).
<mrow><msubsup><mi>I</mi><mrow><mi>п</mi><mi>о</mi><mi>д</mi><mi>р</mi></mrow><mrow><mi>м</mi><mi>а</mi><mi>х</mi></mrow></msubsup><mo>≥</mo><mn>600</mn><mi>А</mi></mrow>
<mrow><mfrac><mrow><mi>d</mi><msub><mi>I</mi><mrow><mi>п</mi><mi>о</mi><mi>д</mi><mi>р</mi></mrow></msub></mrow><mrow><mi>d</mi><mi>t</mi></mrow></mfrac><mo>≥</mo><mn>3</mn><mtext> </mtext><mi>к</mi><mi>А</mi><mo>/</mo><mi>м</mi><mi>к</mi><mi>с</mi></mrow>
-3
Далее сравнивают найденные параметры с заданными в технических условиях на ЭД АТЭД-15 критическими параметрами подрывного импульса тока:
А и
, соответствующими условиям безотказного срабатывания ЭД. При выполнении этих условий делают вывод о факте и времени Т≤10·10 мс срабатывания ЭД.
Проведенные лабораторные исследования подтвердили работоспособность предлагаемого способа контроля срабатывания высокоточных высоковольтных безопасных ЭД, не содержащих в своем составе инициирующих ВВ, и возможность получения достоверной информации о режиме срабатывания ЭД без нарушения целостности подрывной магистрали.