ПРИБОР ДЛЯ ПОДРЫВА ПИРОСРЕДСТВ
DEVICE FOR INITIATING OF UNIFIED PYROTECHNIC DEVICE

Изобретение относится к системам инициирования пиросредств.
Известно реле времени (см. патент РФ № 2072628, «Реле времени», Л.Б. Егоров, Г.И. Шишкин, опубл. в БИ №3, 27.01.97, H03K 17/28), содержащее трехканальный формирователь импульсов, три усилителя мощности, три электромагнитных реле и три элемента совпадения. Каждое электромагнитное реле имеет две группы контактов и обмотку, подключенную к выходу соответствующего усилителя мощности. Замыкающий контакт второй группы каждого электромагнитного реле является выходом соответствующего канала реле времени. Переключающий контакт второй группы контактов первого, второго и третьего электромагнитных реле соединены с замыкающим контактом первой группы контактов соответственно третьего, первого и второго электромагнитных реле. Переключающие контакты первых групп контактов всех электромагнитных реле объединены, а размыкающие контакты подключены к шине питания. Входы первого, второго и третьего усилителей мощности подключены к выходам соответствующих элементов совпадения, первые входы которых подключены к выходам соответственно первого, второго и третьего каналов формирователя импульсов, а вторые входы подключены к дублирующим выходам соответственно второго, третьего и первого каналов формирователя импульсов. Данное устройство выполнено трехканальным, реализующим дублирование по формуле «1-2, 2-3, 3-1», но может быть выполнено и в многоканальном исполнении с дублированием по формуле «1-2, 2-3, …, n-1».
Недостатком данного устройства является низкая точность времени выдачи выходных импульсов, что связано с большой задержкой срабатывания электромагнитных реле, разбросом указанной задержки как технологическим, так и связанным с изменением напряжения питания, а также наличием дребезга контактов. Другим недостатком данного устройства является низкая надежность, что связано со срабатыванием контактов электромагнитных реле при большом токе нагрузки и связанным с этим ускоренным износом контактов.
Известен сетевой прибор взрывания (см. патент РФ № 2202766, «Сетевой прибор взрывания», К.Х. Пагиев, Ю.С. Петров, А.А. Маслов, опубл. 20.04.2003, F42D 1/055), содержащий микроконтроллер, выполняющий функции центрального блока управления, устройства замедления в виде тиристорных ключей К1…Кn, каждое из которых подсоединено к соответствующей электровзрывной сети, запоминающее устройство, внешний источник энергии, преобразователь напряжения, устройство контроля и защиты прибора, датчик тока, датчик напряжения, два аналого-цифровых преобразователя и устройство ввода и отображения информации. Тиристорные ключи К1…Кn подсоединены к преобразователю напряжения и к электровзрывной сети, а к управляющим входам тиристорных ключей К1…Кn подключен микроконтроллер. Между преобразователем напряжения и тиристорными ключами К1…Кn подключены последовательно датчик тока и параллельно датчик напряжения. Выходы датчиков тока и напряжения подключены к входам аналого-цифровых преобразователей, выходы которых подсоединены к входам микроконтроллера, к другим входам которого подключены устройство ввода и отображения информации, блок оперативно-запоминающего устройства и устройство контроля и защиты прибора, к входам которого подключены аналого-цифровой преобразователь, преобразователь напряжения и тиристорные ключи К1…Кn.
Недостатком данного устройства является низкая устойчивость к разрядам статического электричества и электромагнитным наводкам в электровзрывных сетях, так как имеется гальваническая связь выходов устройства с внутренними цепями устройства, что может приводить к сбоям микроконтроллера.
Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.
Достигаемым техническим результатом является повышение помехоустойчивости.
Для достижения технического результата в прибор для подрыва пиросредств, содержащий источник энергии, к минусовой клемме которого подключены одни выводы электронных ключей, электровзрывные сети и микроконтроллер, новым является то, что дополнительно введены релейный коммутатор, блок гальванической развязки, электромагнитные реле, обмотка каждого из которых соединена через соответствующий усилитель мощности с первой группой выходов микроконтроллера, вторая группа выходов которого соединена с группой адресных входов релейного коммутатора, информационный вход которого соединен с первым выходом блока гальванической развязки, а выходы подключены к управляющим входам электронных ключей, другие выводы которых соединены с переключающими контактами электромагнитных реле, замыкающие контакты которых соединены с первыми выводами электровзрывных сетей, вторые выводы которых объединены и подключены к плюсовой клемме источника энергии, второй выход блока гальванической развязки подключен к минусовой клемме источника энергии, а входы - к стробирующим выходам микроконтроллера.
Указанная совокупность существенных признаков позволяет повысить помехоустойчивость прибора за счет гальванической развязки микроконтроллера от выходов устройства.
На фиг. 1 приведена схема прибора для подрыва пиросредств, на фиг. 2 - схема релейного коммутатора.
Прибор для подрыва пиросредств содержит источник энергии 1, к минусовой клемме которого подключены одни выводы электронных ключей 2-1, …, 2-n, электровзрывные сети 3-1, …, 3-n, микроконтроллер 4, релейный коммутатор 5, блок гальванической развязки 6, электромагнитные реле 7-1, …, 7-n, обмотка каждого из которых соединена через соответствующий усилитель мощности 8-1, …, 8-n с первой группой выходов микроконтроллера 4. Вторая группа выходов микроконтроллера 4 соединена с группой адресных входов релейного коммутатора 5, информационный вход которого соединен с первым выходом блока гальванической развязки 6, а выходы подключены к управляющим входам электронных ключей 2-1, …, 2-n, другие выводы которых соединены с переключающими контактами электромагнитных реле 7-1, …, 7-n, замыкающие контакты которых соединены с первыми выводами электровзрывных сетей 3-1, …, 3-n, вторые выводы которых объединены и подключены к плюсовой клемме источника энергии 1. Второй выход блока гальванической развязки 6 подключен к минусовой клемме источника энергии 1, а входы - к стробирующим выходам микроконтроллера 4.
Релейный коммутатор содержит усилители мощности 9-1…9-n, входы которых являются группой адресных входов релейного коммутатора, а выходы подключены к обмоткам электромагнитных реле 10-1…10-n, контакты которых соединены соответствующим образом между собой и подключены к информационному входу и выходам релейного коммутатора.
Прибор для подрыва пиросредств (см. Фиг. 1) работает следующим образом.
Команды на подрыв пиросредств формируются в моменты времени, определяемые программой микроконтроллера. С упреждением на интервал времени, превышающий время срабатывания электромагнитного реле и дребезга его контактов, микроконтроллер 4 формирует сигнал на срабатывание электромагнитного реле 7-i (где i=1, 2, …, n). Одновременно микроконтроллер 4 формирует код адреса i на группе адресных входов релейного коммутатора 5. По истечении упреждающего интервала в заданный момент времени формируется сигнал на срабатывание электровзрывной сети 3-i (где i=1, 2, … n), проходящий через блок гальванической развязки 6 и контакты релейного коммутатора 5 на соответствующий электронный ключ 2-i. Задержка указанных цепей составляет единицы микросекунд, что в тысячу раз меньше задержек релейных цепей, составляющих единицы миллисекунд. Поэтому в тысячу раз повышается точность формирования исполнительных команд.
Проведено макетирование прибора для подрыва пиросредств с использованием микросхемы БМК 5517БЦ2У в качестве микроконтроллера. Остальная часть устройства реализована на базе реле РЭК81, полевых транзисторов 2П7231А9, трансформаторе ТИЛ3В. Испытания макета подтвердили работоспособность заявляемого устройства и его практическую ценность.