在电子点火器的编程及触发装置和该点火器之间交换数据的方法

摘要

在原材料的裂碎过程中需要执行爆破,其中按照一定的时间表依次点燃放入多个钻孔中的炸药装料。所述炸药装料的电子点火器(4a～4c)构成了一种点火系统。该电子点火器通过所谓的总线(3)被共同连接至一种用于编程及触发的装置上。然而,当点火器与该点火器的编程及触发装置(2)进行通信时,会由如下原因产生一些问题,即连接在所述总线上的其余点火器将表现为容性的电阻,而这种容性电阻势必影响数据的传输。因此本发明建议,在点火器打算与所述的装置进行通信之前,用预定的时延给所述的点火回路(1)施加一个直流电压,该电压要高于为生成信号所设定的电压;然后,利用一个比所述预先提高的电压要低的电压来产生用于生成所述点火器以应答形式进行传输的数据的信号;而且在下一点火器应答之前,重新提高所述的直流电压。

说明书

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的、在电子点火器的编程及触发装置和该点火器之间交换数据的方法。

在获得储藏于土壤中的原材料时，需要排除阻止进入该原材料的岩层，然后通过捣碎从其矿床中获取该原材料。在这种裂碎方法中需要执行爆破，其中按照一定的时间表依次点燃放入多个钻孔中的炸药装料。

譬如在EP 0 588 685 B1中曾公开过一种控制炸药点燃的方法和一种用于控制爆破的所谓编码式结构。所述炸药装料的电子点火器构成了一种点火系统。该电子点火器通过所谓的总线被共同连接至一种用于编程及触发的装置上。通过所述的总线来控制电子点火器和获得其电容所存储的电能。如果点火器的电容被充电，则它便可以借助其电容中存储的能量自动地进行工作。利用该存储的能量确保了点火以及在点火器和该点火器的编程及触发装置之间进行通信的功能。

通常，各个点火器都有一个所属的地址，该地址由多位的数字代码组成。用于确定每个点火器被触发的时间点的延迟时间以编码信号的形式被传送给各个点火器。该信号可以由用预定幅值给定的电压的交变极性来构成。所述的延迟时间可以与地址代码联系起来，使得每个点火器按照其地址代码只能装载其所属的延迟时间。在点火器通过传输收到其所属的数据之后，它必须发出应答信号，以便确定该点火器的电子装置已按规定接收和存储所述的延迟时间。

然而，当点火器与该点火器的编程及触发装置进行通信时，会由如下原因产生一些问题，即连接在所述总线上的其余点火器将表现为容性的电阻，而这种容性电阻势必影响数据的传输。数据信号通常是由某种时间顺序和某种数量的交变极性构成的。该交变极性将会因所述的容性电阻而失真，由此不能一直确保信号的单值传输。鉴于所述的容性电阻，每时间单位的数据传输速率将变得极低，而且在点火器的电子装置与点火器的编程及触发装置进行对话时所要实现的点火器编程也变得更加费时，且并不是一直无干扰。

因此，本发明的任务在于使电子点火器的编程及触发装置和该点火器之间的数据交换变得更可靠和更快捷。

该任务借助权利要求1的特征部分来实现。进一步的优选扩展方案由从属权利要求给出。

根据本发明，在电子点火器打算与该点火器的编程及触发装置进行通信之前，用预定的时延给所述的点火回路施加一个直流电压，该电压要高于被用来生成所述点火器以应答形式进行传输的数据的信号电压。所述被提高的电压低于用来触发点火器的关键电压。通常如此来设计所述的点火器，使得该点火器相对于如下的电压保持为稳定、也即不被触发，即该电压以一定的高度超过所述被设定用来产生用于与点火器进行通信的信号的额定电压。但根据本发明，尽量不用完所设定的公差范围，以便避免各种危险性。另一方面，如此来选择所述电压的高度，使得其余点火器的电容在极短的时间内被充电到这样的能级，以致于被用来产生点火器应答信号的电压不会出现衰减。

为了传输所述点火器的应答，所述的电压被降低，用一个较低的电压来产生所述点火器以应答形式传输的数据信号。在传输应答点火器的信号期间，其余的所有点火器被充电到一个高的能级，使得其不再表现为容性电阻，并由此实现每时间单位可以用极高的传输速率进行通信。点火回路中的所述电压在如此的时延内被提高到如此的值，使得在点火器的下一应答期间，其余点火器中不会有电容因电荷损耗而必须被充电。

在点火回路内，所述容性电阻和欧姆电阻的大小取决于所连接的电子点火器的数量。在本发明的另一优选扩展方案中，可以测定所述的容性电阻，并根据其大小来确定充电所述电容所至少需要的直流电压。另外，也可以补偿因所述欧姆电阻而引起的电压降。由此，所述直流电压的提高可以专门地与各种应用情况相匹配。此外，由此还可以确保所述的电压不会超过用于触发点火器的关键值。

下面借助等效电路图来详细阐述本发明。

用1来标示点火回路的等效电路图。用两个支线3a、3b表示的总线3从点火器的编程及触发装置2通往点火器4a、4b及4c。点火器4a、4b及4c分别装配了需要点火的装料5a、5b及5c。所示的三个电子点火器代表了任意数量的、根据相应预给定而连接在总线3上的点火器。所述的总线3实现双向的数据传输，也即从点火器的编程及触发装置2到所述的点火器以及从点火器的电子装置再返回到所述的装置2。

总线3的长度和点火器的电子装置会在点火回路1内引起电压降，这在图中用7a、7b及7c所示的欧姆电阻来表示。用8a、8b及8c来标示表现为各点火器的能量存储器的电容。由其中所存储的能量来实现点火器4a～4c与点火器的编程及触发装置2之间的通信。此外，该存储的能量还被用来触发所述的点火器。

为了确保按设定的顺序在设定的时间点上给各个点火器4a～4c和此处没有示出的点火器进行点火，需要利用通知让每个点火器收到其所属的延迟时间。每个点火器4a～4c具有一个存储在其电子电路6a～6c中的地址。该地址由一个编码信号、一个在预定的时间内具有预定数量的交变极性的信号组成。利用某一幅值的、由电压源9提供的电压来实现所述的数据传输。

为了确保数据的传输，每个被询问的点火器都作出应答：它在何时已按规定接收具有为其设定的延迟时间的数据。为了克服所述的容性电阻，在点火器应答之前并在预定的时间内如此来提高所述电压源9的电压，使得其余点火器的电容被如此地充电，以致于在所述点火器的应答时间点上，其余的点火器中没有电容因电容的电荷损耗而必须被充电。

应答点火器所作出的应答具有比事先提高的电压能级更低的电压能级。由于以上原因，点火器的信号可以无干扰地传输到所述点火器的编程及触发装置2中。当所述的应答点火器已经传送其应答，而下一点火器应该作应答的时候，也在其应答之前提高点火回路中的电压，以便在下一应答中不证容性电阻防碍信号的传输。

按照本实施例，在接通较高的电压之前，可以首先通过用10标示的检测装置来测定所述的容性电阻和点火回路1中的电压降，其中所述的检测装置通过导线11和12被连接到总线3的支线3a、3b上。所述的值通过导线13被传送至点火器的编程及触发装置2。于是，为了克服所述的容性电阻和对所述电容进行充电，通过预定的时间在点火回路1中施加了一个比为产生点火器以应答形式传输的数据信号所需的电压要更高的电压。

由于在点火器的每次应答之前，点火回路1中容性电阻的作用被阻断了，所以在点火器的编程及触发装置2和所述的点火器4a～4c之间能够用较高的信号传输速率实现无干扰的通信。