的方向。加粗的名称和箭头表示向量信号。
[0036]模拟子系统5输出两个测量信号，即电压测量信号和电流测量信号。电压测量信号和电流测量信号通过ADC8转化为数字信号且通过数字子系统6读取。
[0037]接下来，数字子系统6输出控制信号，控制信号通过数模转换器7被转化为模拟信号且输入模拟子系统5。图2示出了两个控制信号，但确切的数目可根据模拟子系统的设计而变化。例如，可能仅使用一个控制信号。
[0038]模拟子系统的目的是在试验下复制STA的动态特征和测量装置的响应。模拟子系统的基本结构在图3中示出，图3中粗线11表示试验下来自装置的功率流，且虚线12和虚线13分别表不信号输入和信号输出。
[0039]电流测量电路元件和电压测量电路元件设计为试验下不以任何重要方式加载该装置。用于电压测量和电流测量的高值并联电阻和低值串联电阻的使用是优选的。诸如电磁感应(霍尔效应或变压器)的其他电流测量也是可能的。
[0040]数字子系统的控制下的、图4中示出的半导体电路为图2中示出的概念描述下的时变电负载。该电路的一个形式在图4中示出，该电路为概念示意图，没有详细示出所有部件。尽管上述系统是为多个输入而提供，该特定实施方式仅使用单个控制输入。
[0041]该电路为常用多级放大器。集成电路放大器用作提供增益的第一级，且第二级为提供低输出阻抗以驱动MOSEET形成的最终级的推挽式双缓冲。
[0042]模拟火花的持续时间内，数字子系统存储测量的电压值和电流值，以及生成控制信号。数字子系统的主要逻辑部件为控制逻辑和输出逻辑。
[0043]控制逻辑实时生成用作输入半导体电路的向量信号。该信号可取决于时间、测量电压的过去值和当前值、测量电流的过去值和当前值。
[0044]在实时控制系统的可选方法中，可能进行功率提供单元(PSU)的离线分析和使用该方法数学计算电子部件需要的控制信号。
[0045]输出逻辑的目的是提供表示试验下装置安全性的标量值分数。使用存储的电压测量值和电流测量值“离线”计算安全分数。
[0046]在电火花试验的方法的增强版中，使用涉及以下步骤的自动多级方法:
[0047]A、将能源与电火花试验器(EST)直接连接；
[0048]B、EST进行“静态试验”以确定能源的输出电流与输出电压的关系。这通过将缓坡形激励(即控制信号)施加在模拟子系统上且测量能源的电流/电压响应来进行；
[0049]C、EST进行“动态试验”以确定能源怎样响应负载条件的快速变化。这通过将更快“步骤”激励施加在模拟子系统上和仍旧测量时变电流/电压来进行；
[0050]D、使用静态试验结果和动态试验结果、和用户输入的试验负载值(火花试验器与能源之间连接的无源元件网)，EST计算产生最高能量模拟火花需要的激励；
[0051]E、通过试验负载将能源与EST连接；
[0052]F、将步骤D中计算的火花激励施加在模拟子系统上，且测量和记录产生的PSU的电流/电压响应；和
[0053]G、使用测量的电流/电压计算时变功率，使用该时变功率计算安全点火的定量量度。
[0054]以这种方式，提供一种电子火花试验器(EST)以代替先前使用的火花试验设备(STA) ο电子模拟火花(而不是通过STA实际产生火花)的关键优点是控制。在最坏情况下，易爆火花可被表征(以与图1中示出的方式相似的方式)且在需要时被模拟，而不是在试验时间段内产生大量火花、依靠随机过程实现爆炸。
【主权项】
1.一种评估能源安全性的方法，包括以下步骤:将模拟火花负载施加在所述能源上，和测量对所述负载的时变电流响应。
2.根据权利要求1所述的方法，其中时变电流响应测量用于确定在所述模拟火花的持续时间内传递至所述负载的能量。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述时变电流响应测量还用于确定瞬时功率。
4.根据权利要求3所述的方法，其中测量的所述能量和所述瞬时功率用于评估是否会发生爆炸。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述能源与电火花试验器连接，所述方法包括以下步骤: 通过所述电火花试验器进行静态试验以确定所述能源的输出电流与输出电压的关系; 通过所述电火花试验器进行动态试验以确定所述能源怎样响应负载条件的快速变化；和 使用静态试验结果和动态试验结果以及所述火花负载的预定值计算产生最高能量模拟火花需要的激励。
6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述电子火花试验器内将所述产生最高能量模拟火花需要的激励施加在模拟子系统上，且测量和记录生成的所述能源的电流/电压响应。
7.根据权利要求6所述的方法，其中测量的所述电流/电压用于计算时变功率，所述时变功率用于计算安全点火的定量量度。
8.—种评估能源安全性的方法，所述方法大体上根据本申请的参考附图的描述来进行。
9.一种用于评估能源安全性的设备，包括:用于电子生成模拟火花负载的工具，所述模拟火花负载用于被施加在所述能源上；和用于测量对所述负载的时变电流响应的电子工具。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述设备包括:数字子系统，用于输出控制信号；和模拟系统，用于复制机械火花试验设备的动态特征和测量所述能源的响应。
11.一种用于评估能源安全性的设备，所述设备根据本申请的参考附图的描述来构造、布置和操作。
【专利摘要】本发明提供了在诸如高风险采矿情况的易爆环境中使用电子火花试验器(EST)替代已知机械火花试验设备(STA)用于电子测试诸如电路的能源的安全性的方法和设备。EST典型地使用通过数模转换器(7)和模数连接器(8)连接的模拟子系统(5)和数字子系统(6)将模拟火花负载施加在能源上和测量对该负载的时变电流响应。
【IPC分类】E21F9-00, E21F17-18, F02B77-08, G01R27-30, G06F11-26, H02H1-00
【公开号】CN104620116
【申请号】CN201280074796
【发明人】拉吉夫·钱德拉·谢加, 爱德华·加斯·普瑞康, 巴伦德·雅各布斯·皮纳尔, 保罗·约翰·艾伦·莱沃
【申请人】Cmte发展有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2012年7月19日
【公告号】CA2879328A1, US20150247888, WO2013010221A1