探头2中的微分器对输入的放电信号进行微分处理而获得较快变化的放电沿的对应信号，即宽度较窄的脉冲信号，再从微分器中分离出一个支路来获取电流信号，该电流信号用于驱动一个光纤耦合的激光二极管，由于检测的放电信号幅度具有随机性且幅度变化较大，提取的电流完全可能超过激光二极管的工作电流而损坏激光二极管，故在驱动线路中增加一个限流器以便当驱动电流较大时进行限制以保护激光二极管;检测到的放电信号由此转变为光信号，再由传输光纤3进行传输，微分器路参数选择合适，可以对较低幅度的放电进行检测。使用微分器及使用其检测信号的电流来驱动激光二极管相结合的形式，形成了一种无源探测及信号传输的能力，在强电磁环境里具有较好的抗干扰能力，这是针对放电装置的情况进行的专门研究，获得了较好的效果。系统中有多少充电装置，就配置相应数量的放电信号检测探头2;在控制器中，由传输光纤3传输过来的放电检测输入光信号经过控制器的多路光信号输入接口 401进行处理，采用了光电转换线路转换为电信号并进行波形整形以获得便于处理的矩形波，这些规整的电信号进入主要的处理器402进行逻辑判断;系统中有多少需要检测的放电信号，就配置相应数量的光电转换线路路数。放电信号的逻辑判断原理如图4所示:对于放电装置而言，如果在正常触发指令即零时刻触发指令发出前放电了，则判断为非正常状态;而在正常触发指令即零时刻触发指令发出后才放电的，则判断为正常状态。首先，输入一个指令让控制器恢复到等待状态，等待放电信号的输入。当所有放电装置中有任意一路被判断为非正常状态时，控制器主体部分的自动刹车输出控制信号404将立即输出一个控制嵌入在起爆链路6中刹车控制继电器5的打开信号，使刹车控制继电器5的常闭触点开路，从而起到中断起爆链路6信号的作用，由于反应速度远快于人工按下手动刹车按钮601的速度，达到了快速自动控制的目的，提高了起爆的安全性。如果系统中的放电装置正常放电，则控制接口404不会输出控制信号，因此刹车控制继电器5的触点保持原来的闭合状态，起爆链路保持畅通，实验系统可以正常实验。如果刹车控制继电器5用可控硅或半导体器件代替的话，虽然动作速度可能可以更快一些，但存在在损坏后其触点是仍然导通的状态即短路，反而增加了不可靠因素。
[0026]同时，放电信号检测结果输出接口403将会输出对应各放电装置的放电状态，供中央计算机巡回检测以获取系统中的装置放电状态并保存等;在本实施例中，控制器4同时提供了全部路数的放电状态的正常绿色指示灯与非正常红色指示灯面板显示，以便直观了解放电状态，还提供了一个与自动刹车输出控制信号对应的指示灯，在正常放电时不点亮，而在有非正常放电情况时闪烁显示以用明显的警示方式提醒操作人员。
[0027]在放电信号的逻辑判断中，需要处理的一种特殊状况是某一路没有放电检测信号输入的情况，按照图4所示，这种情况很容易被判断为非正常放电，因此是不正确的，如图5所示的本实施例利用了放电检测信号与零时刻触发指令本身进行进一步的标识:先标记这两个信号本身是否有效出现，由于两个信号均是短脉冲信号，出现后很快就没有了，故采用了D触发器来保持其是否出现的标志，因此只要有有效信号出现，无论其脉冲宽度多小均可被记录，利用这个出现标志来判断相关信号的有效性；同时由于信号出现具有时间上的先后性，故进一步再利用两个出现标志信号的前后关系来相互检验，可以确认放电信号的有效性及放电状态。
[0028]以上所述的【具体实施方式】，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的【具体实施方式】而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种起爆装置的紧急自动刹车控制系统，其特征在于包括: 安装在放电装置(I)内的放电信号检测探头(2):用于探测放电装置(I)内的放电现象，并将放电有效信号沿信号转换为光脉冲信号，，并将该光信号通过传输光纤(3)输送至控制器⑷； 控制器(4):用于接收光信号并将接收到的光信号转换成电信号，并将电信号进行逻辑运算，并输出控制信号给刹车控制继电器(5); 刹车控制继电器(5 ):安装在起爆链路(6 )上，并控制起爆链路(6 )的通断。2.根据权利要求1所述的一种起爆装置的紧急自动刹车控制系统，其特征在于所述放电信号检测探头(2)包括: 一个微分器:用于对输入的放电信号进行微分处理，得到一个对应的脉冲信号； 电流提取器:从微分器中分离出一个支路并获取电流信号，并将提取的电流信号用于驱动光纤耦合器的激光二极管； 光纤耦合激光二极管:用于接收电流提取器的驱动电流信号，并由激光二极管将提取的电流信号转换为光信号，通过耦合光纤将光信号传输至控制器(4)。3.根据权利要求2所述的一种起爆装置的紧急自动刹车控制系统，其特征在于:在所述的电流提取器与光纤耦合激光二极管之间还设置有一个限流器。4.根据权利要求1所述的一种起爆装置的紧急自动刹车控制系统，其特征在于所述控制器(4)包括: 多路光信号输入接口(401):用于接收不同光纤传输过来的光信号，将光信号转换成电信号并进行波形整形得到矩形波，然后将矩形波输送至处理器(402); 处理器(402):接收多路光信号输入接口(401)输送的矩形波信号，并将矩形波信号进行逻辑判断，得到的结果通过放电信号检测结果输出接口(403)向外部输出，并同时作为控制信号通过控制接口(404)输出。5.根据权利要求1所述的一种起爆装置的紧急自动刹车控制系统，其特征在于:在所述的起爆链路(6 )上还设置有一个手动刹车按钮(601)。6.一种起爆装置的紧急自动刹车控制方法，其特征在于包括以下步骤: (a)放电信号检测探头(2)探测放电装置(I)内的放电现象，并将放电有效信号沿信号转换为光脉冲信号，并将该光信号通过传输光纤(3)输送至控制器(4); (b)控制器(4)接收光信号并将接收到的光信号转换成电信号，然后将电信号进行逻辑运算，并输出控制信号给刹车控制继电器(5); (c)刹车控制继电器(5)接收到信号后动作，控制起爆链路(6)的通断。7.根据权利要求6所述的一种起爆装置的紧急自动刹车控制方法，其特征在于所述步骤(a)包括以下步骤: (a I)利用微分器对输入的放电信号进行微分处理，得到一个对应的脉冲信号； (a2)利用电流提取器从微分器中分离出一个支路并获取电流信号，并将提取的电流信号用于驱动光纤耦合器的激光二极管； (a3)利用光纤耦合器接收电流提取器的驱动电流信号，耦合得到光信号传输至控制器⑷。8.根据权利要求6所述的一种起爆装置的紧急自动刹车控制方法，其特征在于所述步骤(b)包括以下步骤: (bl)多路光信号输入接口(401)接收不同光纤传输过来的光信号，将光信号转换成电信号并进行波形整形得到矩形波，然后将矩形波输送至处理器(402); (b2)处理器(402)接收多路光信号输入接口(401)输送的矩形波信号，并将矩形波信号进行逻辑判断，得到的结果通过放电信号检测结果输出接口(403)向外部输出，并同时作为控制信号通过控制接口(404)输出。9.根据权利要求8所述的一种起爆装置的紧急自动刹车控制方法，其特征在于所述步骤(b2)包括以下步骤: (b21)处理器(402)接收多路光信号输入接口(401)输送的矩形波信号，标记和读取矩形波的发生时刻； (b22)处理器(402)记录正常触发指令的触发时刻； (b23)比对:如果矩形波信号的发生时刻早于正常触发指令的触发时刻，则为非正常状态，通过控制接口( 404)发出指令，刹车控制继电器(5 )动作，使得起爆链路断开;否则为正常状态，刹车控制继电器(5)不动作，起爆链路正常接通。
【专利摘要】本发明公开了一种起爆装置的紧急自动刹车控制系统及方法，包括安装在放电装置内的放电信号检测探头、控制器、刹车控制继电器安装在起爆链路上，并控制起爆链路的通断。本发明利用微分功能对小信号变化敏感的特性，并结合从检测信号中抽取电流实现了激光二极管的无源驱动，从而实现了系统中放电信号的无源探测及到光信号的无源转换功能的整合，在此基础上研制了紧凑型的充电装置放电状态检测探头，提高了放电信号检测的灵敏度及可靠性。
【IPC分类】G05B19/048
【公开号】CN105573231
【申请号】CN201610103072
【发明人】江孝国, 杨兴林, 蒋薇, 杨国君, 张小丁, 李一丁, 张卓, 王远, 魏涛, 李伟锋, 龙全红
【申请人】中国工程物理研究院流体物理研究所
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年2月25日