一种基于单片机的微秒级延时发爆装置的制造方法

本发明涉及一种用于矿山、隧道、建筑、道路建设等非煤矿工程中爆破作业中的发爆装置，尤其是关于一种利用普通瞬发雷管，基于单片机实现每段微秒间隔爆破的发爆装置。

背景技术：
在工程爆破技术领域，一些爆破精度要求较高的场合，如矿山、隧道以及建筑的定向爆破等，多采用小当量多路起爆的方法来达到工程目的。多路起爆需要对每路起爆单元进行精确控制，每路起爆单元的间隔时间过长或过短都得不到预期的爆破效果。现有技术中，有些发爆装置的延时间隔精度不够高，有些发爆装置的安全系数不够高，有些发爆装置是一次性产品，急需加以进一步改进。

技术实现要素：
本发明的主要目的是公开一种新的基于单片机的微秒级延时发爆装置，采用远程控制方式，不仅能达到微秒级延时发爆精度，还可以重复使用，具有较高的安全系数。本发明的技术方案是一种基于单片机的微秒级延时发爆装置，包括将电源电压升至一千伏以上的升压电路、将升压电路输出电能分成独立多路的多个储能电路、与多个储能电路连接的多个发爆开关电路、以及分别与升压电路、储能电路和发爆开关电路连接的单片机，所述多个发爆开关电路通过雷管接线连接多路瞬发雷管，单片机根据设定的发爆路数控制升压电路和相应路的储能电路接通以储存电能，并根据设定的发爆时长以及多路瞬发雷管的发爆间隔，逐个输出误差小于0.1微秒的时序信号，以控制相应路的发爆开关电路在10微秒相对响应误差内导通，由雷管接线引爆该路瞬发雷管。所述升压电路包括依次连接的功率放大电路、脉冲变压器和倍压整流电路，功率放大电路通过方波产生电路连接单片机，并由单片机控制其通断。所述储能电路包括与升压电路连接的MOS管开关和连接MOS管开关以储存升压电路输出电能的电容，单片机连接所述MOS管开关以控制其通断。所述单片机向发爆开关电路输入时序信号的具体方法是：在单片机中，用多个晶振做参照比较，多次测量记录每个晶振在特定时间内产生的脉冲个数，并设定误差范围，当至少两个晶振的脉冲个数在误差范围内所消耗的时间重合时，取频率最大的晶振产生脉冲个数所消耗的时间作为基准，输出时序信号给发爆开关电路。所述发爆开关电路设有雷管接线端口，通过雷管接线连接瞬发雷管，并由单片机控制雷管接线端口在不发爆时接地，发爆时导通带电。所述发爆开关电路包括与雷管接线端口连接的第一MOS管开关和第二MOS管开关，所述第一MOS管开关在不发爆时导通接地，使雷管接线端口无电，并通过单片机控制其在发爆时截止，所述第二MOS管开关连接储能电路，在不发爆时截止，并通过单片机控制其在发爆时导通以对雷管接线端口通电，设定单片机向发爆开关电路逐个发送误差小于0.1微秒脉冲信号的顺序是从发爆开关电路1到发爆开关电路N，对应发爆开关电路1～N中的第一MOS管开关和第二MOS管开关的响应时间由慢到快。所述发爆装置还包括网路电阻测量电路，用于测量雷管接线及其另一端瞬发雷管的线路阻值。所述发爆装置还包括与升压电路和储能电路连接的泄电模块，当瞬发雷管发爆后，单片机控制泄电模块对升压电路和储能电路放电。所述发爆装置还包括接收单片机输出故障信号的故障提示电路，分别与电源、升压电路、储能电路和发爆开关电路连接。所述瞬发雷管为2路～10路，对应的储能电路和发爆开关电路为2个～10个，所述发爆时长为1×103微秒～25×103微秒，发爆间隔为0.2×103微秒～2000×103微秒，每路所述瞬发雷管的个数为1个～50个。与现有技术相比，本发明至少具有下列优点及有益效果：1、采用远程控制方式，升压电路将电源电压升至一千伏以上，使连接发爆开关电路与瞬发雷管的雷管接线可以达到大于200米的距离，并带动每路约50个瞬发雷管同时起爆，长距离的雷管接线使本发明的发爆装置远离发爆现场，不会损坏，可以重复使用，大幅降低了成本；2、单片机根据设定的发爆路数控制升压电路和相应路的储能电路接通以储存电能，由设定的发爆时长以及多路瞬发雷管的发爆间隔，单片机可以向多路雷管逐个输出误差小于0.1微秒的时序信号，控制相应路的发爆开关电路在10微秒相对响应误差内导通，实现微秒级的延时发爆，而且延时间隔时间可调，能够满足不同场合下的延时时间要求，通用性较强；3、瞬发雷管与发爆开关电路的雷管接线端口通过长距离的雷管接线连接，单片机控制雷管接线端口在不发爆时接地，发爆时导通带电，解决了现有发爆器在雷管发爆后发爆开关无法及时关断，导致雷管接线裸露而产生的打火问题，提高了发爆器的安全性能；4、与升压电路连接的泄电模块用于发爆后对升压电路放电；网路电阻测量电路用于在将雷管接线连接到发爆开关电路之前，测量雷管接线及其另一端瞬发雷管的线路阻值是否正确；故障提示电路与单片机连接，用于检测发爆器各部分的电路是否正常，进一步提高发爆器的安全性能。附图说明图1是本发明的总体结构示意图。图2是升压电路图。图3是储能电路图。图4是发爆开关电路图。图5是本发明在发爆前的自检流程图。图6是本发明现场使用时的工作流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图1是本发明的总体结构示意图，如图1，本发明提供一种基于单片机的微秒级延时发爆装置，包括升压电路、多个（对应图中的N个）储能电路、多个发爆开关电路、以及分别与升压电路、储能电路和发爆开关电路连接的单片机。升压电路与电源连接，可以将18V～32V电源电压提升至1200V左右。图2是升压电路图，参考图2，该升压电路包括依次连接的功率放大电路、脉冲变压器和倍压整流电路，功率放大电路通过方...