控制导爆索多点传爆序列性的装置的制作方法

本发明属于导爆索多点传爆领域，具体涉及一种控制导爆索多点传爆列性的装置。

背景技术：

随着控制爆破技术的应用、发展，特别是用于矿山及楼宇多点爆破技术的需求，爆破的连接方式越来越复杂，多点起爆技术的到了广泛应用，对爆炸网络的研究也不断深入。而对于需要精密控制导爆顺序的场景下，传统的实现方式，时间抖动在ms量级。在此之前，影响多条传爆线路爆轰输出序列性的因素主要有装药爆速、传爆过程中爆速的偏差、传爆的距离及传爆距离偏差等。爆炸网络装药的爆轰传递时间控制是爆炸网络系统设计的关键之一，例如，要求多点序列性传爆的系统必须控制多点爆轰输出的序列性。为了获得性能可靠的爆炸网络，必须研究爆炸网络中的爆炸时间序列性。

技术实现要素：

本发明提供一种控制导爆索多点传爆序列性的装置，解决多点起爆时传爆序列性的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

控制导爆索多点传爆序列性的装置，包括基板，在基板上设置覆铜板和电极塞子，在基板中部设置多排的金属桥膜，多排金属桥膜依次相连构成起爆网络，每排金属桥膜上均设置多个传爆药，所述基板上设置有正电极和负电极，正电极和负电极与起爆网络的中心连接，不同排的金属桥膜选择不同的金属材料或在金属材料一定的情况下选择不同的桥膜宽度和桥膜厚度，通过各个金属桥膜电阻的差异和各个金属桥膜与起爆网络的中心的距离差异达到序列性传爆。

进一步的，每排金属桥膜上均设置三个传爆药。

进一步的，金属桥膜设置三排，金属材料选择铝材料、铜材料、铬材料的一种或几种的组合。

本发明采用公式采用控制变量方法实现控制导爆索多点传爆序列性。当选择单一金属，且横截面积一定即s相等时，即可通过改变长度来使得r成比例，达到序列传爆的目的。当采取不同金属时，可控制其长度相等且厚度相同即s相等，使其不必考虑电阻效应，可通过选择不同电阻率的金属材料达到序列性的目的。

三种不同的金属，铜的电阻率为：1.678*10^(-8)ω·m，铝的电阻率为：2.6548*10^(-8)ω·m，铬的电阻率为12.9*10^(-8)ω·m；

为了保证传爆的序列性，若采用三种不同电阻率的金属，达到电阻比例铜：铝：铬＝1:3:5，则厚度比设为2:1:3。

为了保证传爆的序列性，若金属材料均选择铝材料，薄膜厚度控制在1-10μm之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明通过微米尺度量级下电阻率非线性分布特性，在一定长度下选择不同的金属材料，按一定比例控制其厚度或选择相同的金属材料，通过控制金属薄膜的厚度不同两种方法来实现导爆索多点传爆的序列性，其传爆序列性人为可控，实现了传爆方式智能化，解决之前传爆的无序性或时间抖动大的问题。

附图说明

图1是本发明导爆索正面分布图；

图2是金属al电阻率曲线，由该曲线可确定所用导爆索采用铝时金属桥膜厚度。

图中，1、3为正电极，2、4为负电极，5为覆铜板，6为电极塞子，7为第一排金属桥膜，8为第二排金属桥膜，9为第三排金属桥膜。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附和实施例对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

随着微/纳米技术的发展，在mems换能元中金属桥膜的几何尺度或微观结构尺度从宏观尺度逐渐减小到微米、亚微米甚至纳米量级，其室温电阻率往往表现出明显的尺度效应，即当金属材料结构达到亚微米级以下时，其电阻率发生明显的陡升，则可以根据改变金属材料的厚度达到延迟效果，为多点传爆通过控制其电阻率达到序列传爆效果提供了理论依据。

当金属桥膜法向几何尺度达到微米级以下时，可能会产生三种电子散射机制发生，即声子缺陷和点缺陷对电子的各向同性散射、平面势对电子的散射(晶界)和外表面对电子的散射(膜表面)。其中，界面散射随着桥膜厚度的变化改变了电子平均自由程，从而改变了金属桥膜电阻率。因此通过微米尺度量级下电阻率非线性分布特性，通过金属薄膜厚度和长度来实现导爆索多点传爆的序列性。

当金属桥膜厚度达到微纳尺度时，桥膜电阻率ρfs增大，并且其桥膜电阻率ρfs与膜厚并不是线性关系。

参见图2，以金属al薄膜桥膜为例，其薄膜厚度与电阻率的变化呈非线性递减趋势，即随着桥膜厚度增大而显著减小，逐渐趋于金属al体电阻率(2.75μω·cm)；当厚度小于300nm时，电阻率开始陡升，在200nm时达到了7.89μω·cm，增加了将近200％，趋势较为明显。

为了解决传爆序列性问题，本发明主要通过导爆索电阻达到输出序列性，便可提高燃爆效率。

按图1所示平面的输出点设置，正电极1、正电极3连接起爆网络的正极，负电极2、负电极4连接起爆网络的负极；第一排金属桥膜7、第二排金属桥膜8、第三排金属桥膜9相互连接构成起爆网络；单排金属桥膜之间设置三个传爆药，三个传爆药的延迟可忽略；通过控制三排金属桥膜的材料选择、材料厚度、或材料宽度，改变其电阻，便可控制三排金属桥膜有区别的引爆速度。

实施例1：

本实施例中，金属桥膜选取铝薄膜(al)；

按图1上所示平面的输出点设置正电极1、正电极3连接起爆网络的正极，负电极2、负电极4连接起爆网络的负极，单排金属桥膜之间三个传爆药的延迟可忽略，只需要通过改变第一排金属桥膜7、第二排金属桥膜8、第三排金属桥膜9三排排间的延迟使其达到要求。三排达到序列性传爆可通过改变他们的电阻率实现。本实施案例中，三排的金属材料和传爆长度均相同，所以只需要考虑每排的金属材料长度。由于厚度过低会导致金属桥膜的尺度效应，铝的电阻率为2.6548*10^(-8)ω·m，但当桥膜变薄，厚度小于300nm时，电阻率开始陡升，在200nm时达到了7.89μω·cm，增加了将近200％，对比较为明显，也影响传爆。根据电阻公式可知，当金属材料相同，且长度一定时，若想控制其电阻比例，可控制横截面积s，于是将第一排的金属桥膜7厚度选为2.0μm，第二排桥膜8厚度选为4.0μm，第三排桥膜厚度9选为6.0μm，可得电阻的比例为1:2:3。通过改变电阻的大小改变其导电性能，电阻越大，导电性能越差，传爆速率就越慢，所以传爆次序依次为第三排—第二排—第一排，即可以实现电阻传爆的序列性。此方法换金属材料同样使用。

实施例2：

本实施例中，金属桥膜选取铜薄膜(cu)、铝薄膜(al)与铬薄膜(cr)

按图1上所示平面的输出点设置正电极1、正电极3连接起爆网络的正极，负电极2、负电极4连接起爆网络的负极，单排金属桥膜之间三个传爆药的延迟可忽略，只需要通过改变第一排金属桥膜7、第二排金属桥膜8、第三排金属桥膜9三排排间的延迟使其达到要求。三排达到序列性传爆可通过改变他们的电阻率实现。本实施例中，控制每排金属材料其长度一定，第一排金属设置为铜(cu)，电阻率为1.678*10^(-8)ω·m；第二排金属设置为铝(al)，电阻率为2.6548*10^(-8)ω·m；第三排金属设置为铬(cr)，电阻率为12.9*10^(-8)ω·m。

根据电阻公式可知，当长度一定时，电阻率已知，若想控制其电阻比例，可控制横截面积s。由计算可得，若将电阻比例控制在1:3:5，则选择电阻的厚度比应为2:1:3，由于电阻越大，导电性能越差，传爆速率就越慢，所以传爆次序依次为铜(cu)-铝(al)-铬(cr)。这就可以实现电阻传爆的序列性，其时间抖动在ps或fs量级。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内的局部修改或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。