专利名称:光控安全型发爆器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矿山用光控安全型发爆器。
背景技术：
现有的光控安全型发爆器结构复杂，体积大、笨 重且安全可靠性较差，远不能满足煤层的开发和开采业的需要，特别是现有的起爆电雷管的发爆器由于笨重，使得工人在井下的劳动作业负担加重，不便携带，由此也在一定程度上影响了生产效率。
在使用现有的发爆器时，由于采用旋钮开关来控制其储能电路对雷管放电而发爆，且采用的储能电路为直耦式，起爆时储能电路中的电容快速放电，电流较大，故而易导致低压元件的烧毁。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种安全性和可靠性较高的光控安全型发爆器。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种光控安全型发爆器，包括设于绝缘壳体内的直流低压电源、与直流低压电源的电源输出端相连的晶体管振荡电路、与晶体管振荡电路的交流电输出端相连的倍压整流电路、与倍压整流电路相连的储能电路、以及与储能电路的输出端相连的用于起爆雷管的发爆开关电路，其特点是储能电路的输出端还连接有充电保护电路，充电保护电路的控制输出端与晶体管振汤电路的振汤控制输入端相连；在对储能电路充电时，当充电保护电路测得储能电路的输出端的电压达到起爆雷管所用的电压时，充电保护电路控制晶体管振荡电路停止振荡，以停止向储能电路充电。
所述晶体管振荡电路包括升压变压器和PNP型三极管、第一电阻和第二电阻；所述升压变压器的初级具有第一初级线圈和第二初级线圈；所述升压变压器的次级线圈为与第一初级线圈同相的高压线圈；PNP型三极管的发射极和第一电阻的一端都与直流低压电源的正极相连，第一电阻的另一端与第二初级线圈的一端和第二电阻的一端相连，第二电阻的另一端接弱电电路地；第二初级线圈的另一端接PNP型三极管的基极，PNP型三极管的集电极接第一初级线圈的一端，第一初级线圈的另一端接弱电电路地；充电保护电路包括分压电阻、调压电位器、触发管、光耦、第二 PNP型三极管、NPN型三极管和充电满指示灯；分压电阻的一端接储能电路的输出端，其另一端接调压电位器和触发管的一端，调压电位器的另一端悬浮接地；触发管的另一端接光耦的控制输入端，光耦的电流输入端和第二 PNP型三极管的发射极接直流低压电源的正极，光耦的电流输出端接NPN型三极管的基极，NPN型三极管的发射极接弱电电路地，NPN型三极管的集电极接充电满指示灯的阴极，充电满指示灯的阳极接第二 PNP型三极管的基极，第二 PNP型三极管的集电极接PNP型三极管的基极。
在对储能电路充电时，直流低压电源经第一电阻和第二电阻分压并通过第二初级线圈供给PNP型三极管一个初始基极电流Ib，Ib经PNP型三极管放大产生集电极电流Ic，Ic流过第一初级线圈，在升压变压器对磁芯中产生磁通，这时在第二初级线圈中产生感应电压UL2，UL2将使Ib进一步增加，Ib的增加又促使Ic进一步增大，如此反复，形成正反馈过程，从而在升压变压器的次级线圈产生渐强的交变电压，并经倍压整流电路向储能电路充电。
所述触发管的触发导通电压为30V，即当触发管两端压差达30V时导通，从而使光耦导通，并使NPN型三极管导通，充电满指示灯发光，使第二 PNP型三极管导通，进而使PNP型三极管截至，从而使晶体管振荡电路停止振荡，以停止向储能电路充电。
所述触发管两端并联有第九电容，光耦的控制输入端串接第十电容后接弱电电路地，光耦的电流输出端串接第i^一电容后接弱电电路地。
所述PNP型三极管的基极串接第四电容后接弱电电路地。
所述倍压整流电路包括整流二极管，储能电路包括充电用的电解电容；整流二极管的阴极与和该电解电容的正极之间设有分压限流电阻。
弱电电路与外壳不相连时为悬浮接地，这样可以防止外壳上的干扰信号直接影响弱电电路。
本发明具有积极的效果(1)本发明的光控安全型发爆器中，充电保护电路中采用光耦，其将储能电路的高压输出端与低压元件隔离，有效防止了低压元件发生烧毁的情况，确保了发爆器的可靠性和安全性。(2)本发明中，晶体管振荡电路是将低压电源(干电池或蓄电池)变换成脉动的交流，经升压变压器将电压升高到几百至几千伏。高压的交变电流经过倍压整流电路变换为高压直流电源。本发明在使用时，将充电放炮旋钮旋转到“充电”指示位上进行充电操作，此后电源给储能电路中的主电容充电(储积电能)。当充电电压达到额定电压值时，充电满指示灯发出光信号。充电保护电路在充电过程中不会使储能电容器的端电压高于额定电压值。当充电电压稍小于额定电压时，充电保护电路使晶体管振荡电路开始振荡(或增强振荡)。当主电容充电电压超过一定电压后，充电满指示灯开始发光；此时可将充电放炮旋钮旋转到“放炮”指示位上进行放炮操作，放炮时其电能可通过限时电路输送给爆破电路。
图I为本发明的光控安全型发爆器的电路框图；
图2为本发明的光控安全型发爆器的外形结构图；
图3为本发明的光控安全型发爆器的电路原理图。
具体实施方式
(实施例I)
见图1-2，本实施例的光控安全型发爆器包括设于绝缘壳体7内的直流低压电源E、与直流低压电源E的电源输出端相连的晶体管振荡电路I、与晶体管振荡电路I的交流电输出端相连的倍压整流电路2、与倍压整流电路2相连的储能电路3、以及与储能电路3的输出端相连的用于起爆雷管的发爆开关电路6，其特点是储能电路3的输出端还连接有充电保护电路4,充电保护电路4的控制输出端与晶体管振汤电路I的振汤控制输入端相连；在对储能电路3充电时，当充电保护电路4测得储能电路3的输出端的电压达到起爆雷管所用的电压时，充电保护电路4控制晶体管振荡电路I停止振荡，以停止向储能电路3充电。
所述晶体管振荡电路I包括升压变压器T和PNP型三极管BG1、第一电阻Rl和第二电阻R2 ;所述升压变压器T的初级具有第一初级线圈LI和第二初级线圈L2 ;所述升压变压器T的次级线圈L3为与第一初级线圈LI同相的高压线圈；PNP型三极管BGl的发射极和第一电阻Rl的一端都与直流低压电源E的正极相连，第一电阻Rl的另一端与第二初级线圈L2的一端和第二电阻R2的一端相连，第二电阻R2的另一端接弱电电路地；第二初级线圈L2的另一端接PNP型三极管BGl的基极，PNP型三极管BGl的集电极接第一初级线圈LI的一端，第一初级线圈LI的另一端接弱电电路地；充电保护电路4包括分压电阻R4、调压电位器R8、触发管D7、光耦U1、第二 PNP型三极管BG2、NPN型三极管BG3和充电满指示灯LED2 ;分压电阻R4的一端接储能电路3的输出端，其另一端接调压电位器R8和触发管D7的一端，调压电位器R8的另一端悬浮接地；触发管D7的另一端接光耦Ul的控制输入端，光耦Ul的电流输入端和第二 PNP型三极管BG2的发射极接直流低压电源E的正极，光耦Ul的电流输出端接NPN型三极管BG3的基极，NPN型三极管BG3的发射极接弱电电路 地，NPN型三极管BG3的集电极接充电满指示灯LED2的阴极，充电满指示灯LED2的阳极接第二 PNP型三极管BG2的基极，第二 PNP型三极管BG2的集电极接PNP型三极管BGl的基极。
在对储能电路3充电时，直流低压电源E经第一电阻Rl和第二电阻R2分压并通过第二初级线圈L2供给PNP型三极管BGl —个初始基极电流Ib，Ib经PNP型三极管BGl放大产生集电极电流Ic，Ic流过第一初级线圈LI，在升压变压器T对磁芯中产生磁通，这时在第二初级线圈L2中产生感应电压UL2，UL2将使Ib进一步增加，Ib的增加又促使Ic进一步增大，如此反复，形成正反馈过程，从而在升压变压器T的次级线圈L3产生渐强的交变电压，并经倍压整流电路2向储能电路3充电。
所述触发管D7的触发导通电压为30V，即当触发管D7两端压差达30V时导通，从而使光耦Ul导通，并使NPN型三极管BG3导通，充电满指示灯LED2发光，使第二 PNP型三极管BG2导通，进而使PNP型三极管BGl截至，从而使晶体管振荡电路I停止振荡，以停止向储能电路3充电。
所述触发管D7两端并联有第九电容C9，光耦Ul的控制输入端串接第十电容ClO后接弱电电路地，以延长触发管D7的导通时间，从而确保停止向储能电路3充电。光耦Ul的电流输出端串接第i^一电容Cll后接弱电电路地，以使NPN型三极管BG3稳定地导通。所述PNP型三极管BGl的基极串接第四电容ClO后接弱电电路地，以确保PNP型三极管BGl的导通或截止状态的稳定性。
见图3，所述倍压整流电路2包括整流二极管D1、D2、D3、D4和电容C1、C2，储能电路3包括充电用的电解电容C5、C6、C7和C8 ;整流二极管D4的阴极与和电解电容C8的正极之间设有分压限流电阻R6。
见图2，该对测试电极U和V设于绝缘壳体上，电源检测指示灯LEDl的发光端位于绝缘壳体上的一对测试电极U和V之间。
见图3，所述发爆开关电路6包括用于发爆雷管的充电放炮旋钮N，充电放炮旋钮N上连接有用于连接雷管电极的第一接线端X和第二接线端Y。见图2，充电满指示灯LED2的发光部设于所述绝缘壳体上并设于所述第一接线端X和第二接线端Y之间。
充电放炮旋钮N具有3个工位；其处于第一工位时，Kl与KlO接通，直流低压电源E经晶体管振荡电路I和倍压整流电路2向储能电路3快速充电；处于第二工位时，K2与K20接通，储能电路3快速向雷管放电并发爆雷管；处于第三工位时，K3与K30接通，将储能电路3内的剩余电量放尽。使用时，先将充电放炮旋钮N置于第一工位，以对储能电路3快速充电；当触发管D7两端压差达30V时导通，使光耦Ul导通，从而使NPN型三极管BG3导通，充电满指示灯LED2发光，使第二 PNP型三极管BG2导通，进而使PNP型三极管BGI截至，从而使晶体管振荡电路I停止振荡，以停止向储能电路3充电。此时充电放炮旋钮N从第一工位迅速旋至第三工位，其中途经第二工 位时，储能电路3快速向雷管放电并发爆雷管。
PNP型三极管BGl的集电极依次串接有二极管D5和蜂鸣器B，蜂鸣器B的负极接直流低压电源E的负极。蜂鸣器B在本发爆器充电时鸣叫。
显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
权利要求
1.一种光控安全型发爆器，包括设于绝缘壳体⑵内的直流低压电源(E)、与直流低压电源(E)的电源输出端相连的晶体管振荡电路(I)、与晶体管振荡电路⑴的交流电输出端相连的倍压整流电路(2)、与倍压整流电路(2)相连的储能电路(3)、以及与储能电路(3)的输出端相连的用于起爆雷管的发爆开关电路(6)，其特征在于储能电路(3)的输出端还连接有充电保护电路(4)，充电保护电路(4)的控制输出端与晶体管振荡电路⑴的振汤控制输入端相连； 在对储能电路⑶充电时，当充电保护电路⑷测得储能电路⑶的输出端的电压达到起爆雷管所用的电压时，充电保护电路⑷控制晶体管振荡电路⑴停止振荡，以停止向储能电路⑶充电；所述晶体管振荡电路⑴包括升压变压器⑴和PNP型三极管(BGl)、第一电阻(Rl)和第二电阻(R2);所述升压变压器(T)的初级具有第一初级线圈(LI)和第二初级线圈(L2);所述升压变压器(T)的次级线圈(L3)为与第一初级线圈(LI)同相的高压线圈；PNP型三极管(BGl)的发射极和第一电阻(Rl)的一端都与直流低压电源(E)的正极相连，第一电阻(Rl)的另一端与第二初级线圈(L2)的一端和第二电阻(R2)的一端相连，第二电阻(R2)的另一端接弱电电路地；第二初级线圈(L2)的另一端接PNP型三极管(BGl)的基极，PNP型三极管(BGl)的集电极接第一初级线圈(LI)的一端，第一初级线圈(LI)的另一端接弱电电路地； 充电保护电路(4)包括分压电阻(R4)、调压电位器(R8)、触发管(D7)、光耦(Ul)、第二 PNP型三极管(BG2)、NPN型三极管(BG3)和充电满指示灯(LED2);分压电阻(R4)的一端接储能电路(3)的输出端，其另一端接调压电位器(R8)和触发管(D7)的一端，调压电位器(R8)的另一端悬浮接地；触发管(D7)的另一端接光耦(Ul)的控制输入端； 光耦(Ul)的电流输入端和第二 PNP型三极管(BG2)的发射极接直流低压电源(E)的正极，光耦(Ul)的电流输出端接NPN型三极管(BG3)的基极，NPN型三极管(BG3)的发射极接弱电电路地，NPN型三极管(BG3)的集电极接充电满指示灯(LED2)的阴极，充电满指示灯(LED2)的阳极接第二 PNP型三极管(BG2)的基极，第二 PNP型三极管(BG2)的集电极接PNP型三极管(BGl)的基极。
2.根据权利要求
I所述的光控安全型发爆器，其特征在于在对储能电路(3)充电时，直流低压电源(E)经第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)分压并通过第二初级线圈(L2)供给PNP型三极管(BGl) —个初始基极电流Ib，Ib经PN P型三极管(BGl)放大产生集电极电流Ic，Ic流过第一初级线圈(LI)，在升压变压器(T)对磁芯中产生磁通，这时在第二初级线圈(L2)中产生感应电压队2，队2将使Ib进一步增加，Ib的增加又促使Ic进一步增大，如此反复，形成正反馈过程，从而在升压变压器(T)的次级线圈(L3)产生渐强的交变电压，并经倍压整流电路⑵向储能电路⑶充电。
3.根据权利要求
2所述的光控安全型发爆器，其特征在于所述触发管(D7)的触发导通电压为30V，即当触发管(D7)两端压差达30V时导通，从而使光耦(Ul)导通，并使N PN型三极管(BG3)导通，充电满指示灯(LED2)发光，使第二 PN P型三极管(BG2)导通，进而使PN P型三极管(BGl)截至，从而使晶体管振荡电路⑴停止振荡，以停止向储能电路(3)充电。
4.根据权利要求
3所述的光控安全型发爆器，其特征在于所述触发管(D7)两端并联有第九电容(C9)，光耦(Ul)的控制输入端串接第十电容(ClO)后接弱电电路地，光耦(Ul)的电流输出端串接第i^一电容(Cii)后接弱电电路地。
5.根据权利要求
4所述的光控安全型发爆器，其特征在于所述PNP型三极管(BGl)的基极串接第四电容(ClO)后接弱电电路地。
6.根据权利要求
1-5之一所述的光控安全型发爆器，其特征在于所述倍压整流电路(2)包括整流二极管，储能电路(3)包括充电用的电解电容；整流二极管的阴极与和该电解电容的正极之间设有分压限流电阻(R6)。
专利摘要
本发明涉及一种光控安全型发爆器，包括设于绝缘壳体内的直流低压电源、与直流低压电源的电源输出端相连的晶体管振荡电路、与晶体管振荡电路的交流电输出端相连的倍压整流电路、与倍压整流电路相连的储能电路、以及与储能电路的输出端相连的用于起爆雷管的发爆开关电路，其特征在于储能电路的输出端还连接有充电保护电路，充电保护电路的控制输出端与晶体管振荡电路的振荡控制输入端相连；在对储能电路充电时，当充电保护电路测得储能电路的输出端的电压达到起爆雷管所用的电压时，充电保护电路控制晶体管振荡电路停止振荡，以停止向储能电路充电。
文档编号F42B3/113GKCN101476845 B发布类型授权 专利申请号CN 200910003798
公开日2012年12月5日 申请日期2009年1月23日
发明者陈纳爽, 胡笑雅, 陈志文, 陈纳进 申请人:陈纳爽导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (5),