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可编程电子延期雷管研究

王鹏  
【摘要】: 随着爆破技术的发展,尤其是微差爆破技术的广泛应用,对雷管的延时精度要求越来越高。如何提高雷管的延时精度也成为一个急需解决的问题。在上个世纪八十年代,国外相关专家和研究机构研制出了新一代雷管——电子雷管。经过20多年的发展和改进,电子雷管在国外尤其是南非等矿业较发达国家已经得到广泛应用,也取得非常好的效果。我国在该领域也是从上个世纪开始进行研究,但是到目前为止,还没有十分满意的产品出现。我国目前仅在三峡外围围堰拆除爆破中应用这一高新技术,但是所使用雷管全部依赖进口。因此,我们必须开展电子雷管技术研究,打破国外垄断。本文参阅了大量的资料,从当前电子延期雷管的发展历史和研究状况出发,研究了电子延期雷管的基本原理和内部结构设计方法。利用单片机实现内部延期控制,并在选取单片机作为控制单元之上,采用了多层陶瓷电容作为储能电容实现雷管的稳定可靠起爆。主要研究成果如下: 1)电子延期雷管内部构件(微型控制单元之外)设计: (1)点火药头重量选取8~10mg,点火药头可燃剂选择硫化锑;基药的配比为氯酸钾∶硫化锑∶KB药=3∶1∶0.5;选用聚乙烯醇和聚醋酸乙烯乳胶的混合物作粘合剂; (2)桥丝材料选用6J20(软)型镍铬合金丝; (3)起爆药选择性能稳定的BNCP材料作为起爆药药剂。 2)考虑到电子雷管的安全因素,分析了如何减少静电和杂散电流对对雷管的影响 3)电子延期雷管延期体的设计: (1)选用AT89C2051单片机作为电子延期雷管延期体的微型控制单元; (2)选用美国Xicor公司的EEPROM芯片X25045作为存储数据的串行EEPROM存储器; (3)采用内部振荡器作为定时元件,利用软件和硬件匹配来实现精确延时; (4)采用Dell PowerEdge 1500SC 5V Regulator Module OM495电压调节模块来提供稳定和足够的起爆能量; (5)采用韩国三星公司生产的X5R/X7RⅡ类材质100pF多层陶瓷贴片电容作为储能电容,使雷管稳定起爆。


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