專利名稱:具有雙重安保設(shè)計的激光點(diǎn)火系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體激光點(diǎn)火系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及ー種具有雙重安保設(shè)計的半導(dǎo)體激光點(diǎn)火系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
激光點(diǎn)火系統(tǒng)中，高功率激光脈沖通過光纖傳輸?shù)郊す饣馥ㄆ伏c(diǎn)火藥劑的表面，從而將火エ品引爆。激光點(diǎn)火系統(tǒng)的自檢測功能要求對光路連續(xù)性進(jìn)行檢測，因而需要點(diǎn)火激光器能夠輸出低功率的安全檢測光照射到激光火エ品，激光火エ品光學(xué)窗ロ將部分入射光反射到檢測光纖，再通過光電探測器檢測反射光的功率，從而判斷光路連續(xù)性。
傳統(tǒng)的激光點(diǎn)火系統(tǒng)中，點(diǎn)火激光器由壓控電流源直接驅(qū)動，通過調(diào)節(jié)壓控電流 源的輸入電壓來產(chǎn)生高功率點(diǎn)火激光或低功率檢測光。這種方法結(jié)構(gòu)簡單但安全性難以得到保障，壓控電流源的穩(wěn)定性及其受到的任何電磁干擾都將直接影響點(diǎn)火激光器的輸出，進(jìn)而導(dǎo)致火エ品的誤動作。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了ー種具有雙重安保設(shè)計的激光點(diǎn)火系統(tǒng)，該系統(tǒng)可工作在保險模式、檢測模式、點(diǎn)火模式等三種工作模式下，保險模式時激光器出于短路保護(hù)狀態(tài)、檢測模式時激光器工作電流被限流電阻限制在安全值以下，系統(tǒng)安全性得到大幅度提升。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下
具有雙重安保設(shè)計的激光點(diǎn)火系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括單片機(jī)系統(tǒng)、壓控電流源、激光器、第一光纖連接器、第二光纖連接器、激光起爆器接頭、激光起爆器和光電探測器，該系統(tǒng)還包括包括上位機(jī)、限流電阻、限流開關(guān)和常閉繼電器；單片機(jī)系統(tǒng)分別與上位機(jī)、壓控電流源、限流開關(guān)、常閉繼電器和光電探測器連接；限流開關(guān)并聯(lián)于限流電阻的兩端；常閉繼電器并聯(lián)于激光器兩端，激光器分別與壓控電流源、限流電阻、限流開關(guān)和第一光纖連接器連接；光電探測器與第二光纖連接器連接；激光起爆器接頭和激光起爆器連接。
工作原理本發(fā)明工作時，接收并執(zhí)行上位機(jī)的指令，常閉繼電器與限流開關(guān)受單片機(jī)系統(tǒng)的控制。保險模式時，限流開關(guān)打開、常閉繼電器閉合，激光器沒有輸出；檢測模式時，限流開關(guān)打開、常閉繼電器打開，激光器輸出低功率檢測光；點(diǎn)火模式時，限流開關(guān)閉合、常閉繼電器打開，激光器可輸出額定功率實(shí)施點(diǎn)火。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明可工作于三種模式，即保險模式、檢測模式和點(diǎn)火模式。保險模式時，激光器受常閉開關(guān)保護(hù)，不僅能避免誤動作，還可有效防止靜電擊穿激光器，以及保護(hù)激光器免受壓控電流源的過沖和浪涌。檢測模式吋，壓控電流源的輸出回路串入了限流電阻，確保激光器輸出的檢測光功率處于安全范圍。只有在點(diǎn)火模式下，激光器和電流源的保險同時打開，激光器可工作在額定狀態(tài)下。


圖I本發(fā)明具有雙重安保設(shè)計的激光點(diǎn)火系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)ー步詳細(xì)說明。
如圖I所示，具有雙重安保設(shè)計的激光點(diǎn)火系統(tǒng)包括上位機(jī)I、激光點(diǎn)火控制器
2、出射光纜12、檢測光纜13、激光起爆器接頭14和激光起爆器15，其中，激光點(diǎn)火控制器2包括通訊接ロ 4、單片機(jī)系統(tǒng)3、壓控電流源5、限流電阻6、限流開關(guān)7、激光器8、常閉繼電器9、第一光纖連接器10、第二光纖連接器11、光電探測器16。
上位機(jī)I通過激光點(diǎn)火控制器2中的通訊接ロ 4控制單片機(jī)系統(tǒng)3，當(dāng)處于保險 模式吋，單片機(jī)系統(tǒng)3控制限流開關(guān)7打開、常閉繼電器9閉合，激光器8正負(fù)極被短接，激光器8沒有輸出；當(dāng)處于檢測模式吋，單片機(jī)系統(tǒng)3控制限流開關(guān)7打開、常閉繼電器9打開，激光器8解除短路，壓控電流源5的發(fā)出電流被限流電阻6分流，輸出電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于激光器8的工作電流，激光器8輸出低功率檢測光；當(dāng)處于點(diǎn)火模式時，單片機(jī)系統(tǒng)3控制限流開關(guān)7閉合、常閉繼電器9打開，激光器8解除短路，限流電阻6被限流開關(guān)7短接，壓控電流源5可給激光器8輸出額定電流,激光器8發(fā)出激光,通過第一光纖連接器10和出射光纜12，進(jìn)入激光起爆器接頭14，接通激光起爆器15，激光起爆器15的工作情況通過激光起爆器接頭14、檢測光纜13和第二光纖連接器11進(jìn)入光電探測器16中，由光電探測器16傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)系統(tǒng)3，通過通訊接ロ 4發(fā)送至上位機(jī)I。
在本實(shí)施例中，壓控電流源5的額定輸出電流為6A，激光器8在額定工作電流6A時的輸出功率為5W ;當(dāng)壓控電流源5的輸出回路串入15歐姆5W的大功率限流電阻后最大輸出電流僅為180mA。
權(quán)利要求
1.具有雙重安保設(shè)計的激光點(diǎn)火系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括單片機(jī)系統(tǒng)(3)、壓控電流源(5)、激光器(8)、第一光纖連接器(10)、第二光纖連接器(11)、激光起爆器接頭(14)、激光起爆器(15)和光電探測器(16)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括包括上位機(jī)(I)、限流電阻(6)、限流開關(guān)(7)和常閉繼電器(9);所述單片機(jī)系統(tǒng)(3)分別與上位機(jī)(I)、壓控電流源(5)、限流開關(guān)(7)、常閉繼電器(9)和光電探測器(16)連接；所述限流開關(guān)(7)并聯(lián)于限流電阻(6)的兩端；所述常閉繼電器(9)并聯(lián)于激光器(8)兩端，激光器(8)分別與壓控電流源(5)、限流電阻(6)、限流開關(guān)(7)和第一光纖連接器(10)連接；所述光電探測器(16)與第二光纖連接器(11)連接；所述激光起瀑器接頭(14)和激光起瀑器(15)連接。
2.如權(quán)利要求
I所述的具有雙重安保設(shè)計的激光點(diǎn)火系統(tǒng)，其特征在于，激光點(diǎn)火系統(tǒng)還包括光纜；所述第一光纖連接器(10)和激光起爆器接頭(14)連接，第二光纖連接器(11)和激光起爆器接頭(14 )都通過光纜連接。
3.如權(quán)利要求
I所述的具有雙重安保設(shè)計的激光點(diǎn)火系統(tǒng)，其特征在于，激光點(diǎn)火系統(tǒng)還包括通訊接ロ(4);所述上位機(jī)(I)通過通訊接ロ(4)與單片機(jī)系統(tǒng)(3)連接。
專利摘要
具有雙重安保設(shè)計的半導(dǎo)體激光點(diǎn)火系統(tǒng)屬于半導(dǎo)體激光點(diǎn)火系統(tǒng)領(lǐng)域，包括單片機(jī)系統(tǒng)、壓控電流源、激光器、第一光纖連接器、第二光纖連接器、激光起爆器接頭、激光起爆器和光電探測器，上位機(jī)、限流電阻、限流開關(guān)和常閉繼電器；單片機(jī)系統(tǒng)分別與上位機(jī)、壓控電流源、限流開關(guān)、常閉繼電器和光電探測器連接；限流開關(guān)并聯(lián)于限流電阻的兩端；常閉繼電器并聯(lián)于激光器兩端，激光器分別與壓控電流源、限流電阻、限流開關(guān)和第一光纖連接器連接；光電探測器與第二光纖連接器連接；激光起爆器接頭和激光起爆器連接。保險模式時，防止靜電擊穿激光器。檢測模式時，確保激光器輸出的檢測光功率處于安全范圍。在點(diǎn)火模式下，激光器可在額定狀態(tài)下工作。
文檔編號F42C13/02GKCN102840799SQ201210313442
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月30日
發(fā)明者曹軍勝, 彭航宇, 王彪, 高志堅(jiān), 王立軍 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan