一种智能起爆系统的可靠性测试方法与流程

1.本发明涉及矿山爆破系统，具体说是一种智能起爆系统的可靠性测试方法。


背景技术：

2.矿山建设本身属于高危行业，而爆破作业涉及炸药、雷管等火工品，属于高危行业中的高危行业，爆破行业只有从源头上应用先进技术，实现少人或无人才能实现爆破行业本质安全。由此，智能起爆系统应运而生，其能够摆脱传统起爆器的导线连接，且炮孔之间没有联系，省略了爆破网络连接和检查环节，大大节省了爆破作业时间，减少人员进入高风险区域的机会，在最大程度上保证爆破作业人员的安全，实现了爆破作业场所少人化和本质安全。而目前对智能起爆系统的可靠性测试方法很少，大多只进行简单的干扰测试等，没有形成系统的可靠性测试方法，这会给智能起爆系统带来安全隐患。


技术实现要素：

3.针对上述技术问题，本发明提供一种智能起爆系统的可靠性测试方法，该方法可验证智能起爆系统运行的有效性和可靠性，进一步提高起爆系统的稳定性和安全性。
4.本发明采用的技术方案是：一种智能起爆系统的可靠性测试方法，包括由智能起爆控制器、智能无线模块和数码电子雷管连接形成的起爆系统，其采用以下步骤：（1）对所述起爆系统进行起爆距离测试，确定起爆距离；（2）对所述起爆系统进行地形测试，确定适应的地形；（3）对所述起爆系统进行抗干扰测试，确定抗干扰性能；（4）重复（1）、（2）、（3）的步骤15-30次。
5.作为优选，还包括采用所述起爆系统进行单发起爆试验，然后进行多发起爆试验。
6.作为优选，所述起爆距离测试是先在测试现场准备药包，将药包置入孔内；然后将药包的引线与所述数码电子雷管连接；再将所述智能无线模块放置在孔旁，并与所述数码电子雷管连接；接着手持所述智能起爆控制器，按不同的测试距离测试该智能起爆控制器与所述智能无线模块的通信信号。
7.作为优选，所述智能无线模块通过线夹线路与所述智能起爆控制器匹配连接，所述智能无线模块、线夹线路与所述智能起爆控制器位于同一水平面。
8.作为优选，所述智能起爆控制器与所述智能无线模块采用蓝牙或红外线的无线方式进行通信，手持所述智能起爆控制器测试所述无线方式的信号发射和/或接收。
9.作为优选，所述地形测试是先准备药包，将该药包置入测试地形上钻出的孔内，并将药包的引线与所述数码电子雷管连接；然后将所述智能无线模块放置在孔旁，并与所述数码电子雷管连接；再将所述智能起爆控制器与所述智能无线模块匹配连接；接着手持所述智能起爆控制器并与所述智能无线模块保持一定的距离，在不同的测试地形上测试该智能起爆控制器与所述智能无线模块的通信信号。
10.作为优选，所述智能无线模块与所述智能起爆控制器不在同一高面。
11.作为优选，手持所述智能起爆控制器后，通过该智能起爆控制器向所述智能无线模块发射起爆控制信号，测试该智能无线模块是否能接收来自所述智能起爆控制器的信号；当所述智能无线模块能接收来自所述智能起爆控制器的信号后，所述数码电子雷管的起爆信号通过所述智能无线模块向所述智能起爆控制器发射，测试该智能无线模块是否能向所述智能起爆控制器发射信号。
12.作为优选，所述抗干扰测试包括电磁干扰测试、震动干扰测试和杂散电流干扰测试。
13.作为优选，所述电磁干扰测试采用手机或对讲机置于所述智能无线模块旁进行测试；所述震动干扰测试是在起爆前采用车辆或重型机械的震动对所述智能无线模块进行测试，并在起爆后测试爆破震动对所述智能无线模块的影响；所述杂散电流干扰测试采用现场通电设备对所述智能无线模块进行测试。
14.从以上技术方案可知，本发明通过起爆距离测试、地形测试、抗干扰测试等确定了起爆系统应用的距离、地形和干扰性能，首先实现了三定原则，然后进行重复试验，验证起爆系统在同一条件下的可靠程度，从而为智能起爆系统提供了系统的可靠性测试方法，进一步提高了爆破作业的安全性和可靠性。
具体实施方式
15.下面结合实施例介绍本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为本发明的限定。
16.本发明提供了一种智能起爆系统的可靠性测试方法，包括由智能起爆控制器、智能无线模块和数码电子雷管连接形成的起爆系统，该起爆系统参见中国专利申请cn113781761a“一种无线起爆方法及系统”中的无线起爆系统，其中所述智能起爆控制器相当于上述专利申请中的“起爆发射器”、所述智能无线模块相当于上述专利申请中的“无线线夹”、所述数码电子雷管相当于上述专利申请中的“电子雷管”。在此基础上，本发明的可靠性测试方法采用以下步骤：（1）对所述起爆系统进行起爆距离测试，确定起爆距离；（2）对所述起爆系统进行地形测试，确定适应的地形；（3）对所述起爆系统进行抗干扰测试，确定抗干扰性能；由此首先实现定距离、定地形、定干扰的三定原则，然后重复上述步骤15-30次，以验证起爆系统在同一条件下的可靠程度。当条件一定时，反复进行三定起爆测试，如系统均可实现正常起爆，说明系统具有良好的可靠性。
17.在上述重复测试完成后，如在测试后系统仍能保持稳定、可靠运行，则须采用所述起爆系统进行单发起爆试验，即采用一个所述智能起爆控制器单独控制单个数码电子雷管进行起爆，以进一步验证系统的可靠性并验证起爆效果；如单发起爆试验的效果较好，则进行多发起爆试验，即采用一个所述智能起爆控制器同时控制多个数码电子雷管进行起爆，以再一次验证系统的可靠性并进一步验证起爆效果，直至多发起爆试验效果符合预期。由此，本发明先进行三定原则的测试，然后进行单发和多发起爆试验，形成了系统的可靠性测试方法，从而确保智能起爆系统的稳定、可靠、安全运行，进一步提高了系统的可靠性。
18.本发明的所述起爆距离测试是首先在测试现场准备药包，将药包置入孔内；然后将药包的引线与所述数码电子雷管连接；再将所述智能无线模块放置在孔旁，并与所述数码电子雷管连接，该连接采用有线方式连接，确保智能无线模块与数码电子雷管连接稳定、
可靠，且智能无线模块放置在数码电子雷管附近，避免两者的连接线过长；智能无线模块与数码电子雷管连接成功后，即可获取数码电子雷管的雷管信息，且智能无线模块的id与所述雷管信息一一对应。接着，测试人员手持所述智能起爆控制器，按不同的测试距离测试该智能起爆控制器与所述智能无线模块的通信信号，从而确定起爆系统的安全起爆距离。
19.具体来说，所述智能无线模块通过线夹线路与所述智能起爆控制器匹配连接，所述线夹线路包括智能无线模块中的电路，还包括智能起爆控制器中的无线收发模块和电路等，智能无线模块与智能起爆控制器采用蓝牙或红外线等的无线方式进行通信，具体是通过相对应的电路和无线方式的模块进行匹配连接，从而实现无网络、无线路的远程遥控起爆。所述线夹线路的具体电路参见上述专利申请cn113781761a。作为优选，所述智能无线模块、线夹线路与所述智能起爆控制器位于同一水平面，即智能无线模块、数码电子雷管和智能起爆控制器在同一高度位置，一方面便于测试，另一方面可确保测试距离的准确性。
20.本发明是通过所述智能起爆控制器测试所述无线方式的信号发射和/或接收。具体来说，当智能无线模块和数码电子雷管连接好以后，测试人员手持所述智能起爆控制器，并通过该智能起爆控制器向所述智能无线模块发射起爆控制信号，测试该智能无线模块是否能接收来自所述智能起爆控制器的信号，从而验证智能无线模块接收信号的稳定性。在实施过程中，智能无线模块上的指示灯会显示测试结果，如指示灯不断闪烁表示信号不强，距离太远，测试人员需要靠近无线模块；如指示灯常亮，表示信号稳定，为安全起爆距离。
21.作为优选，当所述智能无线模块能接收来自所述智能起爆控制器的信号后，所述数码电子雷管的起爆信号通过所述智能无线模块向所述智能起爆控制器发射，测试该智能无线模块是否能向所述智能起爆控制器发射信号，从而验证智能无线模块发射信号的稳定性。在实施过程中，智能无线模块发射的信号可直接从智能起爆控制器上查看，如智能起爆控制器的接收模块是否收到智能无线模块的反馈信息或反馈代码等。本发明的所述测试距离为所述智能起爆控制器至所述智能无线模块之间的直线距离，即起爆控制器至上述确定的平面的距离。一般应保证所述测试距离可选取200m、500m或1000m等，如此便可根据不同的起爆距离确定最佳爆破方案，从而提高爆破的安全性。
22.本发明的地形测试方法是首先准备好药包，将药包置入测试地形上钻出的孔内，测试地形包括山峰山谷地形、高差起伏地形和梯形地貌地形等；然后将药包的引线与所述数码电子雷管连接；再将所述智能无线模块放置在孔旁，并与所述数码电子雷管连接，该连接采用有线方式连接，确保智能无线模块与数码电子雷管连接稳定、可靠，且智能无线模块放置在数码电子雷管附近，避免两者的连接线过长；智能无线模块与数码电子雷管连接成功后，即可获取数码电子雷管的雷管信息，且智能无线模块的id与所述雷管信息一一对应。
23.接着，将所述智能起爆控制器通过线夹线路与所述智能无线模块匹配连接，所述线夹线路包括智能无线模块中的电路，还包括智能起爆控制器中的无线收发模块和电路等，智能无线模块和智能起爆控制器采用蓝牙或红外线等的无线方式进行通信，具体是通过相对应的电路和无线方式的模块进行匹配连接，以达到无线起爆的目的。所述线夹线路的具体电路参见上述专利申请cn113781761a。然后测试人员手持所述智能起爆控制器，并与所述智能无线模块保持一定的距离，在不同的测试地形上测试该智能起爆控制器与所述智能无线模块的通信信号，从而测试智能起爆控制器是否可在特殊地形环境中成功实现数码电子雷管的起爆。
24.具体来说，所述智能无线模块与所述智能起爆控制器不在同一高面，即智能起爆控制器在水平位置低于或高于智能无线模块和智能起爆控制器的位置，一般高度差以50-100m为宜，从而可模拟山峰山谷地形、高差起伏地形和梯形地貌地形等。当智能无线模块和数码电子雷管连接好以后，测试人员手持所述智能起爆控制器与与所述智能无线模块保持200-500m的直线距离，并通过该智能起爆控制器向所述智能无线模块发射起爆控制信号，测试该智能无线模块是否能接收来自所述智能起爆控制器的信号，从而验证智能无线模块接收信号的稳定性。在实施过程中，智能无线模块上的指示灯会显示测试结果，如指示灯不断闪烁表示信号不强，需要调试起爆系统；如指示灯常亮，表示信号稳定，起爆系统适应该测试地形。
25.在实施过程中，当所述智能无线模块能接收来自所述智能起爆控制器的信号后，所述数码电子雷管的起爆信号通过所述智能无线模块向所述智能起爆控制器发射，测试该智能无线模块是否能向所述智能起爆控制器发射信号，从而验证智能无线模块发射信号的稳定性。在实施过程中，智能无线模块发射的信号可直接从智能起爆控制器上查看，如智能起爆控制器的接收模块是否能收到智能无线模块的反馈信息或反馈代码等。如能收到反馈信息，且收到时间以毫秒级计算，则表示起爆系统信号稳定，适应该地形；如不能收到反馈信息或收到反馈信息的时间超过几秒，则表示起爆系统信号不稳定，需要重新调试系统。
26.本发明的所述抗干扰测试包括电磁干扰测试、震动干扰测试和杂散电流干扰测试等，其中所述电磁干扰测试采用手机或对讲机置于所述智能无线模块旁进行测试；在测试过程中，手机或对讲机在近距离或零距离两种情况下工作或不工作时，所述智能起爆控制器能否控制数码电子雷管正常起爆，如能正常起爆，说明电磁干扰对智能无线模块及数码电子雷管不造成影响，系统可正常使用；如不能正常起爆，则须对系统进行改进。
27.本发明的震动干扰测试是在起爆前采用车辆或重型机械的震动对所述智能无线模块进行测试，并在起爆后测试爆破震动对所述智能无线模块的影响；在测试过程中，起爆前，将车辆靠近所述智能无线模块，并开启车辆或重型机械使其发出较大的震动声音，然后检测所述智能无线模块与智能起爆控制器之间的信号传输情况，如传输正常则准备起爆数码电子雷管；随后撤出车辆或重型机械，正式起爆数码电子雷管，由于智能无线模块位于孔旁，爆炸的震动会对智能无线模块带来一定的影响，因此爆破后须对原有的智能无线模块进行检测，包括外形、信号传输等的检测。如检测信号传输正常，则可重复使用智能无线模块。
28.本发明的所述杂散电流干扰测试采用现场通电设备对所述智能无线模块进行测试，在测试过程中，检查常用现场通电设备如车载充电或电源线路、建筑物内的电流对所述智能无线模块的影响，具体是在上述现场通电设备运行时，测试所述智能无线模块与智能起爆控制器之间的信号传输情况，如传输正常，则表示电流干扰对本系统不造成影响，系统正常；如信号传输不正常或迟滞，则须对系统进行改进。信号传输等的检测采用上述无线信号的接收或发射的测试方法。
实施例
29.1.确定起爆距离：（1）将智能起爆控制器、智能无线模块和数码电子雷管按上述要求匹配连接好，测试人员手持所述智能起爆控制器在距离智能无线模块200m的位置向其发
射起爆控制信号，该智能无线模块的接收信号灯常亮，并将数码电子雷管的起爆信号发射至智能起爆控制器，该起爆控制器上显示了反馈信号，整个过程持续时间很短，以毫秒级计算。由此表明，整个起爆系统在200m的起爆距离范围内是稳定可靠的。
30.（2）将智能起爆控制器、智能无线模块和数码电子雷管按上述要求匹配连接好，测试人员手持所述智能起爆控制器在距离智能无线模块500m的位置向其发射起爆控制信号，该智能无线模块的接收信号灯仍然常亮，并将数码电子雷管的起爆信号发射至智能起爆控制器，该起爆控制器上显示了反馈信号，整个过程持续时间很短，也是以毫秒级计算。由此表明，整个起爆系统在500m的起爆距离范围内是稳定可靠的。
31.（3）将智能起爆控制器、智能无线模块和数码电子雷管按上述要求匹配连接好，测试人员手持所述智能起爆控制器在距离智能无线模块1000m的位置向其发射起爆控制信号，该智能无线模块的接收信号灯仍然常亮，并将数码电子雷管的起爆信号发射至智能起爆控制器，该起爆控制器上显示了反馈信号，整个过程持续时间很短，也是以毫秒级计算。由此表明，整个起爆系统在1000m的起爆距离范围内也是稳定可靠的。
32.（4）将智能起爆控制器、智能无线模块和数码电子雷管按上述要求匹配连接好，测试人员手持所述智能起爆控制器在距离智能无线模块1200m的位置向其发射起爆控制信号，该智能无线模块的接收信号灯闪烁，并将数码电子雷管的起爆信号发射至智能起爆控制器，该起爆控制器上也显示了反馈信号，但整个过程持续时间较长，在几秒以上。由此表明，整个起爆系统在1200m的起爆距离范围内信号不够稳定，1200m不是安全起爆距离。
33.由此确定本发明的起爆系统在200-1000m的起爆距离范围内的信号传输是稳定可靠的，可确定为安全起爆距离。
34.2.确定适应的地形：（1）选取或模拟山峰山谷地形，在山谷处钻孔，将药包、智能起爆控制器、智能无线模块和数码电子雷管按上述要求匹配连接好，测试人员手持所述智能起爆控制器在山峰约50m的高度位置，并距离智能无线模块500m的位置向其发射起爆控制信号，显示该智能无线模块的接收信号灯常亮，且数码电子雷管的起爆信号经智能无线模块发射至智能起爆控制器，该起爆控制器在指定的时间内显示了反馈信号。由此表明，起爆系统可适应山峰山谷地形（2）选取或模拟高差起伏地形，在高处钻孔，将药包、智能起爆控制器、智能无线模块和数码电子雷管按上述要求匹配连接好，测试人员手持所述智能起爆控制器在低处约100m的高度位置，并距离智能无线模块200m的位置向其发射起爆控制信号，显示该智能无线模块的接收信号灯常亮，且数码电子雷管的起爆信号经智能无线模块发射至智能起爆控制器，该起爆控制器在指定的时间内显示了反馈信号。由此表明，起爆系统可适应高差起伏地形。
35.（3）选取或模拟梯形地貌地形，在梯度中部或偏高处钻孔，将药包、智能起爆控制器、智能无线模块和数码电子雷管按上述要求匹配连接好，测试人员手持所述智能起爆控制器在低处约80m的高度位置，并距离智能无线模块300m的位置向其发射起爆控制信号，显示该智能无线模块的接收信号灯常亮，且数码电子雷管的起爆信号经智能无线模块发射至智能起爆控制器，该起爆控制器在指定的时间内显示了反馈信号。由此表明，起爆系统可适应梯形地貌地形。
36.由此确定本发明的起爆系统适应山峰山谷地形、高差起伏地形、梯形地貌地形地
貌地形，且高度差为50-100m、起爆距离为200-500m。
37.3.确定抗干扰性能：按照上述方法进行电磁干扰测试、震动干扰测试和杂散电流干扰测试。经检测，电磁干扰、杂散电流干扰及起爆前的震动干扰对系统本身不造成影响，起爆后的爆破震动干扰对智能无线模块有一定的影响，但仍有超过90%的智能无线模块爆破后保留其完整性及可用性，满足干扰影响的设计要求。
38.4.重复上述起爆距离、地形、抗干扰测试20次后，检测系统的运行情况，结果表明系统仍然正常。
39.5.按照上述方法进行单发起爆试验，检测表明系统正常，达到了预期的爆破效果；然后按照上述方法进行多发单发起爆试验，检测表明系统仍然正常，也达到了预期的爆破效果。
40.由上可知，本发明的智能起爆系统具有强抗干扰性、高稳定性，且可进行远距离、安全、可靠起爆，安全性、可靠性高。