專利名稱：爆炸機(jī)井口仿真器及仿真方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于物探井炮施工用爆炸機(jī)測試用儀器領(lǐng)域，涉及爆炸機(jī)井口仿真器。
背景技術(shù)：
在地質(zhì)石油勘探生產(chǎn)中，爆炸機(jī)測試用雷管測試不安全，不穩(wěn)定，不方便。以前測試爆炸機(jī)要求尋找空曠地方，把雷管埋入地下20cm，在正上方埋置井口檢波器拾取井口信號。由于埋置雷管的地下難免有石子等，爆炸后容易傷人，而尋找理想的開闊地也是需要花費(fèi)時間的，每次都要埋置雷管也需要時間，所以測試一次不容易。現(xiàn)在用測試儀測試爆炸機(jī)就不需要雷管了，不存在危險也不用花那么多時間了，在室內(nèi)出庫時就可以檢測爆炸機(jī)。但現(xiàn)有的測試儀檔位少，換擋開關(guān)在輸出端，自身故障高。申請?zhí)枮?00620124731.8的中國專利公開了一種井口訊號模擬器，包括高壓信號輸入端口、井口訊號輸出端口、單片機(jī)及與單片機(jī)相應(yīng)引腳相連的雷管仿真電路及其整流濾波電路、指示電路、單片機(jī)時鐘電路和反向誤接高壓保護(hù)單片機(jī)電路，如圖1所示，該井口訊號模擬器用一個兩檔開關(guān)來實(shí)現(xiàn)兩個檔位的，14腳和15腳通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)不同值的井口訊號輸出。如果要實(shí)現(xiàn)更多檔位則需要多檔開關(guān)和多個單片機(jī)的引腳。由于開關(guān)容易接觸不良而造成無井口信號輸出或造成測試誤判等故障問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種爆炸機(jī)井口仿真器及仿真方法，以解決現(xiàn)有井口仿真器多檔位切換麻煩、故障率高的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的爆炸機(jī)井口仿真器包括高壓信號輸入端口、井口訊號輸出端口、單片機(jī)及與單片機(jī)相應(yīng)引腳相連的雷管仿真電路及其整流濾波電路、指示電路、 單片機(jī)時鐘電路和反向誤接高壓保護(hù)單片機(jī)電路，所述單片機(jī)的引腳上還輸入連接有一個用于設(shè)置井口值的按鈕開關(guān)。進(jìn)一步的，所述按鈕開關(guān)通過電容和電阻并聯(lián)構(gòu)成的濾波電路連入單片機(jī)的相應(yīng)引腳。進(jìn)一步的，所述單片機(jī)為低電壓AVR單片機(jī)tiny2313V或tiny2313A。進(jìn)一步的，所述指示電路輸入連接有電池組。本發(fā)明的爆炸機(jī)井口仿真方法技術(shù)方案如下將爆炸機(jī)高壓輸出端接入爆炸機(jī)井口仿真器的高壓信號輸入端口，由仿真雷管釋放高壓所產(chǎn)生的起爆信號經(jīng)整流、濾波、限幅后輸入單片機(jī)，引發(fā)into中斷，將設(shè)置的井口值從單片機(jī)輸出，經(jīng)過仿真井口檢波器電路輸入到爆炸機(jī)的井口拾取端口，通過爆炸機(jī)的顯示結(jié)果判斷爆炸機(jī)是否正常；所述井口值通過與單片機(jī)連接的按鈕開關(guān)來設(shè)置。所述爆炸機(jī)井口仿真器開機(jī)缺省有一個設(shè)置好的井口值，按一次按鈕開關(guān)設(shè)置號的井口值加設(shè)定值，檔位也相應(yīng)增加。所述設(shè)置的井口值超過最高檔的井口值后返回到最低檔的井口值。
所述單片機(jī)上連接有由發(fā)光二極管和電阻串接構(gòu)成的指示電路，所述發(fā)光二極管用于指示電源開關(guān)狀態(tài)，且通過閃爍次數(shù)來指示當(dāng)前的檔位狀態(tài)。所述發(fā)光二極管通過發(fā)光時間、間隔時間和停頓時間來指示當(dāng)前的檔位。本發(fā)明的爆炸機(jī)井口仿真器和仿真方法通過單片機(jī)中的一個引腳用1個按鈕開關(guān)通過改變單片機(jī)程序中的檔數(shù)值即可輕松實(shí)現(xiàn)多檔位設(shè)置，可通過單片機(jī)的一個輸出腳直接輸出井口訊號，沒有機(jī)械換擋開關(guān)的接觸問題，即使按鈕時久不用，也不會出現(xiàn)無井口輸出的現(xiàn)象。輸出端沒有機(jī)械開關(guān)，無機(jī)械接觸帶來信號故障，使用方便，工作可靠。


圖1是現(xiàn)有井口訊號模擬器換擋原理示意圖； 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的井口仿真器電路圖。
具體實(shí)施例方式爆炸機(jī)井口仿真器電路圖如圖2所示，爆炸機(jī)井口仿真器包括高壓信號輸入端口、井口訊號輸出端口、單片機(jī)及與單片機(jī)相應(yīng)引腳相連的雷管仿真電路及雷管仿真電路的整流濾波電路、指示電路、單片機(jī)時鐘電路和反向誤接高壓保護(hù)單片機(jī)電路，單片機(jī)的引腳上還輸入連接有一個用于設(shè)置井口值的按鈕開關(guān)K2。雷管仿真電路對起爆信號取樣，經(jīng)隔離整流濾波電路到達(dá)單片機(jī)，經(jīng)過單片機(jī)的控制程序獲得井口時間，井口時間經(jīng)過檢波器仿真電路返回到爆炸機(jī)井口拾取接口。發(fā)光二極管為單發(fā)光二極管，用來顯示多種檔位狀態(tài)，按鈕開關(guān)K2為檔位切換設(shè)置按鈕，用來循環(huán)設(shè)置很多檔位。檔位通過軟件按要求實(shí)現(xiàn)。爆炸機(jī)井口仿真器通過單片機(jī)的7腳用1個按鈕開關(guān)K2來實(shí)現(xiàn)多檔位設(shè)置，而在單片機(jī)的12腳直接輸出井口訊號，沒有機(jī)械換擋開關(guān)的接觸問題，即使按鈕開關(guān)K2時久不用，也不會出現(xiàn)無井口輸出的現(xiàn)象。爆炸機(jī)井口仿真器實(shí)現(xiàn)方法是開機(jī)缺省有一個設(shè)置好的井口值，按一次按鈕開關(guān)K2，設(shè)置的井口值則加10ms，當(dāng)井口設(shè)置值超過最高檔的井口值后返回到最低檔的井口值，發(fā)光二極管D5不僅能指示電源開關(guān)狀態(tài)(閃爍則為電源開，不亮則為電源關(guān))，還通過閃爍次數(shù)來指示當(dāng)前的檔位狀態(tài)。閃爍時的發(fā)光時間為500ms，間隔為 500ms，停頓時間為2s。比如井口設(shè)置值為10ms，發(fā)光二極管D5發(fā)光500ms后隔2s再發(fā)光 500ms，如此反復(fù)；如果井口設(shè)置值為20ms，發(fā)光二極管D5發(fā)光500ms后先間隔500ms再亮 1次，然后停頓2s再發(fā)光，如此反復(fù)。檔位可以根據(jù)需要改變單片機(jī)程序中的檔數(shù)值即可輕松實(shí)現(xiàn)多檔要求，理論可以有幾十個檔，但根據(jù)指示燈閃爍方式設(shè)置5個檔位較合適。R1、R2、T1組成雷管仿真電路；Dl、D2、Cl、R3、D3、C2、R4組成整流濾波電路；單片機(jī)為AVR的tiny2313低壓版，用于檔位控制、指示控制和產(chǎn)生井口訊號；R7，R8組成450 Ω 仿真井口檢波器；C7，D4起濾波限幅作用，同時D4、R8、R7組成反向誤接高壓保護(hù)單片機(jī)電路；C8、R6為按鈕開關(guān)K2的濾波電路；D5、R9為指示電路；C4、C5、X1為單片機(jī)時鐘電路。仿真器有兩個端口 高壓信號輸入端口，井口訊號輸出端口。測試爆炸機(jī)時，將爆炸機(jī)高壓輸出端接入仿真器的高壓信號輸入端口，由Rl、R2組成的仿真雷管釋放高壓，釋放高壓時分壓電阻R2和Tl拾取起爆信號通過Dl、D2整流，再通過R3、Cl濾波，D3限幅后經(jīng)過C2、R4輸入到單片機(jī)6腳，引發(fā)into中斷程序，將設(shè)置的井口值從Ul的12腳輸出，經(jīng)過仿真井口檢波器電路輸入到爆炸機(jī)的井口拾取端口。通過爆炸機(jī)的顯示結(jié)果便可判斷爆炸機(jī)是否正常。 XI、C4、C5時鐘電路提供4M精確時鐘，使井口訊號精度達(dá)到微秒級。按鈕開關(guān)K2 按下的動作通過C8、R6初次濾波進(jìn)入單片機(jī)Ul的7腳，再由Ul進(jìn)行數(shù)字濾波控制，消除毛刺波的影響。按下按鈕開關(guān)K2 (未放開)時，單片機(jī)響應(yīng)并將指示燈熄滅500ms后再點(diǎn)亮， 一直到松手為止，以指示按鈕已經(jīng)成功按下。松開按鈕開關(guān)K2時井口設(shè)置被確認(rèn)，設(shè)置值往前滾一檔，指示燈則按新檔值閃爍相應(yīng)次數(shù)。單片機(jī)7腳對于小于500ms的瞬間按下按鈕開關(guān)K2的動作則不響應(yīng)，消除按按鈕時的毛刺干擾或者按鈕誤操作。
單片機(jī)Ul為低電壓AVR單片機(jī)tiny2313V或者tiny2313A，適應(yīng)電壓范圍寬 (1. 8V-5. 5V)，而且極省電(<300 μ A)。整個電路靜態(tài)時主要是發(fā)光二極管發(fā)光用電，由限流電阻R9可知發(fā)光時為3mA，而平均就小于1. 5mA,也很省電，用兩節(jié)5號或者7號干電池提供電源便能較好的工作，因此可不用穩(wěn)壓電源電路，整個電路用很小的盒子便能裝下。
權(quán)利要求
1.一種爆炸機(jī)井口仿真器，包括高壓信號輸入端口、井口訊號輸出端口、單片機(jī)及與單片機(jī)相應(yīng)引腳相連的雷管仿真電路及其整流濾波電路、指示電路、單片機(jī)時鐘電路和反向誤接高壓保護(hù)單片機(jī)電路，其特征在于所述單片機(jī)的引腳上還輸入連接有一個用于設(shè)置井口值的按鈕開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆炸機(jī)井口仿真器，其特征在于所述按鈕開關(guān)通過電容和電阻并聯(lián)構(gòu)成的濾波電路連入單片機(jī)的相應(yīng)引腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆炸機(jī)井口仿真器，其特征在于所述單片機(jī)為低電壓AVR 單片機(jī) tiny2313V 或 tiny2313A。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆炸機(jī)井口仿真器，其特征在于所述指示電路是發(fā)光二極管和電阻串接構(gòu)成，所述發(fā)光二極管為單發(fā)光二極管，用于顯示多種檔位狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的爆炸機(jī)井口仿真器，其特征在于所述指示電路輸入連接有電池組。
6.一種爆炸機(jī)井口仿真方法，其特征在于將爆炸機(jī)高壓輸出端接入爆炸機(jī)井口仿真器的高壓信號輸入端口，由仿真雷管釋放高壓所產(chǎn)生的起爆信號經(jīng)整流、濾波、限幅后輸入單片機(jī)，引發(fā)into中斷，將設(shè)置的井口值從單片機(jī)輸出，經(jīng)過仿真井口檢波器電路輸入到爆炸機(jī)的井口拾取端口，通過爆炸機(jī)的顯示結(jié)果判斷爆炸機(jī)是否正常；所述井口值通過與單片機(jī)連接的按鈕開關(guān)來設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的爆炸機(jī)井口仿真方法，其特征在于所述爆炸機(jī)井口仿真器開機(jī)缺省有一個設(shè)置好的井口值，按一次按鈕開關(guān)設(shè)置號的井口值加設(shè)定值，檔位也相應(yīng)增加。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的爆炸機(jī)井口仿真方法，其特征在于所述設(shè)置的井口值超過最高檔的井口值后返回到最低檔的井口值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的爆炸機(jī)井口仿真方法，其特征在于所述單片機(jī)上連接有由發(fā)光二極管和電阻串接構(gòu)成的指示電路，所述發(fā)光二極管用于指示電源開關(guān)狀態(tài)，且通過閃爍次數(shù)來指示當(dāng)前的檔位狀態(tài)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的爆炸機(jī)井口仿真方法，其特征在于所述發(fā)光二極管通過發(fā)光時間、間隔時間和停頓時間來指示當(dāng)前的檔位。
全文摘要
本發(fā)明涉及爆炸機(jī)井口仿真器及仿真方法，爆炸機(jī)井口仿真器包括高壓信號輸入端口、井口訊號輸出端口、單片機(jī)及與單片機(jī)相應(yīng)引腳相連的雷管仿真電路及其整流濾波電路、指示電路、單片機(jī)時鐘電路和反向誤接高壓保護(hù)單片機(jī)電路，所述單片機(jī)的引腳上還輸入連接有一個按鈕開關(guān)。本發(fā)明通過單片機(jī)中的一個引腳用1個按鈕開關(guān)通過改變單片機(jī)程序中的檔數(shù)值即可輕松實(shí)現(xiàn)多檔位設(shè)置，可通過單片機(jī)的一個輸出腳直接輸出井口訊號，沒有機(jī)械換擋開關(guān)的接觸問題，即使按鈕時久不用，也不會出現(xiàn)無井口輸出的現(xiàn)象。輸出端沒有機(jī)械開關(guān)，無機(jī)械接觸帶來信號故障，使用方便，工作可靠。
文檔編號G01M99/00GK102507247SQ201110343489
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者李幫, 李群和, 王振玲, 陳進(jìn) 申請人:中國石化集團(tuán)華北石油局地球物理勘探公司, 中國石油化工股份有限公司