矿用雷管的定时精度对爆破作业的安全性和有效性有重大影响。爆震序列需要精确的计时。缺乏精确的控制可能会导致不良结果。
雷管必须具有弹性和可靠性。它们的设计必须能够避免在最恶劣的条件下失火,例如附近爆炸的冲击、地面振动、气体或水侵入、极端温度和 EMI。SiTime晶振的 MEMS 时序解决方案旨在在此类极端条件下运行,并提供安全运行所需的稳健性和可靠性。
SiTime MEMS 定时优势
一、完整的 MEMS 时钟树
小尺寸振荡器 (XO)
低抖动差分 XO
低功耗 32.768K振荡器
二、准确而坚固
抗冲击、振动、EMI
MEMS 谐振器的气密性
在温度范围内具有出色的稳定性
三、易于使用,经久耐用
可编程功能
无 quartz 可靠性问题
> 20 亿小时 MTBF
雷管(也称为爆破帽)用于在采矿、采石和土木工程等应用中触发爆炸装置。商用爆炸物经过稳定且操作安全,因此如果意外掉落、处理不当或暴露于火中,它们不会爆炸。因此,它们需要引爆一个小的起始爆炸。这是由雷管提供的。
采矿业使用的雷管的计时精度对爆破作业的安全性和有效性有重大影响。使用具有精确时间的“爆轰列车”来爆破岩石;缺乏精确控制会导致不良结果,例如飞岩(爆炸将岩石投射到不需要的方向)、过度的地面振动、岩石等级不均匀以及失火或意外点火。
Wired Detonators 框图
单个有线雷管通常通过差分线并联连接到编程和点火装置。该线路为雷管提供动力和单个命令,例如延迟编程、布防、撤防和点火。通过调整从序列开始到单个雷管引火时刻的时间延迟,将点火顺序编程到雷管中。所有雷管同时触发;每个雷管的单独延迟执行爆炸模式。
弹性和可靠性是雷管的关键参数。它们的设计必须避免在最恶劣的条件下发生失火和意外触发:附近爆炸的冲击、地面振动、气体或水侵入、极端温度等。EMI 干扰是意外触发的常见原因,这可能是由闪电、静电、附近的射频发射器或有缺陷设备的杂散电流引起的。
一旦触发序列开始爆炸,雷管很可能与电源 + 通信线路断开。因此,它们具有一个内部电源电容器,可保持运行,直到触发保险丝。保险丝点火前的时序由微控制器使用可靠的时序源(如 SiT1811 振荡器)进行管理。
无线雷管框图
无线雷管的工作原理与有线雷管类似。它们由电池供电,并通过无线电传输取代电源 + 通信线路。有几种技术可以创建无线发射器和接收器;其中一些依赖于 clock source。高稳定性、低抖动的时钟源可实现更可靠的传输、更低的错误率和更少的干扰。
电子雷管的 MEMS 定时
设备 | 主要特点 | 关键价值 |
MHz 振荡器 SiT8021 1 至 26 MHz |
-40°C 至 +85°C ±50 ppm 稳定性 1.5 x 0.8 CSP 封装 |
高可靠性 EMI 弹性 低功耗 占地面积小 出色的频率稳定性 MEMS 可靠性 |
32.768 kHz 振荡器 SiT1811 |
±20、±50 ppm 稳定性 1.14 至 3.3 V 电源 490 nA 典型电流消耗(空载) 高达 -40°C 至 +105°C 1.2 x 1.1 毫米 QFN |
高可靠性 EMI 弹性 低功耗 占地面积小 出色的频率稳定性 MEMS 可靠性 |
差分晶振 SiT9366 1 至 220 MHz SiT9367 220 至 725 MHz |
低抖动 0.23 ps RMS LVPECL、LVDS、HCSL 2.5 至 3.3 V -40°C 至 105°C 3.2 x 2.5 mm 封装 |
满足苛刻的抖动要求 PCB 占用空间小,布局更轻松 由于灵活性,设计简单 MEMS 可靠性 |
SiTime 定时解决方案的优势
1、对冲击和振动的适应能力确保雷管在附近发生爆炸时仍能正常工作。
2、EMI Resilience 将错误定时、失火或意外触发的风险降至最低。
3、频率精度和温度范围内的稳定性可确保在任何操作条件下都能实现完美的喷射定时。
4、Low Power 最大限度地延长了电源电容器或电池的运行时间;或者,它允许使用更小、成本更低的电容器或电池。
5、MEMS 谐振器的气密性确保 timing component 在存在外部污染物的情况下不会受到性能下降或故障的影响。
6、小尺寸可制造更小的雷管。
7、可编程、低抖动差分振荡器是无线接收器的完美时钟源。