炸药的引爆 |
|||||||
| 申请号 | CN201280019558.3 | 申请日 | 2012-02-20 | 公开(公告)号 | CN103492829A | 公开(公告)日 | 2014-01-01 |
| 申请人 | 艾伊尔矿业服务有限公司; | 发明人 | 埃尔马·穆勒; 彼得·斯特凡努斯·雅各布斯·哈利迪; 克利福德·戈登·摩根; 保罗·达斯托尔; 瓦尔威克·贝尔彻; 周晓静; 格伦·布赖恩特; | ||||
| 摘要 | 一种炸药引爆器系统(10)，其包括引爆器壳体(13)，在该壳体内设置有引爆 电路 (17)，该引爆电路包括导电通路(16)，具有引火头(14)，该引火头与引爆电路结合成一体使得导电通路(16)沿着引火头(14)的 电极 和 电阻 桥通过。未充电的可充电 电压 源(12)也与引爆电路(17)结合成一体，并且对包含在充电 信号 中的充电特性是电敏感的。收到充电特性使电压源(12)充电，从而致使电压源能够在电极之间产生至少等于电阻桥的 击穿电压 的电势差。充电特性是充电光脉冲、充电 温度 、充电压 力 以及充电射频中的任何一个或多个。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于引爆炸药装药的炸药引爆器系统，所述引爆器系统在使用中与所述炸药装药布置为引爆关系，所述引爆器系统包括： |
||||||
| 说明书全文 | 炸药的引爆技术领域[0001] 本发明涉及炸药的引爆。更特别地，本发明涉及用于使炸药引爆的引爆器系统，该引爆器系统与炸药布置为引爆关系。因此，本发明提供了一种用于使炸药装药引爆的引爆器系统，该引爆器系统在使用中与炸药装药布置为引爆关系。本发明还提供了操作该引爆器系统的方法。 背景技术[0002] 通常借助于引爆器实现对炸药的引爆，该引爆器与炸药布置为引爆关系。这种炸药通常包括所谓的“主要”或“次级”炸药。 [0003] 特别地，在采矿行业以及例如拆除行业的其它多种依靠使用炸药的行业中，由于包括爆破操作的安全性和精确度的原因，对炸药引爆的精确控制是非常重要的。 [0004] 一般而言，一种引爆器可区分为两种类型的引爆器，即电子引爆器和烟火引爆器。 [0005] 电子引爆器通常通过在邻近炸药处产生电压火花或等离子实现炸药的引爆，该炸药与引爆器为引爆关系。这种电压火花或等离子是由对设置在两导电电极之间的电阻元件或电阻桥的击穿而产生的。电阻桥和电极通常共同地称为“引火头”，该引火头被容纳在引爆器的壳体内。等离子产生冲击波，该冲击波被传输至邻近的炸药并且起爆炸药。 [0006] 这种电子引爆器通常提供对引爆的精确控制，特别是关于其定时和延迟性能。然而，电子引爆器制造昂贵且使用困难，需要单独或外部电源和复杂的电传输线连接以允许将电传送至引爆器并且允许远距离触发引爆器。根据申请者的经验，这种连接根据申请者的经验易于失效，并且由于例如在采矿／拆除地点的射频(rf)干扰提供的错误刺激，甚至可能导致或使得过早的启动引爆器并且因此起爆炸药。 [0007] 与借助于电子延迟系统的电子引爆器操作相比，烟火引爆器采用定位在引爆器壳体内的一系列炸药以在所需的定时和延迟下将期望的引爆信号提供至主要炸药装药。该一系列炸药装药通常包括(i)起爆和密封装药，也称为起爆药，(ii)定时装药，(iii)主装药，以及可选地(iv)基础装药。起爆装药响应于传输至其的冲击信号而起爆炸药次序，并且还起密封装药的作用，该密封装药提供密封以避免在引爆器壳体内发生爆炸(blow-back)。起爆装药还起爆定时装药，该定时装药为引爆提供期望的燃烧延迟。定时装药相应地起爆主装药，该主装药或者直接将引爆启动信号提供至主炸药装药，或者起爆基础装药，该基础装药相应地将期望的引爆启动信号提供至主要炸药装药。 [0008] 如上文所提到的，烟火引爆器的起爆装药的起爆通常通过将冲击信号给予引爆器来实现，典型地该冲击信号由定位成与引爆器处于起爆关系的一个或多个冲击管提供。起爆装药典型地包括敏感炸药，可由足够量级的冲击波实现对该敏感炸药的起爆。冲击管在引爆器的起爆中是众所周知并且广泛使用的；冲击管包括装有一层起爆层或核心炸药的中空的塑料管，典型地包括HMX和铝金属粉的混合物。在点燃起爆(核心)炸药时，微小的爆炸以前进式温度／压力波阵面形式沿着管传播，典型地以大约7000ft／s(约为2000m／s)的速度。当到达引爆器时，温度／压力波触发或点燃在引爆器中的起爆／密封装药，这将导致上文提到的点火次序并且因此最终造成对主要炸药装药的引爆。尽管冲击管在经济上是具有吸引力的、使用安全简单并且不易于受到错误刺激，但是由于由引爆器炸药装药代替电子部件提供定时和延迟特征，现存的烟火基引爆器系统完全不能够允许与使用电子引爆器达到相同程度的引爆定时和延迟控制。 [0009] 因此，应当理解电子引爆器系统和烟火引爆器系统各自具有与其相关的特定缺点，这些缺点对这些系统的操作可靠性、安全性以及使用便捷性造成消极地影响。更特别地，尽管电子引爆器系统从它们提供的控制精确度的角度是有吸引力的，但其所需的复杂的电压传输线布置和连接存在顾虑。而关于烟火引爆器系统，尽管它们提供了采用冲击管并且避免使用复杂的传输线的能力，但它们在实现引爆延迟控制和精确度方面存在困难。 [0010] 因此，本发明总的来说意于提供一种操作炸药引爆器的方法，该方法解决并且至少部分地缓解炸药引爆器的烟火起爆和电子起爆相关的缺点。 [0011] 更具体地，本发明意于解决如下的困难，即，与电子引爆器系统操作相关的复杂的电信号传输线连接的困难以及与烟火引爆器系统相关的不精确地延迟定时和控制的困难。 发明内容[0012] 根据本发明的一个方面，提供了用于引爆炸药装药的炸药引爆器系统，该引爆器系统在使用中与炸药装药布置为引爆关系，该引爆器系统包括： [0013] 引爆器壳体； [0014] 引爆器壳体内部的引爆电路，该引爆电路包括导电通路； [0015] 引爆器壳体内部的引火头，该引火头包括至少两个分隔开的导电电极和跨越电极之间的空间的电阻桥，并且该引火头与引爆电路结合成一体使得导电通路沿着电极和电阻桥通过；以及 [0016] 引爆器壳体内部的未充电的可充电电压源，可充电电压源与引爆电路结合成一体并且对包含在充电信号中的充电特性是电敏感的，该充电信号在使用中被传递至引爆器，使得收到充电特性使电压源充电，从而致使电压源能够在电极之间产生至少等于电阻桥击穿电压的电势差。 [0017] 其中，充电特性是充电信号的充电光脉冲、充电温度、充电压力以及充电射频中的任何一个或多个，并且因此可充电电压源对充电光脉冲、充电温度、充电压力以及充电射频中的任何一个或多个是电敏感的。 [0018] 特别地，为了与优先权申请号ZA2011／01370的说明书保持连贯，应当注意，引爆器系统总的来说对应在ZA2011／01370中描述的引爆器。更特别地，未充电的可充电电压源总的来说包括ZA2011／01370的集成电压源。 [0019] 在使用中，当电极之间产生的电势差等于或超过电阻桥的击穿电压时，在电极之间产生电火花或等离子。该等离子相应地产生冲击信号，该冲击信号直接或间接地造成炸药装药的起爆并因此造成其引爆，该引爆器系统与炸药装药布置成引爆关系。 [0020] 在本发明的一种实施方式中，引爆器壳体可为圆柱形式的。 [0021] 引爆器还可包括支撑部或基底，在支撑部或基底上设置有引爆电路。在这种情况中，支撑部或基底因此也定位在引爆器壳体内。基底典型地可以是柔性基底并且可包括PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PI(聚乙烯亚胺)或涂布纸。 [0022] 引爆电路的导电通路优选地以及引爆电路本身优选地包括集成电路，因此其与基底结合成一体。在本发明的一实施方式中，导电通路可蚀刻在基底中。然而，优选地，集成线路是如下文详细所述的印刷在基底上的印刷集成线路。 [0023] 另外，引爆电路中的沿着导电通路设置的至少一些部件、优选地所有部件、即引火头(包括电极和电阻桥)和电压源还可通过如下文详细所述的合适的印刷方法印刷在基底上。因此，优选地，这些部件不包括所谓的表面安装器件(或SMD)。 [0024] 因此，应当理解，优选地，引爆电路整体是不具有任何包含在其中的SMD的印刷电路。引爆电路、即导电通路和其部件的印刷可借助于喷墨印刷、凹版印刷、丝网印刷、平板印刷、柔版印刷或任何其它适合的卷对卷的方法。 [0025] 引火头的电阻桥可包括电阻元件。典型地，电阻元件可以是薄膜元件、表面安装器件、或者由化学浸渍技术获得的电阻元件。当通过化学浸渍技术获得时，可通过如下方法将电阻元件施用至基底上，即，将设置有电极的基底浸入在合适的化学物质即氧化剂、燃料和／或炸药中，浸入之后使得化学制品干燥。然而优选地，电阻元件是印刷薄膜电阻元件，典型地使用合适的聚合油墨或导电油墨，或金基、铜基、银基、碳基、不锈钢基、或铝基的金属浆料印刷。浆料也可以是其中碳以碳纳米管形式的碳基。可通过添加在合适的输出增强化学物质(氧化剂、燃料和／或炸药)中印刷的层来增强电阻桥的能量输出。“输出增强”特别但不排除地指代由击穿电阻桥产生的冲击波。 [0026] 引火头的电极也可印刷在基底上，典型地也通过使用如此前所述的适合的例如金属的或聚合的导电油墨或浆料。 [0027] 应当理解，诸如电化学电池的电压源不是预充电的电压源。因此，引爆器系统设置有限制条件，即，电压源没有预充电并且因此在没有充电信号时不能够在电极间产生击穿电压。电压源以及因此引爆器系统，可被认为最初处于无源状态，直到其收到充电信号的充电特性。 [0028] 引爆器系统可包括冲击管，该冲击管设置为在引爆器邻近处起爆。充电信号可以是由冲击管提供并且沿冲击管传播的冲击信号。冲击管可典型地具有中空的长形本体，在该本体内设置有冲击管炸药，引爆该冲击管炸药提供了冲击信号。除了冲击管炸药之外，冲击管也可包括提供或增强充电光脉冲的光致发光化学物质。光致发光化学物质典型地可以是荧光或磷光化学物质、或可替代性地为用于光致发光化学物质的前体，在该情况下其能够在爆炸条件下转变成光致发光化学物质。在本发明的一实施方式中，光致发光化学物质可以是无机的并且包括稀土金属盐或两种或多种这种盐类的组合。典型地，盐类可从氧化盐、硝酸盐、高氯酸盐、高硫酸盐及其组合中选择。可替代地，光致发光化学物质可以是这种盐类或其它发光氧化物的前体。 [0029] 本质上可充电并且最初处于未充电条件下的电压源的操作取决于外部动力源或能量源提供的刺激。当然，该外部能量源是充电信号的充电特性。应当理解，由于电极之间的电势差的产生是借助于与引爆电路结合成一体的电压源而不是借助于外部电源实现的，因此这种外部电源或能量源不认为是电压源。因此在没有电压源的情况下外部电源本身不能够产生电极间的电势差。 [0030] 在本发明的一实施方式中，电压源可包括诸如光伏电池的光敏电池。尽管光伏电池是SMD，然而光伏电池优选地是印刷在基底上的印刷光伏电池。典型地，该光伏电池是有机光伏(OPV)电池，诸如P3HT：PCBM有机光伏电池。有机光伏电池可印刷在基底上，典型地使用苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)基油墨，和聚噻吩基油墨或更特别地聚酯纤维(3-辛基噻吩)或(P3HT)基油墨。 [0031] 在本发明的另一种实施方式中，电压源可包括诸如电容器和充电部件的无源电子部件，该充电部件沿引爆电路的导电通路与电容器操作地相相关联，因此能够使电容器充电。充电部件可以是对充电特性电敏感的，使得充电部件暴露于充电特性导致充电部件使电容器充电，从而致使电容器能够在电极之间产生至少等于电阻桥的击穿电压的电势差。因此充电部件可构造为向电容器传递足够量级的电荷，使得除非采用如此后所述的升压器否则电容器放电导致产生击穿电压。应当理解，在该实施方式中，电压源因此包括电容器和充电部件。充电部件可典型地包括一个或多个晶体管，该晶体管沿着引爆电路的导电通路与电压源电连通。 [0032] 在本发明的另一实施方式中，电压源可包括一个或多个晶体管，因此在没有诸如电容器的无源电部件的情况下晶体管本身构成电压源。 [0033] 当充电特性包括充电光脉冲时，晶体管——不管是充电部件或电压源——可包括光敏材料，该光敏材料对作为晶体管的输出电压的函数的充电光脉冲是敏感的，并且其中，在充电光脉冲下光敏材料中的光激活改变导致晶体管输出电压的增加。 [0034] 在本发明的一实施方式中，晶体管与有机光伏电池操作地相关，即形成体异质结。例如，晶体管可以是并五苯基的有机薄膜晶体管，该晶体管具有与其操作地相关的P3HT-PC61BM有机光伏电池。在这种情况下，光敏性因此通过有机光伏电池给到晶体管上。 [0037] 还进一步地，晶体管可包括共价键有机给体／受体对。 [0038] 当充电特性包括充电温度时，晶体管可包括温敏材料，该温敏材料对作为晶体管的输出电压的函数的充电温度是敏感的，其中在充电温度下温敏材料中的热量激活的改变因此导致晶体管输出电压的增加。 [0039] 当充电特性包括充电压力时，晶体管可包括压敏材料，该压敏材料对作为晶体管的输出电压的函数的充电压力是敏感的，其中在充电压力下压敏材料中的压力激活的改变因此导致晶体管输出电压的增加。 [0040] 如上文所提到的，特别地，晶体管可以是有机薄膜晶体管(OTFT)。可替代地，晶体管可以是有机场效应晶体管(OFET)。 [0041] 特别地，晶体管可印刷在基底上，因此为印刷晶体管。当晶体管包括OTFT或OFET时，其可借助于与OTFT或OFET的部件相关的合适的有机油墨印刷在基底上。 [0042] 在本发明的又一实施方式中，电压源可包括无源的或有源的射频识别设备(RFID)，该设备对其输出电压的函数的充电射频是敏感的。在这种情况下，充电信号可以是具有充电射频的无线电信号，该无线电信号从无线电信号发射器传输至电压源即RFID。 [0043] 在使用中，引爆器系统最初处于无源的和不可引爆的状态，其中可充电的电压源处于未充电的条件。因此，引爆器系统不能够使得炸药装药的引爆。然而，一旦充电信号被传输至电压源，不管借助于沿冲击管传播的冲击信号或者借助于由无线电发射器发射的无线电信号，电压源变为充电的并且因此能够产生电极间的击穿电压。从而通过传输模拟起爆信号或烟火基起爆信号(包括充电信号)产生电引爆信号。 [0044] 引爆器系统还可包括作为引爆电路一部分的电子延时设备，该电子延时设备将电极间的击穿电压的产生延迟期望的延迟时间段。因此，通过能够使用冲击管维持了电子的延迟同时消除了对复杂的电传输线连接的需要。 [0045] 引爆器系统典型地还可包括一个或多个触发器部件，该触发器部件对典型地作为其电导或导电率函数的充电特性中的一个或多个是敏感的。该触发器部件还可与引爆电路结合成一体，并且最初阻碍产生击穿电压，直到该触发器部件暴露于充电特性，触发器部件对充电特性敏感并且充电特性导致触发器部件的电导增加。在该触发器部件的电导增加的情况下，触发器部件提供的阻碍由此被消除并且允许产生击穿电压。该触发器部件典型地可包括一个或多个晶体管，该晶体管包括如下材料，即，对作为其电导的函数充电信号的充电特性中的一个或多个特性是敏感的。可设想以此方式至少一个充电特性可用于使电压源充电，至少一个其它充电特性可用于触发引爆器系统以产生击穿电压。 [0046] 根据本发明的另一方面，提供了炸药引爆器系统，该引爆器系统包括具有引爆器壳体的引爆器，在引爆器壳体内设置有引爆电路，该引爆电路包括导电通路，引爆器系统具有与引爆电路结合成一体的(i)引火头，该引火头包括至少两个分隔开的导电电极和跨越电极之间的空间的电阻桥，以及(ii)未充电的可充电电压源，该电压源对充电特性是电敏感的，充电特性包括充电光脉冲、充电压力、充电温度以及充电射频中的至少一个，使得暴露于该充电特性会使电压源充电，因而致使电压源能够在电极之间产生至少等于电阻桥的击穿电压的电势差，一种操作引爆器系统的方法，包括： [0047] 通过将具有充电特性的充电信号传输至电压源，使电压源充电；以及[0048] 借助于电压源，在两电极之间产生大于电阻桥的击穿电压的电势差。 [0049] 特别地，引爆器系统可以是如上文所述的并且因此根据本发明的引爆器系统。 [0051] 现将仅参考附图通过说明性示例的方式描述本发明，这些附图概念地示出了根据本发明的引爆器系统。 具体实施方式[0052] 参考图示，附图标记10总体上表示根据本发明的炸药引爆器系统。 [0053] 引爆器系统10包括电子延时引爆器11和冲击管15，该冲击管15连接至引爆器11，更特别地连接至引爆器11的圆柱形壳体13。因此，冲击管15在引爆器11的邻近处起爆。应当理解，冲击管15不需要在所有实施方式中物理地连接至引爆器11。 [0054] 引爆器11包括沿着导电通路16操作地连接的电压源12和引火头14。导电通路16与电压源12以及引火头14一起提供了通常由参考标记17表示的引爆电路。 [0055] 应当理解引爆器11并不包括任何烟火剂，并且因此引爆器系统10包括了由冲击管15代表的烟火引爆器系统和由电子引爆器11代表的电子引爆器系统的组合。 [0056] 引爆器11包括了其上方设置有引爆器电路的支撑部或基底18。因此，基底18位于引爆器壳体13的内部。基底是PET、PEN、PI或涂布纸中的任一类型的柔性基底。 [0057] 导电通路16包括集成电路，该集成电路或者蚀刻在基底18中或者更优选地印刷在基底上，该印刷可借助于喷墨、凹版印刷、丝网印刷、平板印刷、柔版印刷和其它卷对卷的方法。 [0058] 相似地，沿着导电通路设置的引爆电路17中至少一些但优选地所有的部件——即电压源12和引火头14(包括电极和电阻桥)——也印刷在基底18上。因此，优选地，这些部件不包括所谓的表面安装器件(SMD)。 [0059] 引火头14包括两个分隔开的导电电极(未图示)和横跨电极之间空间的电阻桥(未图示)。导电通路16沿电极和电阻桥通过。 [0060] 电阻桥包括为薄膜元件或表面安装器件的电阻元件。典型地，电阻元件可为薄膜元件、表面安装器件、或者由化学浸渍技术获得的电阻元件。当通过化学浸渍技术获得电阻元件时，可通过如下方式将电阻元件施用至基底上，即，将设置有电极的基底浸渍在化学物质即氧化剂、燃料和／或炸药中，浸渍并且之后使得化学制品干燥。然而，优选地，电阻元件是印刷薄膜电阻元件，该电阻元件使用适合的聚合油墨或导电油墨，或金基、铜基、银基、碳基、不锈钢基、或铝基的金属浆料印刷在基底18上。浆料也可以是其中碳是以碳纳米管形式的碳基浆料。可通过将在合适的化学物质(氧化剂、燃料和／或炸药)中印刷的增强层添加至电阻桥以增强电阻桥的能量输出。 [0061] 引火头的电极优选地也通过使用如前文所述的例如金属的导电油墨或聚合油墨或浆料印刷在基底18上。 [0062] 冲击管15具有中空的长形本体，在该长形本体内设置有冲击管炸药，其引爆提供了冲击信号。 [0063] 电压源12是未充电的可充电的电压源，该电压源对包含在充电信号中的充电特性是电敏感的，该充电信号在使用中被传输至引爆器系统10。特别地，电压源12暴露于充电特性使电压源12充电，从而致使电压源12能够产生引火头14的电极之间的电势差，该电势差至少等于电阻桥的击穿电压。电极之间产生的这种电势差导致由于击穿电阻桥而造成的在电极之间产生了电压火花或等离子。电压火花或等离子之后用于起爆或引爆炸药，该炸药与引爆器10布置为引爆关系。 [0064] 根据本发明，充电特性包括充电光脉冲、充电压力、充电温度以及充电射频中的任何一个或多个。并且因此电压源12对于充电光脉冲、充电压力、充电温度以及充电射频中的任何一个或多个是电敏感的。 [0065] 在本发明的一种实施方式中，电压源12包括诸如光伏电池的光敏电池。尽管光伏电池可以是SMD，但优选地，光伏电池是印刷在基底上的印刷光伏电池。特别地，光伏电池是诸如P3HT：PCBM有机光伏电池的有机光伏电池。优选地，有机光伏电池也印刷在基底上，典型地使用苯基-C61-丁酸甲酯(PCBM)基油墨和聚噻吩基或更特别地聚酯纤维(3-辛基噻吩)或(P3HT)-基油墨。 [0066] 可替代地，电压源12包括电容器和充电部件12.1，该充电部件12.1包括沿导电通路16操作地连接至电容器的晶体管。因此充电部件12.1即晶体管构造为传递足够量级的电荷至电容器，使得除非采用如此后所述的升压器，否则电容器放电导致产生击穿电压。 [0067] 在图示中，充电部件12.1沿着可替代的路线16.1包含在导电通路16中。充电部件12.1对充电特性是电敏感的，使得充电部件12.1暴露于充电特性造成充电部件12.1使电容器充电，从而致使电容器能够在电极之间产生电势差。如充电部件12.1的晶体管对充电特性的敏感度以在下文所述的方式实现。 [0068] 在本发明的另一实施方式中，电压源12可包括从有机薄膜晶体管和有机场效应晶体管中选择的一个或多个晶体管。在该实施方式中，晶体管因此构造为将足够量级的电荷传递至电容器，使得除非采用如此后所述的升压器，否则电容器放电导致产生击穿电压。 [0069] 不管是晶体管为电压源12或充电部件12.1，当充电特性包括充电光脉冲时，晶体管在一种实施方式中包括用于提供对充电光脉冲的敏感度的光敏材料，该光敏材料以其输出电压函数的方式对充电光脉冲是敏感的，使得在充电光脉冲下光敏材料的光激活的改变导致晶体管输出电压的增加。更特别地，在一种实施方式中，晶体管包括有机光伏电池，该有机光伏电池提供了构成光敏材料的光电导材料。在这种实施方式中，晶体管与有机光伏电池操作的地相关，即形成体异质结(bulk heterojunction)。例如，晶体管可以是并五苯基有机薄膜晶体管，该并五苯基有机薄膜晶体管具有与其操作地相关联即与其形成体异质结的P3HT-PC61BM有机光伏电池。在本发明的另一实施方式中，晶体管包括用于使其对充电光脉冲敏感的多层有机薄膜晶体管，该多层有机薄膜晶体管具有铜酞菁和3、4、9、10-二萘嵌苯四羧酸酯二苯并咪唑的可替代的层。在本发明的又一实施方式中，为了使晶体管对充电光脉冲敏感，晶体管包括体异质结，即，为C60衍生物的聚酯纤维(3-辛基噻吩)和PCBM的操作的关联。另外，为了使晶体管对充电光脉冲敏感，晶体管可包括共价键有机给体／受体对。 [0070] 当充电特性包括充电温度时，晶体管包括用于提供对充电温度的敏感度的温敏材料，温敏材料以其输出电压的函数的方式对充电温度是敏感的，使得在充电温度下温敏材料中的热量激活的改变导致晶体管的输出电压增加。温敏材料典型地是聚合铁电材料，优选地是聚偏二氟乙烯(PDVF)。在这种情况中，温敏材料在晶体管中以压电的或热电的聚合物薄膜电容器存在，该聚合物薄膜电容器已与晶体管结合成一体。 [0071] 当充电特性包括充电压力时，晶体管包括用于提供对充电压力的敏感度的压敏材料，压敏材料以其输出电压的函数的方式对充电压力是敏感的，并且在充电压力下压敏材料中的压力激活的改变导致晶体管的输出电压增加。压敏材料可包括构成晶体管的层的压敏橡胶和／或构成晶体管的外部薄层的压敏薄层。 [0072] 更特别地，晶体管因此通常包括有机薄膜晶体管(OTFT)与压敏材料的集成。特别地，压敏材料可具有为其机械变形函数的可变电阻，因此在转换压力下对OTFT给予电导率的改变，该电导率的改变用于使电导率足够传导以产生引爆启动电压。这种材料的一个示例是包括碳颗粒和硅橡胶基质的压敏橡胶。利用压敏橡胶用于探测压力的器件的另一示例是基于具有作为有源层(active layer)的P3HT的空间电荷限制晶体管(SCLT)。SCLT是具有插入在源极与漏极之间以控制竖直电流的栅极的竖直晶体管。当压力施加至压敏橡胶时，电阻以及因此源-漏电路中的电流系统地改变，以允许监测施加的压力。另一可能性是使用柔性压力传感器，其可通过使用透明塑料薄片既作为基底又作为晶体管18.1的门电介质。当压敏材料包括薄层时，薄层可典型地为与金电极模制的聚二甲硅氧烷(PDMS)。然而，应当注意OTFT具有对施加的压力固有的敏感度，例如并五苯晶体管具有在玻璃基底上的溶液处理的聚乙烯基苯酚门电介质。 [0073] 根据本发明，电压源为有源的或无源的射频识别设备(RFID)，该设备以其输出电压的函数的方式对充电射频敏感。在这种情况中，充电信号包括具有充电射频的无线电信号。 [0074] 当充电特性是充电光脉冲、充电温度以及充电压力中的一个或多个时，充电信号会是由冲击管15提供并且沿着冲击管15传播的冲击信号。为了提供充电光脉冲，冲击管15还可包括提供或放大充电光脉冲的光致发光化学物质。优选地，光致发光化学物质为荧光和／或磷光化学物质或用于荧光和／或磷光化学物质的化学物质前体。 [0075] 当充电特性是充电射频时，充电信号会是由无线电发射器提供并且具有充电射频的无线电信号。 [0076] 引爆器11可选择地包括作为引爆电路17的部分的电子延时设备20，该电子延时设备20将穿过电极的击穿电压的产生推迟期望的延迟时间段。因此，通过使用非电子的充电信号，保持电子延迟，同时避免了对复杂的传输电线连接的需要。 [0077] 引爆器11还可选择性地包括作为引爆电路17的部分的一个或多个触发器部件22，该触发器部件22典型地以其电导或导电率函数的方式对充电特性中的一个或多个是敏感的。这种触发器部件22与引爆电路17结合成一体，并且在最初妨碍产生击穿电压，直到其暴露于如下的充电特性，触发器部件对充电特性敏感并且这导致了其电导增加。随着触发器部件的电导增加，从而消除了触发器部件22提供的阻碍并且允许产生击穿电压。这种触发器部件典型地包括一个或多个晶体管，所述晶体管包括如下材料，这种材料以其导电函数的方式对充电信号的充电特性敏感。这种晶体管可以是上文所述的晶体管，因此包括也如上文所述的这种电敏材料。以这种构造，至少一个充电特性可用于使电压源充电，并且至少一个其它的充电特性可用于触发引爆器系统用以产生击穿电压。 [0078] 在使用中，引爆器系统10布置为使得引爆器11在在引爆中与要被引爆的炸药邻近并且因此与要被其引爆的炸药处于引爆关系。最初，电压源12是未充电的并且因此不能够产生穿过引火头14的电极的击穿电压。在该条件下，引爆器11不能够引爆炸药。该情况持续并且因此引爆器11保持处于潜伏状态，直到电压源12暴露于充电信号的充电特性。 [0079] 在炸药的引爆中，不管通过从无线电发射器传输无线电信号或者通过起爆冲击管15，使充电信号传输至引爆器11。一旦充电信号的充电特性遇到了电压源12并且在电压源12已暴露于充电特性的情况下，那么使电压源12充电，因此使得电压源12能够在引火头14的电极之间产生击穿电势差并因此引爆炸药。 [0080] 如果没有设置延迟设备20或引爆触发器22，那么充电的电压源在其变为用于产生击穿电压而完全充电的状态时将立即放电，因此造成击穿电阻桥并且产生电压等离子，由此使炸药引爆。然而，当引爆器11包括延迟设备20时，将根据设备20的规格延迟设备的放电。类似地，当引爆器11包括引爆触发器22时，充电的电压源12将仅在触发器22允许放电时、例如收到充电信号时放电，充电特性仅在另一充电特性之后到达引爆器11。 [0081] 应当理解，设想为了增加由电压源12提供的电压以产生击穿电压，升压器24可以是所需的。这种升压器本身可为晶体管。 [0082] 申请人期望诸如根据本发明的引爆器系统10的引爆器系统，即，与依靠外部电压源引爆器的相反的在其内部包含电压源的引爆器，在如下方面将是特别有用的，即，避免对通常与电子引爆器相关联的复杂的导线连接的需要(如在上文中所述)。 [0083] 申请人相信，特别地，非电子的或模拟的引爆信号(为充电信号)与电子引爆作用的组合结合了烟火基引爆器(由冲击管提供了使用安全性)和电子基引爆器(定时和延迟的精确度)的优势，如在上文所述，同时消除了与两者相关联的困难。 [0084] 申请人期望由于本发明将降低失效的风险并且获得更高的引爆和定时的精确度，因此本发明将提高炸药引爆器使用安全性。因此，申请人期望根据本发明的引爆器将允许用于引爆炸药的引爆器更大的精确度和可靠性，并且分别解决与纯烟火引爆器和纯电子引爆器相关联的困难和顾虑。 |
||||||
