浅谈数码雷管的设计

浅谈数码雷管的设计

张英豪陈成芳

（山东天宝化工股份有限公司，山东平邑，273300）

摘要：新型数码延期雷管是由数码延期体和基础雷管组成。民爆行业已将其作为“十一五和“十二五”期间的雷管发展方向。因此它的设计既要达到电子延时精度准确、密码器爆的性能要求，又要适合中国国情满足成本适中、使用方便的特点。作者对在研制新型数码雷管过程中遇到的问题进行了分析和探讨，并就其产品设计和市场定位提出了自己的观点和建议。

关键词：电子；雷管；设计；探讨

1 引言

在民用爆破器材行业“十一五”规划纲要中明确提出了指导思想与目标，其中主要有：坚持节约发展、清洁发展、安全发展，促进行业技术进步、安全生产、环境保护，加快优化产品结构。“十一五”期间的主要任务是优化产品结构：工业雷管等起爆器材向高精度、高可靠性、高安全性、环保型方向发展，发展以导爆管雷管、电子雷管为代表的新型高技术产品，提高工业雷管火工元件的科技含量，实现产品技术升级。同时在2010年工信部发布的关于民用爆炸物品行业技术进步的指导意见—工信部安[2010]227号中指出：工业雷管向安全可靠、高精度、智能型、环保型方向发展，电雷管向导爆管雷管方向发展，研制电子雷管及智能起爆系统。另外，公安部和工信部先后多次召开有关电子雷管推广和工艺技术研讨会，足见电子雷管越来越受到大家的关注。工业雷管目前主要有电雷管和导爆管雷管两种。二者分别存在延期精度不高、联网复杂、使用环境受限、网络无法检测、一旦丢失或被盗后易于被非法起爆等这样或那样的缺点。而微电子的逻辑控制火工品在民用爆破中的应用，对于提高应用效率和提高操作安全性更有特殊的意义[1]。基于此，国内火工品生产企业纷纷着手开发电子雷管(也称数码雷管)。

作者曾利用前后近四年时问研制开发了适合我国国情的新型数码延期雷管，且完成了工业化生产前的所有试产等准备工作，并顺利通过了工业和信息化部科技司组织的科技成果鉴定。数码雷管的优点在于它克服了上述电雷管与导爆管雷管的缺点，加之采用密码起爆技术和电子延期技术增加了使用安全性和社会安全性，杜绝了铅延期体带来的环境污染问题，符合民爆行业清洁发展、安全发展的发展方向，有开发和研究的必要。

2国内外数码雷管的发展慨况及存在的问题

国外在民爆领域早已开始生产和使用电子延期雷管，电子延期雷管较普通延期雷管延期精度高，能很好地解决串段问题[2]。数码延期雷管的研究开发始于20世纪80年代初。80年代中期，电子延期雷管产品进入民爆器材市场，但总体上还处于技术、产品的研发应用试验阶段。90年代后，该技术发展迅速。如：瑞典DynamitNobel公司、法国DeltaCapsInternational(DCI)公司、南非Aletch公司、日本旭化成工业公司、美国The Ensign-Bickford公司、德国DynamitNobelGmbh公司、澳大利亚(ICI)Orcal 公司等世界著名制造商和企业，均研制开发出了电子延期雷管及其起爆系统。目前在市场上具有先进水平的系统主要是法国DaveyBickford公司的Daveytrionic系统、德国DynamitNobel公司的Dynatronic系统及(ICI)0rical公司的Ex2000系统。1998年澳大利亚用Dynatronic电子延期雷管起爆系统进行了大型的爆破实验，1999年前后，美国在几个州用法国DaveyBickford 的Dynatronic系统也进行了大量的爆破试验，均取得了很好的爆破效果和巨大的成功。2006年6月6日，长江三峡围堰爆破采用0rical公司生产的电子延期起爆系统进行了爆破。但是国内在电子延期的技术研究和产品开发方面，特别是在民用爆破领域里大多还处于研发阶段，尚未实现大规模工业化生产。有关国内外电子雷管性能对比见表1和表2。

当前制约数码雷管发展的主要问题为成本高、自动化程度低、操作技术水平要求高、组网能力低和可靠性差等方面。要想在民爆行业发展和推广该项技术，必须解决这些问题。我认为解决这些问题的关键是如何对数码雷管产品进行设计和市场定位。下面结合在研制数码雷管过程中有关产品的设计问题进行探讨。

3数码雷管性能

安全性是首先要考虑的问题，没有安全也就无质量可言。安全涉及使用、运输、储存和生产多方面[3]。在产品设计研制时，我们充分考虑了产品的使用安全性与社会安全性，以及如何与现有生产线嫁接提高自动化程度进而改变手工焊接方式，提高产品延期精度，产品成本严格控制使其价格能被用户接受、操作简单方便尽量不改变用户又能达到电子雷管效果等等问题。山东天宝化工股份有限公司设汁的产品采用多种手段和技术，确保了产品处于安全受控状态，基本满足了上述性能要求。

3．1密码控制

每发数码电子雷管都设有唯一身体识别码(ID码)，与现有公安雷管编码系统规定的13位编码对应并生成一个新的密码，这一密码授权后才能起爆，以防止私下流通和非法起爆。

3．2 双密码技术和密码起爆技术

每个起爆器都具有双密码控制，由安全员和爆破员掌控。在每次起爆之前，现场安全员和爆破员必须同时输入正确的操作密码，起爆器才能进入起爆界面，否则新型数码延期雷管就无法起爆；并且在连续三次输入错误密码后，起爆器将直接锁死。锁死后的起爆器必须返回设计单位进行解锁。每只数码延期模块的可编程延时芯片在出厂前都被写入一个固定的起爆密码，在接收到来自发爆器的密码序列之后，每只芯片都会与自身存储的密码逐位对比，如果完全一致，则执行后续的延时起爆操作；否则不做任何响应。

3．3使用年限管理

可对使用期限进行控制，超过规定使用期限后雷管将不能再被起爆。这样可便于公安管理部门掌控每年雷管用量和非常时期禁止爆破作业命令的执行力，又能在很大程度上杜绝民间长期私藏雷管伺机作案的发生。

3．4记忆功能

起爆器具有存储记忆功能，能滚动记录该起爆器引爆新型数码延期雷管的起爆日期和时间及使用地点(通过GPS定位)，使用单位不具备删除功能，记录可在起爆器上查阅，也可由管理部门通过起爆器通信接口由电脑读出，便于管理部门的管理和追溯及涉爆案件的查处。

3．5防非法流通功能

起爆器内置起爆密码。产品在出厂时专门设置了起爆器内置密码和新型数码延期雷管的内置密码，起爆前利用通信机制进行密码校验，每一个用户采购的新型数码延期雷管只能由授权给该客户的智能起爆器起爆，每一个新型数码延期雷管只能由对应的起爆器起爆，可防止用户之间的非法流通和使用。

3．6起爆器自毁技术

起爆器一旦被非法解剖就会将内部主芯片烧壤，从而防止起爆器被非法仿制．。

3．7抗非法起爆能力

新型数码延期雷管具有抗交、直流电和普通发爆器的能力。高于35V的电压或普通无法使其起爆，只能破坏雷管部分电路，但是这些部分被破坏以后，控制芯片将自动锁功能，此后无论如何也无法再起爆(35V及以下电压也不能起爆，但此后该雷管还