EP0975932A1 - Electronic igniter - Google Patents

Electronic igniter

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Publication number
EP0975932A1
EP0975932A1 EP98916991A EP98916991A EP0975932A1 EP 0975932 A1 EP0975932 A1 EP 0975932A1 EP 98916991 A EP98916991 A EP 98916991A EP 98916991 A EP98916991 A EP 98916991A EP 0975932 A1 EP0975932 A1 EP 0975932A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
detonator
ignition
igniter
address
data
Prior art date
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Ceased
Application number
EP98916991A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Matthias Kuhla
Heinz Schäfer
Ulrich Steiner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
Original Assignee
Dynamit Nobel AG
Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19721839A external-priority patent/DE19721839A1/en
Application filed by Dynamit Nobel AG, Dynamit Nobel GmbH Explosivstoff und Systemtechnik filed Critical Dynamit Nobel AG
Publication of EP0975932A1 publication Critical patent/EP0975932A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B3/00—Blasting cartridges, i.e. case and explosive
    • F42B3/10—Initiators therefor
    • F42B3/12—Bridge initiators
    • F42B3/121—Initiators with incorporated integrated circuit
    • F42B3/122—Programmable electronic delay initiators

Definitions

  • the invention relates to an electronic detonator for detonating an explosive charge, the detonator containing a data control part which evaluates data supplied via a connecting line and actuates a switch to trigger the ignition as a function of this data.
  • the detonation of the explosives in commercial use is preferably initiated with electronic detonators. When properly used, this is done with special igniters, which are not particularly secured. Ignition is also possible - assuming little physical knowledge - with an appropriate voltage source. After terrorist attacks or explosives, the investigative authorities find it extremely difficult to obtain clear evidence to narrow down the group of perpetrators.
  • Electronic detonators are known which contain an energy store and which, in order to initiate the ignition, require a pulse train with a specific structure to be emitted from an ignition machine (EP 0 147 688 A2).
  • detonators are known in which a release code is predetermined by the type of chip used. Changing the unlocking code requires changing the chip and inserting a new chip with a different layout. This involves a great deal of effort.
  • the ignitors used in this system must be switched on using the key switch. If the key switch is bridged, the safety function is lost and the igniter can be ignited. There is also the possibility that the code can be analyzed and decrypted in identically constructed detonators and is thus available for misuse.
  • the invention has for its object to provide an electronic detonator that offers increased security against unauthorized use of the detonator.
  • an unlocking code is stored in a non-volatile memory, for example in a serial communication-capable EEPROM.
  • a non-volatile memory for example in a serial communication-capable EEPROM.
  • different detachment codes can be entered into the respective memory by the manufacturer in the case of igniters which are identically formed during the production phase.
  • each detonator could have its own unlock code get that does not occur in any other detonator.
  • the igniter can only be ignited if the data supplied by the igniter corresponds to this unlocking code.
  • the fact that triggering with simple energy (ignitor or battery) is not possible eliminates a major source of danger.
  • the detonator is secured in such a way that it can only be triggered with knowledge of the unlocking code it contains. This largely prevents unauthorized use of the detonator.
  • the large number of different unlocking codes that can be entered in identical detonators is advantageous.
  • the ignition circuit of the detonator can be interrupted or blocked and the detonator can thus be rendered unusable. This measure ensures that hackers have no way of cracking the unlock code.
  • each user can receive their own unlocking code as an access code.
  • This user's ignition devices can be set to this unlocking code.
  • the igniter can only be activated with a PIN code. If three attempts are made to decrypt the code, the ignitor blocks all functions. Unlocking is only possible from the manufacturer. Finally, there is the possibility of storing the ignition data in a non-volatile memory by pressing a fire button - not recognizable for the user - with details of the date, time and explosive pattern. This data can only be read out by the manufacturer.
  • the drawing shows a schematic block diagram of the electronic detonator.
  • the igniter can be connected to an igniter (not shown) via a two-wire connecting line AL.
  • the connecting line AL leads to the input part ET, which contains the following components: an input protection 1, a signal coupling 2, a rectifier circuit 3 and a voltage supply 4.
  • the input protection 1 forms a filter and fuse circuit. It contains an HF fuse and an overload fuse as well as a voltage limiting circuit that only allows low voltages to pass through.
  • Input contactor 1 ensures that
  • the signal decoupling 2 forms an interface for decoupling the filtered signals and for converting the analog signals into digital signals.
  • the rectifier circuit 3 is fed with the analog signals coming from the input protection 1 and uses this to generate a DC voltage of a defined polarity. Ease of use means that the user can connect the detonator in any polarity.
  • the DC voltage is supplied to the voltage supply 4, which consists of a 2-stage voltage regulator.
  • the voltage supply 4 In the basic state, after switching on, the voltage supply 4 generates a low supply voltage which is not sufficient to ignite the ignition charge or squib connected to the ignition line ZL.
  • the electronic components of the detonator are supplied with this low supply voltage, so that in particular the data control part DST is functional. This ensures the operation of the fuse logic.
  • the low supply voltage is below the Nofire threshold.
  • the supply voltage of the voltage supply 4 is also supplied to the ignition stage ZS.
  • a capacitor has the advantage that a voltage-free ignition system is available in the non-connected state. After the unlocking code has been recognized, the capacitor is charged by the higher supply voltage of the voltage supply 4 to a value which is sufficient to ignite the explosive charge.
  • the energy store 5 is followed by an electronic switch 6 in the form of a switching transistor, which is controlled by the data control part DST and in conductive state discharges the energy store 5 to the ignition means connected to the ignition line ZL.
  • the data control part DST contains a central control unit CPU, which performs all control processes and logical switching functions.
  • the digital signals coupled out from the input part ET are counted at an input counter 7 in order to then be evaluated by the CPU.
  • the first data protocol to be checked concerns the unlocking code. This is checked for identity. If there is a match, the CPU sends a reset signal to all components of the data control part, a release command to the power supply for setting the high supply voltage, a synchronization command to the input counter 7 for receiving delay time data and a synchronization command to a reference counter 10.
  • the data control part DST contains an oscillator 8, which supplies a clock generator 9 for generating the clock frequency.
  • the clock frequency is fed to the CPU and further to the reference counter 10, in which the delay times are stored as real time by counting up.
  • the delay time data supplied by the ignition device have the effect that the reference counter 10 is counted up to a value predetermined by this data.
  • the unlocking code is stored in the memory 11 and an igniter address is stored in the memory 12.
  • the detonator address is a value between 0 and N, e.g. 60, depending on the needs of the user.
  • the memory 13 contains customer data. The relevant data are entered in the IT information section during the production of the detonator and cannot be changed after final assembly. There are no opportunities for manipulation from the outside.
  • the igniter When the igniter (not shown) is switched on, the igniter is supplied with voltage.
  • the information part IT transfers the unlocking code contained in the memory 11 and the igniter address contained in the memory 12 to the CPU. This is then ready to receive the data supplied by the ignitor.
  • the ignitor first sends out the unlocking code.
  • the CPU checks whether this unlock code is identical to the saved unlock code. If identity is present, the supply voltage is increased from the security level (Nofire) to the ignition level (Allfire). The detonator is now in standby mode, in which ignition is possible.
  • the delay time is first programmed in standby mode.
  • the igniter address is transmitted via the connecting line AL.
  • this detonator address matches the detonator address stored in the memory 12, the reference counter 10 is counted up with a subsequent start-stop sequence.
  • the start-stop sequence consists of a start signal and a stop signal on the connection line AL.
  • the reference counter 10 counts the pulses of the clock generator 9.
  • the final value of the reference counter 10 that is finally reached indicates the measure of the delay time that then expires.
  • the reference counter 10 is counted down and when the counter reading "0" is reached, the switch 6 is actuated.
  • Manufacturing data and customer data are stored in a further memory 13 of the information part IT.
  • the production data include production order, lot name, date of manufacture etc.
  • the customer data are customer name, order and delivery data.
  • the manufacturing and customer data can be read out by the manufacturer if necessary, but are not accessible to the user.
  • the detonator address indicates the type of delay of the detonator in question. Following the igniter address, the igniter then delivers the delay time to be assigned to this address. The delay time can therefore be set separately by the user for each detonator address.
  • it can be printed on the connecting cable AL or at another location on a plastic injection molded part.

Abstract

The invention relates to an electronic igniter, containing an energy storage element (5) which can be released onto a detonating agent by means of an actuator (6) to initiate ignition. The energy storage element (5) is supplied by a power supply (4) which provides a low voltage when not activated, said low voltage supplying a data control part (DST). In a standby mode, the power supply (4) voltage is increased to a level sufficient for ignition to take place. A safety release is stored in an information part (IT) in a non-volatile memory (11). The standby mode can only be initiated if the signal conveyed via the connecting line (AL) matches the safety release code. The invention therefore ensures that unauthorised persons who do not know the safety release code are unable to use the igniter.

Description

Elektronischer Zünder Electronic detonator
Die Erfindung betrifft einen elektronischen Zünder zum Zünden einer Sprengladung, wobei der Zünder ein Datensteuerteil enthält, der über eine Anschlußleitung gelieferte Daten auswertet und in Abhängigkeit von diesen Daten einen Schalter zur Zündauslösung betätigt .The invention relates to an electronic detonator for detonating an explosive charge, the detonator containing a data control part which evaluates data supplied via a connecting line and actuates a switch to trigger the ignition as a function of this data.
In der letzten Zeit haben Sprengstoffanschläge auf Einrichtungen und Personen zugenommen. Dies liegt nicht zuletzt daran, daß die Täter sich Sprengstoffe und Zünder relativ leicht beschaffen können. Die Detonation der Sprengstoffe bei kommerzieller Anwendung wird vorzugsweise mit elektronischen Zündern eingeleitet. Dies geschieht bei ordnungsgemäßer Anwendung mit speziellen Zündgeräten, die jedoch nicht besonders gesichert sind. Ebenso ist - geringe physikalische Kenntnisse vorausgesetzt - mit einer entsprechenden Spannungsquelle die Zündung möglich. Nach terroristischen Anschlägen oder Sprengstoffunden haben die Ermittlungsbehörden es äußerst schwer, klare Indizien zu erhalten, um den Täterkreis einzugrenzen. Bekannt sind elektronische Zünder, die einen Energiespeicher enthalten und die zur Einleitung der Zündung erfordern, daß von einer Zündmaschine eine Impulsfolge mit bestimmtem Aufbau ausgesandt wird (EP 0 147 688 A2) . Ferner sind Zünder bekannt, bei denen ein Entsicherungscode durch den Typ des verwendeten Chips fest vorgegeben ist. Eine Änderung des Entsicherungscodes erfordert das Auswechseln des Chips sowie das Einsetzen eines neuen Chips mit geändertem Layout. Dies ist mit einem großen Aufwand verbunden. Die in diesem System verwendeten Zündgeräte sind mittels Schlüsselschalter einzuschalten. Wird der Schlüsselschalter überbrückt, ist die Sicherungsfunktion verloren und der Zünder kann gezündet werden. Ferner besteht die Möglichkeit, daß bei baugleichen Zündern der Code analysiert und entschlüsselt werden kann und so zum Mißbrauch zur Verfügung steht .Explosive attacks on facilities and people have increased recently. This is not least because the perpetrators can get explosives and detonators relatively easily. The detonation of the explosives in commercial use is preferably initiated with electronic detonators. When properly used, this is done with special igniters, which are not particularly secured. Ignition is also possible - assuming little physical knowledge - with an appropriate voltage source. After terrorist attacks or explosives, the investigative authorities find it extremely difficult to obtain clear evidence to narrow down the group of perpetrators. Electronic detonators are known which contain an energy store and which, in order to initiate the ignition, require a pulse train with a specific structure to be emitted from an ignition machine (EP 0 147 688 A2). Furthermore, detonators are known in which a release code is predetermined by the type of chip used. Changing the unlocking code requires changing the chip and inserting a new chip with a different layout. This involves a great deal of effort. The ignitors used in this system must be switched on using the key switch. If the key switch is bridged, the safety function is lost and the igniter can be ignited. There is also the possibility that the code can be analyzed and decrypted in identically constructed detonators and is thus available for misuse.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Zünder zu schaffen, der eine erhöhte Sicherheit gegen unbefugte Benutzung des Zünders bietet.The invention has for its object to provide an electronic detonator that offers increased security against unauthorized use of the detonator.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung.This object is achieved with the invention specified in claim 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Zünder wird ein Entsicherungscode in einem nichtflüchtigen Speicher hinterlegt, z.B. in einem seriell kommunikationsfähigen EEPROM. Dadurch können bei untereinander identisch ausgebildeten Zündern während der Fertigungsphase von der Herstellerfirma unterschiedliche Entsicherungscodes in den jeweiligen Speicher eingegeben werden. Auf diese Weise könnte jeder Zünder einen eigenen Entsicherungscode bekommen, der bei keinem anderen Zünder vorkommt. Nur wenn die von dem Zündgerät gelieferten Daten diesem Entsicherungscode entsprechen, läßt sich der Zünder zünden. Dadurch, daß die Auslösung mit einfacher Energie (Zündgerät oder Batterie) nicht möglich ist, ist eine wesentliche Gefahrenquelle ausgeschlossen. Darüber hinaus ist der Zünder so gesichert, daß er nur mit Kenntnis des in ihm enthaltenen Entsicherungscodes ausgelöst werden kann. Dadurch wird einem unbefugtem Gebrauch des Zünders weitgehend vorgebeugt . Vorteilhaft ist die große Anzahl unterschiedlicher Entsicherungscodes, die in baugleiche Zünder eingegeben werden können.In the detonator according to the invention, an unlocking code is stored in a non-volatile memory, for example in a serial communication-capable EEPROM. In this way, different detachment codes can be entered into the respective memory by the manufacturer in the case of igniters which are identically formed during the production phase. This way, each detonator could have its own unlock code get that does not occur in any other detonator. The igniter can only be ignited if the data supplied by the igniter corresponds to this unlocking code. The fact that triggering with simple energy (ignitor or battery) is not possible eliminates a major source of danger. In addition, the detonator is secured in such a way that it can only be triggered with knowledge of the unlocking code it contains. This largely prevents unauthorized use of the detonator. The large number of different unlocking codes that can be entered in identical detonators is advantageous.
Wenn der Entsicherungscode eine bestimmte Anzahl von Malen falsch eingegeben wurde, kann der Zündkreis des Zünders unterbrochen bzw. gesperrt und der Zünder somit unbrauchbar gemacht werden. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, daß Hacker keine Möglichkeit haben, den Entsicherungscode zu knacken.If the unlocking code has been entered incorrectly a certain number of times, the ignition circuit of the detonator can be interrupted or blocked and the detonator can thus be rendered unusable. This measure ensures that hackers have no way of cracking the unlock code.
Ferner ist es möglich, daß jeder Anwender einen eigenen Entsicherungscode als Zugangskennung erhält. Hierbei können die Zündgeräte dieses Anwenders auf diesen Entsicherungscode eingestellt werden.It is also possible for each user to receive their own unlocking code as an access code. This user's ignition devices can be set to this unlocking code.
Ferner besteht die Möglichkeit, daß das Zündgerät nur mit einem PIN-Code zu aktivieren ist. Wird dreimal versucht, den Code zu entschlüsseln, sperrt das Zündgerät alle Funktionen. Die Entriegelung ist nur beim Hersteller möglich. Schließlich besteht die Möglichkeit, mit Betätigung einer Feuertaste - für den Anwender nicht erkennbar - die Zünddaten nichtflüchtig in einem Speicher zu hinterlegen, mit Angabe von Datum, Uhrzeit und Sprengbild. Diese Daten können nur durch die Herstellerfirma ausgelesen werden.There is also the possibility that the igniter can only be activated with a PIN code. If three attempts are made to decrypt the code, the ignitor blocks all functions. Unlocking is only possible from the manufacturer. Finally, there is the possibility of storing the ignition data in a non-volatile memory by pressing a fire button - not recognizable for the user - with details of the date, time and explosive pattern. This data can only be read out by the manufacturer.
Bei vollständigem Ausbau eines aus Zündgerät und Zünder bestehenden Zündsystems müssen zur befugten Benutzung die folgenden Bedingungen erfüllt sein:If an ignition system consisting of ignitor and igniter is completely removed, the following conditions must be met for authorized use:
a) Es muß ein Zünder mit eingestelltem Entsicherungscode vorhanden sein;a) A detonator with a set unlocking code must be available;
b) es muß ein Zündgerät mit Schlüsselschalter zur Übertragung des Entsicherungscodes an den Zünder vorhanden sein undb) there must be an ignition device with a key switch for transmitting the unlocking code to the igniter and
c) der Benutzer muß den PIN-Code des Zündgerätes kennen, um dieses zu aktivieren.c) the user must know the PIN code of the igniter to activate it.
Selbst wenn Unbefugte Zünder, Zündgerät und Zündgerät- PIN-Code in ihren Besitz bringen, kann die Herstellung von "Zeitbomben" durch besondere Bedienungsanforderun- ten des Zündgerätes verhindert werden, welche nur speziell ausgebildeten Personen bekannt sind.Even if unauthorized persons bring the igniter, ignitor and ignitor PIN code into their possession, the production of "time bombs" can be prevented by special operating requirements of the igniter which are only known to specially trained persons.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert .In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the single figure of the drawing.
In der Zeichnung ist ein schematisches Blockschaltbild des elektronischen Zünders dargestellt. Der Zünder ist über eine zweiadrige Anschlußleitung AL mit einem (nicht dargestellten) Zündgerät verbindbar. Die Anschlußleitung AL führt zu dem Eingangsteil ET, der die folgenden Komponenten enthält: einen Eingangsschutz 1, eine Signalauskopplung 2, eine Gleichrichterschaltung 3 und eine Spannungsversorgung 4. Der Eingangsschutz 1 bildet eine Filter- und Sicherungsschaltung. Er enthält eine HF-Sicherung und eine Überlastsicherung sowie eine Spannungsbegrenzungsschaltung, die nur niedrige Spannungen durchläßt. Durch den Eingangs- schütz 1 wird sichergestellt, daßThe drawing shows a schematic block diagram of the electronic detonator. The igniter can be connected to an igniter (not shown) via a two-wire connecting line AL. The connecting line AL leads to the input part ET, which contains the following components: an input protection 1, a signal coupling 2, a rectifier circuit 3 and a voltage supply 4. The input protection 1 forms a filter and fuse circuit. It contains an HF fuse and an overload fuse as well as a voltage limiting circuit that only allows low voltages to pass through. Input contactor 1 ensures that
Hochfrequenzeinflüsse den Zünder nicht zur Auslösung bringen,High-frequency influences do not trigger the detonator,
elektrostatische Einkopplungen abgefangen werden,electrostatic couplings are intercepted,
bei Einkupplng von sehr hoher Fremdspannung ein Schutzwiderstand definiert zerstört wird, um den Zünder von dem Zündgerät abzutrennen,when very high external voltage is coupled in, a protective resistor is destroyed in a defined manner in order to separate the igniter from the igniter,
bei Einkupplung von niederenergetischer Fremdspannung eine Begrenzung der Eingangsspannung durch elektronische Schutzbeschaltungen erfolgt.When low-voltage external voltage is coupled in, the input voltage is limited by electronic protective circuits.
Nur Signale mit zugelassenem Amplitudenhub und Frequenzband werden an die Signalauskopplung 2 weitergeleitet .Only signals with an approved amplitude swing and frequency band are forwarded to signal output 2.
Die Signalauskopplung 2 bildet eine Schnittstelle zur Auskopplung der gefilterten Signale und zur Umwandlung der Analogsignale in Digitalsignale. Die Gleichrichterschaltung 3 wird mit den vom Eingangsschutz 1 kommenden Analogsignalen gespeist und erzeugt hieraus eine Gleichspannung von definierter Polarität . Zur Benutzerfreundlichkeit gehört, daß der Anwender den Zünder in beliebiger Polarität anschließen kann.The signal decoupling 2 forms an interface for decoupling the filtered signals and for converting the analog signals into digital signals. The rectifier circuit 3 is fed with the analog signals coming from the input protection 1 and uses this to generate a DC voltage of a defined polarity. Ease of use means that the user can connect the detonator in any polarity.
Die Gleichspannung wird der Spannungsversorgung 4 zugeführt, die aus einem 2-Stufen-Spannungsregler besteht. Im Grundzustand, nach dem Einschalten, erzeugt die Spannungsversorgung 4 eine niedrige Versorgungsspannung, die zum Zünden der an die Zündleitung ZL angeschlossenen Anzündladung oder Zündpille nicht ausreicht. Mit dieser niedrigen VersorgungsSpannung werden die elektronischen Komponenten des Zünders gespeist, so daß insbesondere der Datensteuerteil DST funktionsfähig ist. Dadurch ist der Betrieb der Zünderlogik sichergestellt. Die niedrige Versorgungsspannung liegt unterhalb der Nofire-Schwelle.The DC voltage is supplied to the voltage supply 4, which consists of a 2-stage voltage regulator. In the basic state, after switching on, the voltage supply 4 generates a low supply voltage which is not sufficient to ignite the ignition charge or squib connected to the ignition line ZL. The electronic components of the detonator are supplied with this low supply voltage, so that in particular the data control part DST is functional. This ensures the operation of the fuse logic. The low supply voltage is below the Nofire threshold.
Die Versorgungsspannung der Spannungsversorgung 4 wird ferner an die Zündstufe ZS geliefert. Diese enthält einen Energiespeicher 5, vorzugsweise in Form eines Kondensators. Ein Kondensator hat den Vorteil, daß im nichtangeschlossenen Zustand ein spannungsloses Zündsystem zur Verfügung steht. Der Kondensator wird, nachdem der Entsicherungscode erkannt wurde, durch die höhere VersorgungsSpannung der Spannungsversorgung 4 auf einen Wert aufgeladen, der zum Zünden der Sprengladung ausreicht.The supply voltage of the voltage supply 4 is also supplied to the ignition stage ZS. This contains an energy store 5, preferably in the form of a capacitor. A capacitor has the advantage that a voltage-free ignition system is available in the non-connected state. After the unlocking code has been recognized, the capacitor is charged by the higher supply voltage of the voltage supply 4 to a value which is sufficient to ignite the explosive charge.
Dem Energiespeicher 5 ist ein elektronischer Schalter 6 in Form eines Schalttransistors nachgeschaltet, der durch den Datensteuerteil DST gesteuert wird und im leitenden Zustand den Energiespeicher 5 auf das an die Zündleitung ZL angeschlossene Zündmittel entlädt.The energy store 5 is followed by an electronic switch 6 in the form of a switching transistor, which is controlled by the data control part DST and in conductive state discharges the energy store 5 to the ignition means connected to the ignition line ZL.
Der Datensteuerteil DST enthält eine zentrale Steuereinheit CPU, die sämtliche Steuerungsprozesse und logischen Schaltfunktionen wahrnimmt. An einen Eingangszähler 7 werden die aus dem Eingangsteil ET ausgekoppelten Digitalsignale gezählt, um dann von der CPU ausgewertet zu werden. Das erste zu prüfende Datenprotokoll betrifft den Entsicherungscode. Dieser wird auf Identität geprüft. Ist Übereinstimmung vorhanden, sendet die CPU ein Reset-Signal an sämtliche Komponenten des Daten- steuerteils, einen Freigabebefehl an die Spannungsversorgung zur Einstellung der hohen VersorgungsSpannung, einen Synchronisationsbefehl an den Eingangszähler 7 zum Empfang von Verzögerungszeit-Daten und einen Synchronisationsbefehl an einen Referenzzähler 10.The data control part DST contains a central control unit CPU, which performs all control processes and logical switching functions. The digital signals coupled out from the input part ET are counted at an input counter 7 in order to then be evaluated by the CPU. The first data protocol to be checked concerns the unlocking code. This is checked for identity. If there is a match, the CPU sends a reset signal to all components of the data control part, a release command to the power supply for setting the high supply voltage, a synchronization command to the input counter 7 for receiving delay time data and a synchronization command to a reference counter 10.
Der Datensteuerteil DST enthält einen Oszillator 8, der einen Taktgenerator 9 zur Erzeugung der Taktfrequenz beliefert. Die Taktfrequenz wird der CPU zugeführt und ferner dem Referenzzähler 10, in welchem die Verzögerungszeiten als Echtzeit durch Hochzählen hinterlegt werden. Die von dem Zündgerät gelieferten Verzögerungs- zeit-Daten bewirken, daß der Referenzzähler 10 bis zu einem durch diese Daten vorgegebenen Wert hochgezählt wird. Mit Beginn des an alle Zünder gleichzeitig gesendeten Startbefehls läuft der Referenzzähler 10 rückwärts und bei Erreichen des Zählerstandes "0" wird der Schalter 6 angesteuert und das Zündmittel gezündet . Der Informationsteil IT enthält verschiedene nichtflüchtige Speicher 11,12,13. In diesen Speichern werden die für die Sicherheitsphilosophie des Sprengzünders erforderlichen Daten hinterlegt. In dem Speicher 11 ist der Entsicherungscode gespeichert und in dem Speicher 12 eine Zünderadresse. Die Zünderadresse ist ein Wert zwischen 0 und N, z.B. 60, je nach Bedarf des Anwenders. Der Speicher 13 enthält Kundendaten. Die betreffenden Daten werden in den Informationsteil IT bei der Produktion des Zünders eingegeben und sind nach der Endmontage nicht mehr zu verändern. Möglichkeiten zur Manipulation von außen sind nicht vorhanden.The data control part DST contains an oscillator 8, which supplies a clock generator 9 for generating the clock frequency. The clock frequency is fed to the CPU and further to the reference counter 10, in which the delay times are stored as real time by counting up. The delay time data supplied by the ignition device have the effect that the reference counter 10 is counted up to a value predetermined by this data. With the start of the start command sent to all detonators at the same time, the reference counter 10 runs backwards and when the counter reading "0" is reached, the switch 6 is activated and the detonator is ignited. The information part IT contains various non-volatile memories 11, 12, 13. The data required for the safety philosophy of the detonator is stored in these memories. The unlocking code is stored in the memory 11 and an igniter address is stored in the memory 12. The detonator address is a value between 0 and N, e.g. 60, depending on the needs of the user. The memory 13 contains customer data. The relevant data are entered in the IT information section during the production of the detonator and cannot be changed after final assembly. There are no opportunities for manipulation from the outside.
Mit dem Einschalten des (nicht dargestellten) Zündgerätes wird der Zünder mit Spannung versorgt . Wenn die Spannungsversorgung 4 die niedrige VersorgungsSpannung aufgebaut hat, übergibt das Informationsteil IT den im Speicher 11 enthaltenen Entsicherungscode und die im Speicher 12 enthaltene Zünderadresse an die CPU. Diese ist dann bereit zum Empfang der vom Zündgerät gelieferten Daten.When the igniter (not shown) is switched on, the igniter is supplied with voltage. When the power supply 4 has built up the low supply voltage, the information part IT transfers the unlocking code contained in the memory 11 and the igniter address contained in the memory 12 to the CPU. This is then ready to receive the data supplied by the ignitor.
Das Zündgerät sendet zunächst den Entsicherungscode aus. Die CPU prüft, ob dieser Entsicherungscode mit dem gespeicherten Entsicherungscode identisch ist. Ist Identität vorhanden, wird die VersorgungsSpannung vom Sicherheitslevel (Nofire) auf den Zündlevel (Allfire) erhöht. Der Zünder befindet sich jetzt im Bereitschaftsmodus, in dem ein Zünden möglich ist.The ignitor first sends out the unlocking code. The CPU checks whether this unlock code is identical to the saved unlock code. If identity is present, the supply voltage is increased from the security level (Nofire) to the ignition level (Allfire). The detonator is now in standby mode, in which ignition is possible.
Im Bereitschaftsmodus erfolgt zunächst das Programmieren der Verzögerungszeit. Hierzu wird über die Anschlußleitung AL die Zünderadresse übertragen. Stimmt diese Zünderadresse mit der im Speicher 12 abgelegten Zünderadresse überein, wird mit einer nachfolgenden Start-Stop-Sequenz der Referenzzähler 10 hochgezählt. Die Start-Stop-Sequenz besteht aus einem Start-Signal und einem Stop-Signal an der Anschlußleitung AL. In der Zeitspanne zwischen diesen beiden Signalen zählt der Referenzzähler 10 die Impulse des Taktgenerators 9. Der schließlich erreichte Endwert des Referenzzählers 10 gibt das Maß der anschließend ablaufenden Verzögerungs- zeit an. In dieser Verzögerungszeit wird der Referenz- zähler 10 rückwärts gezählt und bei Erreichen des Zählerstandes "0" wird der Schalter 6 betätigt.The delay time is first programmed in standby mode. For this purpose, the igniter address is transmitted via the connecting line AL. Right this detonator address matches the detonator address stored in the memory 12, the reference counter 10 is counted up with a subsequent start-stop sequence. The start-stop sequence consists of a start signal and a stop signal on the connection line AL. In the period between these two signals, the reference counter 10 counts the pulses of the clock generator 9. The final value of the reference counter 10 that is finally reached indicates the measure of the delay time that then expires. During this delay time, the reference counter 10 is counted down and when the counter reading "0" is reached, the switch 6 is actuated.
In einem weiteren Speicher 13 des Informationsteils IT sind Fertigungsdaten und Kundendaten abgelegt. Zu den Fertigungsdaten gehören Fertigungsauftrag, Losbezeichnung, Herstelldatum usw. Die Kundendaten sind Kundenname, Bestell- und Lieferdaten. Die Fertigungs- und Kundendaten können im Bedarfsfall vom Hersteller ausgelesen werden, sind aber für den Benutzer nicht zugänglich. Die im Speicher 12 enthaltene Zünderadresse, die einen Wert von 0 bis N hat, legt die Zündreihenfolge fest. Bei Sprengzeitzündern müssen die Zünder mit unterschiedlichen Verzögerungen aktiviert werden, um eine bestimmte Sprengfolge zu realisieren. Die Zünderadresse gibt gewissermaßen den Verzögerungstyp des betreffenden Zünders an. Im Anschluß an die Zünderadresse liefert das Zündgerät dann die dieser Adresse zuzuordnende Verzögerungszeit. Die Verzögerungszeit kann also vom Benutzer für jede Zünderadresse separat eingestellt werden. Um die Zünderadresse am Zünder kenntlich zu machen, kann sie an der Anschlußleitung AL oder an einer anderen Stelle auf einem Kunststoffspritzteil aufgedruckt werde . Manufacturing data and customer data are stored in a further memory 13 of the information part IT. The production data include production order, lot name, date of manufacture etc. The customer data are customer name, order and delivery data. The manufacturing and customer data can be read out by the manufacturer if necessary, but are not accessible to the user. The igniter address contained in the memory 12, which has a value from 0 to N, determines the firing order. In the case of detonator detonators, the detonators have to be activated with different delays in order to implement a specific detonation sequence. The detonator address indicates the type of delay of the detonator in question. Following the igniter address, the igniter then delivers the delay time to be assigned to this address. The delay time can therefore be set separately by the user for each detonator address. In order to identify the igniter address on the igniter, it can be printed on the connecting cable AL or at another location on a plastic injection molded part.

Claims

PATENTANSPRUCHEPATENT CLAIMS
Elektronischer Zünder mit einem Energiespeicher (5) , der über einen Schalter (6) auf ein angeschlossenes Zündmittel entladbar ist, und einem Datensteuerteil (DST) , der über eine Anschlußleitung (AL) gelieferte Signale auswertet und in Abhängigkeit von diesen Signalen den Schalter (6) betätigt,Electronic detonator with an energy store (5), which can be discharged to a connected ignition means via a switch (6), and a data control part (DST), which evaluates signals supplied via a connecting line (AL) and, depending on these signals, the switch (6 ) operated,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,characterized ,
daß ein Informationsteil (IT) vorgesehen ist, der in einem nichtflüchtigen Speicher (11) einen Entsicherungscode enthält, daß der Datensteuerteil (DST) die über die Anschlußleitung (AL) gelieferten Signale mit dem Entsicherungscode vergleicht und bei Übereinstimmung einen Bereitschaftsmodus einstellt, in welchem bei Erfüllung mindestens einer weiteren Bedingung die Zündung einleitbar ist .that an information part (IT) is provided which contains a release code in a non-volatile memory (11), that the data control part (DST) compares the signals supplied via the connecting line (AL) with the release code and, if they match, sets a standby mode, in which Fulfillment of at least one further condition that the ignition can be initiated.
Zünder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher (5) an eine Spannungsversorgung (4) angeschlossen ist, die eine zum Zünden nicht ausreichende niedrige VersorgungsSpannung erzeugt, solange der Bereitschaftsmodus nicht eingestellt ist, und eine zum Zünden ausreichende hohe VersorgungsSpannung, wenn der Bereitschafts- modus eingestellt ist.Detonator according to Claim 1, characterized in that the energy store (5) is connected to a voltage supply (4) which generates a low supply voltage which is not sufficient for ignition as long as the standby mode is not set, and a high supply voltage which is sufficient for ignition if the Standby mode is set.
Zünder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsteil (IT) zusätzlich Fertigungsdaten und/oder Kundendaten in einem nichtflüchtigen Speicher (13) enthält.Detonator according to claim 1 or 2, characterized in that the information part (IT) additionally Contains manufacturing data and / or customer data in a non-volatile memory (13).
Zünder nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsteil (IT) in einem nichtflüchtigen Speicher (12) eine Zünderadresse enthält, und daß der Datensteuerteil (DST) eine einzustellende Zündverzögerung in Abhängigkeit von der Zünderadresse einstellt.Detonator according to one of Claims 1-3, characterized in that the information part (IT) contains a detonator address in a non-volatile memory (12) and that the data control part (DST) sets an ignition delay to be set as a function of the detonator address.
Zünder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsteil (IT) die Zündverzögerung entsprechend einem Signal einstellt, das einem über die Anschlußleitung (AL) empfangenen Adressensignal folgt, wenn das Adressensignal der Zünderadresse entspricht. Detonator according to Claim 4, characterized in that the information part (IT) sets the ignition delay in accordance with a signal which follows an address signal received via the connecting line (AL) if the address signal corresponds to the detonator address.
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