一种基于电子雷管的地勘系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及地勘电子雷管技术领域，具体涉及一种基于电子雷管的地勘系统及其工作方法。

背景技术

地震勘探是指人工激发所引起的弹性波利用地下介质弹性和密度的差异，通过观测和分析人工地震产生的地震波在地下的传播规律，推断地下岩层的性质和形态的地球物理勘探方法。

通过引爆雷管发生爆炸是一种可以稳定人工产生地震波的方法。地震勘探当前大多采用电雷管，常规电雷管的缺陷是没有授权即可起爆，安全性差，管控困难，授权管理存在漏洞，电雷管存在安全隐。

在现有的雷管技术中，常规民爆电子雷管由于在安全性、管控上具有优势，是一种比较适用于地震勘探的雷管技术，但是常规民爆电子雷管又无法直接用于地勘。

地勘起爆和其他起爆方式不同，单次起爆1-10发，每天作业100-1000发，起爆地点分布在方圆十公里的较大范围内，常规电子雷管的单次操作比较复杂，耗时长，并且常规民爆电子雷管的电路系统发指令起爆延时时间最少需要5ms(毫秒)，而电子雷管用在地勘中地测的最大要求是瞬爆，要求起爆延时小于250us微秒，一致性小于100us。地勘起爆总延时包含无线触发信号延时、雷管起爆延时，炸药起爆延时等多个延时，需要从各个节点减少整个系统的延时；并且地勘起爆由地勘系统发出，属于外部触发，因此需要地勘专用起爆系统和起爆方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于电子雷管的地勘系统及其工作方法，其适用于地震勘探，并且响应速度快，起爆延时时间小，能够满足地勘的瞬爆要求。

其技术方案是这样的：一种基于电子雷管的地勘系统，包括：

地震波检测装置，用于对爆炸时产生的地震波进行的探测；

电子雷管起爆装置，用于起爆产生地震波；

所述地震波检测装置通过编码器编辑指令，经过电台通讯，转发指令传输给译码器，译码器将待指令发送电子雷管起爆装置进行起爆控制；

其特征在于:所述电子雷管起爆装置包括相连接的：

高低压转接模块，用于将所述译码器输入的高压信号转换为低压信号；

起爆控制器，所述起爆控制器接收所述高低压转接模块转换得到的低压信号进行起爆控制；

起爆控制器通过被复线连接电子雷管，所述电子雷管包括设置在雷管内的电子控制模块与炸药，所述起爆控制器将起爆总线信号发送给所述电子控制模块，所述电子控制模块触发所述炸药爆炸。

进一步的，所述高低压转接模块包括高低压转换单元，所述高低压转换单元包括：降压二极管，所述降压二极管的两端分别与第一电压输入端和第二电压输入端相连接，用于降低输入的电压，所述降压二极管的两端还与整流器的输入端相连接，用于防止输入端反接；

进一步的，所述高低压转接模块还包括高压防护单元，所述高压防护单元包括：隔离光耦，所述隔离光耦的输入端与整流器的输出端相连接，所述隔离光耦的输出端用于提供低压的安全电压信号。

所述高低压转换单元还包括限流电阻，所述限流电阻的一端与所述整流器的正极输出端相连接，所述限流电阻的另一端连接第一稳压二极管后连接到所述整流器的负极输出端,所述高压防护单元还包括驱动电阻，所述驱动电阻分别与所述整流器的正极输入端以及所述隔离光耦的输入端相连接。

进一步的，所述高低压转接模块还包括连接检测单元，所述连接检测单元还包括第一继电器，所述第一继电器的第一常开触点连接到所述第一电压输入端，所述第一继电器的第二常开触点连接到比较器的输入端，所述第一继电器的常闭触点连接到第一三极管的集电极，第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极连接到控制器，所述比较器的输出端连接到控制器。

进一步的，所述高低压转接模块还包括负载检测单元，所述负载检测单元包括负载模拟电阻，所述负载模拟电阻与所述降压二极管并联连接。

进一步的，所述电子控制模块包括：

控制模块，所述控制模块包括控制芯片，所述控制芯片的输入端与信号输入端相连接，所述控制芯片的输出端连接第一级开关模块；

所述第一级开关模块包括第一开关管，所述控制芯片的输出端连接到所述第一开关管的控制端；

第二级开关模块，所述第二级开关模块包括第二开关管，所述信号输入端还连接到所述第二开关管的控制端；

发火模块，所述发火模块包括串联在一条回路的发火元件、储能元件、第一开关管和所述第二开关管，所述第一开关管和所述第二开关管同时开通时，所述发火模块所在串联回路导通使得所述储能元件放电触发所述发火元件。

进一步的，还包括输入防护模块，所述输入防护模块包括高压保护单元，所述高压保护单元包括高压保护二极管，所述高压保护二极管的两端分别连接到两个所述信号输入端；所述输入防护模块还包括限流单元，所述限流单元包括限流电阻，所述限流电阻分别与两个所述信号输入端相连接；所述输入防护模块还包括整流单元，所述整流单元包括全桥整流器，所述整流单元设置在所述信号输入端与所述控制芯片的输入端之间，用于将输入的交流信号转换成直流信号。

进一步的，所述输入防护模块的限流单元和整流单元封装在所述控制芯片中。

进一步的，所述第一级开关模块还包括设置在所述控制芯片的输出端与所述第一开关管的控制端之间的限制电阻，所述第一开关管的控制端还在连接第一下拉电阻后接地，所述发火模块还包括设置在所述信号输入端与所述第二开关管的控制端之间的稳压二极管，所述第二开关管的控制端还在连接第二下拉电阻后接地。

进一步的，还包括静态工作点配置模块，所述静态工作点配置模块包括静态工作点配置电阻，所述控制芯片的供电端连接所述静态工作点配置电阻后连接到所述储能元件，所述静态工作点配置模块还包括反向通讯充电二极管，所述控制芯片的供电端连接所述反向通讯充电二极管后连接到所述储能元件。

进一步的，所述静态工作点配置电阻与电子控制模块的线路中总串联电阻的比值不小于60％。

一种基于电子雷管的地勘系统的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：出发前准备阶段，具体包括：

S101：雷管出库：按照现有民爆安全管理规程处理雷管出库；

S102：单发检测：检测雷管是否正常，不正常品按报废处理，数据上报；

S103：项目管理：新建爆炸任务，输入合同号、项目名称、单位代码、爆破员身份证信息；

S104：信息录入：获取密文包；

S105：密文包导入：导入密文包，所述密文包包括地勘项目所有出库使用的电子雷管信息；

S106：完成出库准备；

S2：现场施工阶段，具体包括：

S201：领料：领取电子雷管，起爆器，译码器，被复线，炸药，

S202：装药：电子雷管装入炮孔，炸药入孔；

S203：填塞：炮孔填塞；

S3：起爆操作阶段，具体包括：

S301：连线：被复线敷设，线卡连接,将入孔的电子雷管以并联方式连接到起爆线上；

S302：录入：操作起爆器完成起爆网络中的电子雷管录入操作,确认电子雷管工作正常；

S303：译码器连接：将起爆器高压信号输入端连接到译码器的两个高压输出端子上；

S304：待爆：电子雷管进行待爆运行操作，包括组网检测，授时；

S305：高压充电确认：授时完毕，通过电台联系地震车操作人员确认是否准备充电，确认能够充电后，爆炸工拨动译码器开关，进行高压充电；充电完毕，通过电台通知地震车操作人员充电完毕，能够起爆。

S306:外部信号起爆：地震车操作人员接收到能够起爆确认信号，发出起爆信号，起爆电子雷管；

S307：起爆数据上传：在规定日期内将控制器内起爆数据上传到民爆电子雷管信息管控平台。

进一步的，在S304进行组网检测时，通过检测总线电压和电流，判断网络状况，若网络中总线电压小于设定阈值于且电流远大于设定阈值，则说明网络存在漏电的情况，对网络进行排查,查找网络漏电情况；

若网络中电压正常，但电流远小于设定阈值，则网络中存在部分电子雷管漏接的情况，对网络进行排查，查找网络漏接的地方；

若网络中电压正常，但电流为0，则网络中存在网络线断开的情况，对网络进行排查,查找网络断开的地方；

若网络中电压小于4V,且电流远大于设定阈值，则说明网络存在短路的情况，对网络进行排查,查找网络存在短路的地方；

在S305完成高压充电后，通过检测总线电压和电流，判断网络状况，

若电压、电流正常，则说明网络状态正常；

若网络中电压小于设定阈值且电流远大于设定阈值，则说明网络存在漏电的情况，对网络进行排查，查找网络漏电情况；

若网络中电压正常，但电流远小于设定阈值，则网络中存在部分电子雷管漏接的情况，对网络进行排查，查找网络漏接的地方。

本发明提供的基于电子雷管的地勘系统，其使得电子雷管可以用于地震勘探，通过电子雷管替换传统电雷管起爆，实现地勘探测系统技术升级，提高地勘项目的安全性和可靠性；

并且本发明的基于电子雷管的地勘系统为了兼容现有的地勘设备，设置了高低压转接模块，可以将来自译码器的高压信号，转换成低压的安全电压信号，给到起爆控制器，从而实现起爆信号的瞬时导入，并且针对地勘要求高速响应的问题，高低压转接模块采用纳秒级高速光耦，实现瞬时动作，确保了地勘电子雷管的瞬爆得以实现；

并且针对现有的常规民爆电子雷管的起爆系统响应速度太慢无法满足地勘顺爆需求的现状，本发明优化了电子雷管中的电子控制模块，电子控制模块设置了第一级开关模块和第二级开关模块两级开关进行起爆响应控制，第一级开关模块由控制模块的控制芯片控制开关，第一级开关模块可以用于响应起爆系统的待爆命令，当起爆系统完成待爆准备后，控制芯片就会提前打开第一级开关模块的第一开关管，等待起爆信号的到来，当起爆信号发出后，起爆信号直接发送给到第二级开关模块，第二级开关模块的第二开关管导通，此时第一开关管和第二开关管满足同时开通时，串联在一个回路中的储能元件得以放电触发发火元件，发火元件引爆地勘电子雷管；由于第二开关管Q2为高速开关器件，其开通具有us级别的响应速度，从而使得起爆信号给出的瞬间就可以实现地勘电子雷管的引爆，满足地勘电子雷管引爆us级别的引爆响应要求，与现有的常规民爆电子雷管的起爆系统相比，无需再等待控制芯片控制开关管的开关，从而可以满足地勘电子雷管引爆需求。

本发明通过高低压转接模块和电子控制模块的设置，优化了无线触发信号、雷管起爆、炸药起爆多个节点的延时，使得本发明的基于电子雷管的地勘系统起爆延时时间小，能够满足地勘的瞬爆要求。

附图说明

图1为本发明的一种基于电子雷管的地勘系统的构成框图；

图2为本发明的一种电子雷管起爆装置的构成框图；

图3为本发明的高低压转接模块的构成框图；

图4为实施例中的一种高低压转换单元、高压防护单元和负载检测单元的电路原理图；

图5为实施例中的一种连接检测单元的电路图。

图6为实施例中的一种电子控制模块的模块组成框图；

图7为第一实施例中的电子控制模块的电路原理图；

图8为第二实施例中的电子控制模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

见图1，本发明的一种基于电子雷管的地勘系统，包括：

地震波检测装置100，用于对爆炸时产生的地震波进行的探测；

电子雷管起爆装置200，用于起爆产生地震波；

地震波检测装置100通过编码器300编辑指令，经过电台400通讯，转发指令传输给译码器500，译码器500将待指令发送电子雷管起爆装置200进行起爆控制；

见图2，电子雷管起爆装置200包括相连接的：

高低压转接模块210，用于将译码器输入的高压信号转换为低压信号；

起爆控制器220，起爆控制器220接收高低压转接模块210转换得到的低压信号进行起爆控制；

起爆控制器220通过被复线230连接电子雷管240，电子雷管240包括设置在雷管内的电子控制模块250与炸药，起爆控制器220将起爆总线信号发送给电子控制模块250，电子控制模块250触发炸药爆炸。

见图3，具体在一个实施例中，高低压转接模块210包括高低压转换单元211，高低压转换单元211包括：降压二极管，降压二极管的两端分别与第一电压输入端和第二电压输入端相连接，用于降低输入的电压，降压二极管的两端还与整流器的输入端相连接，用于防止输入端反接；

高低压转接模块210还包括高压防护单元212，高压防护单元212包括：隔离光耦，隔离光耦的输入端与整流器的输出端相连接，隔离光耦的输出端用于提供低压的安全电压信号。

高低压转换单元211还包括限流电阻，限流电阻的一端与整流器的正极输出端相连接，限流电阻的另一端连接第一稳压二极管后连接到整流器的负极输出端,高压防护单元212还包括驱动电阻，驱动电阻分别与整流器的正极输入端以及隔离光耦的输入端相连接。

高低压转接模块210还包括连接检测单元213，连接检测单元213还包括第一继电器，第一继电器的第一常开触点连接到第一电压输入端，第一继电器的第二常开触点连接到比较器的输入端，第一继电器的常闭触点连接到第一三极管的集电极，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极连接到控制器，比较器的输出端连接到控制器。

高低压转接模块210还包括负载检测单元214，负载检测单元214包括负载模拟电阻，负载模拟电阻与降压二极管并联连接。

见图4，5，在一个实施例中，本发明对于高低压转接模块210进行了进一步的公开，包括：

高低压转换单元211包括：降压二极管TVS1，降压二极管TVS1的两端分别与输入端的第一电压输入端HV和第二电压输入端LV相连接，降压二极管TVS1用于降低输入的电压，实施例中可以将译码器500输入的400V高压降低至25V，降压二极管TVS1的两端还与整流器U1的输入端的3、4端口相连接，用于防止输入端反接，输入全桥整流器的电源极性无论怎样，输出始终是固定的。所以无论正反接，电路都可以工作，可以无需考虑输入管脚的极性。

高低压转接模块210还包括设置在高低压转换单元211后端的高压防护单元212，高压防护单元212包括：

隔离光耦U2，隔离光耦U2由发光源和受光器两部分组成且彼此间用透明绝缘体隔离，发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，隔离光耦U2的输入端的2、3端口与整流器的输出端的1、2端口相连接，在一个实施例中，隔离光耦U2的型号为HCPL-0201，输入的电信号驱动发光源发出一定波长的光，被受光器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出，隔离光耦U2的输出端用于提供25V低压的安全电压信号，这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用，从而可以实现隔离输入的400V高压的功能，具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。

此外，高压防护单元还具有驱动电阻R1，驱动电阻R1分别与整流器U1的正极输入端的1端口以及隔离光耦U2的输入端的2端口相连接。

实施例中提供的高低压转接模块210可以实现将400V高压信号，转换成25V安全电压信号，起爆信号的瞬时导入，采用纳秒级高速光耦，实现瞬时动作，确保了地勘电子雷管的瞬爆得以实现，同时光耦可以实现高压隔离，使得高压不会进入后端的起爆控制器，提高地勘项目的安全性和可靠性。

实施例中的高低压转接模块210还包括连接检测单元213，连接检测单元213包括第一继电器，第一继电器的第一常开触点连接到第一电压输入端，第一继电器的第二常开触点连接到比较器的输入端，第一继电器的常闭触点连接到第一三极管的集电极，第一三极管的发射极接地，第一三极管的基极连接到控制器，比较器的输出端连接到控制器，

在本发明的实施例中，还包括负载检测单元214，负载检测单元214包括负载模拟电阻R5，负载模拟电阻R5与降压二极管并联连接，负载模拟电阻替代电雷管负载，与现有的电雷管系统实现兼容，用于获取正常起爆信号，从而可以通过现有的电雷管系统来引爆地勘电子雷管。

具体的，连接检测单元213包括第一继电器U4，第一继电器U4的1端口连接到第一电压输入端，第一继电器U4的2端口连接到比较器U5的1端口，第一继电器U4的3、4端口之间连接有二极管D3，第一继电器U4的4端口连接到5V电源，第一继电器U4的2端口连接到第一三极管Q3的集电极，第一三极管Q3的发射极接地，第一三极管Q3的基极连接电阻R7后连接到控制器的控制端，第一三极管Q3的基极和发射极之间连接有电阻R9，第一继电器U4的2端口连接电阻R11后接地，比较器U5的3端口还连接到比较器U5的4端口，比较器U5的2端口接地，比较器U5的5端口连接5V电源且在连接电容C2后接地，比较器U5的4端口连接电阻R16后连接到控制器，比较器U5的4端口连接电阻R16后，还在连接电阻R17后接地、连接二极管D7后接地、连接电容C3后接地。

连接检测单元213在启用时，可以由控制器给出控制电压信号到第一三极管Q3的基极，第一三极管Q3可以触发高压继电器U4的常开触点闭合，从而使得高压继电器U4的高压侧导通，比较器U5的输入端可以收到信号，检测是否与位于高低压转接模块210前端的线路连通,比较器U5的输出端将检测结果反馈给控制器，完成检测后可以断开低压测试回路，输入高压信号。

此外，实施例中还设置了第一继电器U4的2端口连接压敏电阻R8、二极管D4后连接5V电源，压敏电阻R8并联连接有TVS二极管TVS2和TVS二极管TVS3，TVS二极管TVS2和TVS二极管TVS3之间设有支路接地，R8压敏电阻可以在继电器切换保护失败，起到双保险作用，TVS二极管TVS2、TVS3可以起到防击穿的效果，进一步提高地勘项目的安全性和可靠性。

在本发明的实施例中，高压防护单元还包括MOS管Q2，隔离光耦的输出端连接电阻R10后连接到MOS管Q2的1端口，MOS管Q2的1端口和2端口之间连接有电阻R14，MOS管Q2的3端口连接到第一三极管Q3的基极，MOS管Q2是起到高压保护的作用，当线路中有400V高压时，自动拉低三极管Q3的基极，使得高压继电器U4迅速断开，确保使低压检测回路与高压通路不同时在线，保护后续低压电路安全，不被高压击穿，确保安全性和可靠性。

在一个实施例中，整流器U1采用了全桥整流器，型号为HDL10S，高低压转换单元211还包括限流电阻R2，用于限流保护，限流电阻R2的一端与整流器的正极输出端1端口相连接，限流电阻R2的另一端连接第一稳压二极管D1后连接到整流器的负极输出端2端口，第一稳压二极管D1和限流电阻R2构成5v稳压输出。

实施例中的高低压转接模块210可以将来自译码器的高压信号，转换成低压的安全电压信号，给到起爆控制器，从而实现起爆信号的瞬时导入，实施例中的高低压转接模块采用纳秒级高速光耦，实现瞬时动作，确保了地勘电子雷管的瞬爆得以实现，同时光耦可以实现高压隔离，使得高压不会进入后端的起爆控制器，确保安全性，高低压转换单元设置的全桥整流器，使得输入全桥整流器的电源极性无论怎样，输出始终是固定的。所以无论正反接，电路都可以工作，可以无需考虑输入管脚的极性；此外实施例中的高低压转接模块210还设置了连接检测状态单元，可以用于检测与前端连接的线路的连接状态，确保实施例中的高低压转接模块可以正常投入使用，测完自动断开；并且通过在高压防护单元中设置MOS管，当线路中有高压时，自动拉低第一三极管的基极电压，使得高压继电器迅速断开，确保使低压检测回路与高压通路不同时在线，保护后续低压电路安全，不被高压击穿。

见图6，在一个实施例中，电子控制模块250包括：

控制模块251，控制模块251包括控制芯片，控制芯片的输入端与信号输入端相连接，控制芯片的输出端连接第一级开关模块252；

第一级开关模块252包括第一开关管，控制芯片的输出端连接到第一开关管的控制端；

第二级开关模块253，第二级开关模块253包括第二开关管，信号输入端还连接到第二开关管的控制端；

发火模块254，发火模块254包括串联在一条回路的发火元件、储能元件、第一开关管和第二开关管，第一开关管和第二开关管同时开通时，发火模块254所在串联回路导通使得储能元件放电触发发火元件，第一开关管Q4和第二开关管Q2可以是P沟道MOS管或者N沟道MOS管。

出于地勘电子雷管的安全性的考虑，还设置了输入防护模块255，输入防护模块包括高压保护单元，高压保护单元包括高压保护二极管，高压保护二极管的两端分别连接到两个信号输入端；输入防护模块255还包括限流单元，限流单元包括限流电阻，限流电阻分别与两个信号输入端相连接；输入防护模块256还包括整流单元，整流单元包括全桥整流器，整流单元设置在信号输入端与控制芯片的输入端之间，用于将输入的交流信号转换成直流信号。

在一个实施例中，还设置了静态工作点配置模块256，静态工作点配置模块256包括静态工作点配置电阻，控制芯片的供电端连接静态工作点配置电阻后连接到储能元件，静态工作点配置模块256还包括反向通讯充电二极管，控制芯片的供电端连接反向通讯充电二极管后连接到储能元件。

见图7，在更为具体的电子控制模块250的第一实施例中，输入防护模块500包括高压保护单元，高压保护单元包括高压保护二极管D2，高压保护二极管D2的两端分别连接到两个信号输入端；输入防护模块500还包括限流单元，限流单元包括限流电阻R3、R4，限流电阻R3、R4分别与两个信号输入端相连接；输入防护模块500还包括整流单元，整流单元包括两个半波整流三极管D7,D5,构成全波整流，整流单元设置在信号输入端与控制芯片的输入端之间，用于将输入的差分信号转换成单端信号信号，实现无极性接口功能。

见图7，具体在电子控制模块250的第一实施例中，信号输入端P1包括第一信号输入端和第二信号输入端，防护模块500中的高压保护二极管D2的两端分别与第一信号输入端和第二信号输入端相连接，第一信号输入端在连接限流电阻R3后连接控制芯片U3的输入端中的1引脚，第一信号输入端还在连接限流电阻R3后连接到半波整流三极管D7的输入端，第二信号输入端在连接限流电阻R4后连接控制芯片U3的输入端中的3引脚，第一信号输入端还在连接限流电阻R4后连接到半波整流三极管D5的输入端，控制芯片U3的2引脚连接到第二开关管Q5和发火元件B1之间，控制芯片U3的4引脚接地，作为输出端的控制芯片U3的6引脚连接电阻R7后连接到第一开关管Q4的G极，第一开关管Q4的G极连接下拉电阻R15后接地，三极管D7的另一端连接稳压二极管D13后连接到第二开关管Q5的G极，第二开关管Q5的G极连接下拉电阻R6后接地，发火元件B1的1端口连接到储能元件的一端,发火元件B1的2端口连接到第二开关管Q5的D极，第二开关管Q5的S极连接到第一开关管Q4的D极，第一开关管Q4的S极连接到储能元件的另一端，发火元件B1、储能元件、第一开关管Q4和第二开关管Q5构成串联回路，储能元件可以采用为电容C1，在本身实施例中，采用电容C1达到能够触发发火元件B1的要求，实施例中的发火元件B1可以采用发火电阻。

另外，还包括静态工作点配置模块600，静态工作点配置模块600包括设置在稳压二极管D13与发火元件B1之间设置了静态工作点配置电阻R12，静态工作点配置电阻R12设置了一个合适的阻值，避免静态工作点配置电阻R12阻值过大影响充放电速度，并且，静态工作点配置电阻R12与储能元件的电容构成RC滤波电路，静态工作点配置电阻R12的设置建立了一个稳定起爆的工作点，使得第二电压信号可以稳定开通第二开关管Q5，静态工作点的静态工作点配置电阻R12，可以实现在微秒级响应时间范围内，第二开关管Q5实现饱和导通，防漏电防误爆，只有输入的电压是满足设定的阈值区间的电压，才可以触发第二开关管Q5导通，在本实施例中，设置静态工作点配置电R12与线路中总串联电阻的比值，静态工作点配置电R12占线路中总串联电阻的60％及以上，线路中总串联电阻包括R12、R3、R4、线路电阻的阻值，且静态工作点配置电R12占比越大越好；

发火模块还包括反向通讯充电二极管D14，控制芯片的供电端的7、8引脚连接反向通讯充电二极管D14后连接到储能元件的电容C1，可以向储能元件的电容C1充电进行起爆，电容C1通过二极管D14连接到控制芯片的供电端的7、8引脚，在控制芯片通讯时，由于为保证瞬爆效果加大了限流电阻，影响了反向通讯能力，因此增加此二极管反向直接给控制芯片供电，保证反向通讯的正常工作。

本实施例中的电子控制模块在使用时，至少包括两个阶段：

1、待爆准备：起爆系统会进行待爆准备，包括起爆授权、起爆网络中的电子雷管组网检测、确认电子雷管通信正常、授权解锁、确认高压充电，准备完毕后起爆系统给出一个待爆准备完毕的第一电压信号给到控制芯片U3，控制芯片U3控制第一开关管Q4开通，起爆系统完成引爆准备，而这个第一电压信号由于稳压二极管D13的设置，其电压大小又不足以使得第二开关管Q5导通，并且稳压二极管D13设置也可以避免其他非起爆信号的电压信号造成第二开关管Q5导通产生误爆；

2、起爆阶段：起爆系统给出第二电压信号作为起爆信号进行雷管的引爆，并且通过静态工作点配置电阻R12的分压，使得第二电压信号的具有合适的电压大小来开通第二开关管Q5，由于第一开关管Q4已经提前打开，此时第一开关管Q4和第二开关管Q5满足同时开通时，串联回路导通使得储能元件放电触发发火元件，发火元件引爆地勘电子雷管；其中由于第二开关管Q5为高速开关器件，其开通具有us级别的响应速度，从而使得起爆信号给出的瞬间就可以实现地勘电子雷管的引爆，满足地勘电子雷管引爆us级别的引爆响应要求。

见图8，电子控制模块250的第二实施例中，信号输入端P1包括第一信号输入端和第二信号输入端，防护模块中的高压保护二极管D2的两端分别与第一信号输入端和第二信号输入端相连接，第一信号输入端连接控制芯片U6的1引脚，第二信号输入端连接控制芯片U6的3引脚，控制芯片U6内封装了限流单元、整流单元和雷管控制芯片，控制芯片U6的2引脚连接到第二开关管Q5和发火元件B1之间，控制芯片U6的4引脚接地，作为输出端的控制芯片U6的6引脚连接到第一开关管Q4的G极，控制芯片U6的7、8引脚作为整流单元的输出，连接稳压二极管D13后连接到第二开关管Q5的G极，发火元件B1的1端口连接到储能元件的一端,发火元件B1的2端口连接到第二开关管Q5的D极，第二开关管Q5的S极连接到第一开关管Q4的D极，第一开关管Q4的S极连接到储能元件的另一端，发火元件B1、储能元件、第一开关管Q4和第二开关管Q5构成串联回路，储能元件可以采用为电容，在本身实施例中，采用电容C1充电达到能够触发发火元件B1的要求，采用储能电容C1触发发火元件B1，实施例中的发火元件B1可以采用发火电阻，还包括静态工作点配置模块600，静态工作点配置模块600在稳压二极管D13与发火元件B1之间设置了静态工作点配置电阻R12。

实施例中提供的电子雷管的电子控制模块，针对现有的常规民爆电子雷管的起爆系统响应速度太慢无法满足地勘需要的现状，电子控制模块设置了第一级开关模块和第二级开关模块两级开关进行起爆响应控制，第一级开关模块由控制模块的控制芯片控制开关，当起爆系统完成待爆准备后，控制芯片就会提前打开第一级开关模块的第一开关管，等待起爆信号的到来，当起爆信号发出后，起爆信号直接发送给到第二级开关模块，第二级开关模块的第二开关管导通，此时第一开关管和第二开关管满足同时开通时，串联在一个回路中的储能元件得以放电触发发火元件，发火元件引爆地勘电子雷管；由于第二开关管Q5为高速开关器件，其开通具有us级别的响应速度，从而使得起爆信号给出的瞬间就可以实现地勘电子雷管的引爆，满足地勘电子雷管引爆us级别的引爆响应要求，与现有的常规民爆电子雷管的起爆系统相比，无需再等待控制芯片控制开关管的开关，从而可以满足地勘电子雷管引爆需求。

在本发明的实施例中，还提供了一种上述的基于电子雷管的地勘系统的工作方法，包括以下步骤：

S1：出发前准备阶段，具体包括：

S101：雷管出库：按照现有民爆安全管理规程处理雷管出库；

S102：单发检测：检测雷管是否正常，不正常品按报废处理，数据上报；

S103：项目管理：新建爆炸任务，输入合同号、项目名称、单位代码、爆破员身份证信息；

S104：信息录入：获取密文包；

S105：密文包导入：导入密文包，所述密文包包括地勘项目所有出库使用的电子雷管信息；

S106：完成出库准备；

S2：现场施工阶段，具体包括：

S201：领料：领取电子雷管，起爆器，译码器，被复线，炸药，

S202：装药：电子雷管装入炮孔，炸药入孔；

S203：填塞：炮孔填塞；

S3：起爆操作阶段，具体包括：

S301：连线：被复线敷设，线卡连接,将入孔的电子雷管以并联方式连接到起爆线上；

S302：录入：操作起爆器完成起爆网络中的电子雷管录入操作,确认电子雷管工作正常；

S303：译码器连接：将起爆器高压信号输入端连接到译码器的两个高压输出端子上；

S304：待爆：电子雷管进行待爆运行操作，包括组网检测，授时；

S305：高压充电确认：授时完毕，通过电台联系地震车操作人员确认是否准备充电，确认能够充电后，爆炸工拨动译码器开关，进行高压充电；充电完毕，通过电台通知地震车操作人员充电完毕，能够起爆。

S306:外部信号起爆：地震车操作人员接收到能够起爆确认信号，发出起爆信号，起爆电子雷管；

S307：起爆数据上传：在规定日期内将控制器内起爆数据上传到民爆电子雷管信息管控平台。

具体在步骤S104中获取密文包，可以有多种方式，包括：

方法1：先将密文包上传到服务器，上传成功生成的文件名和序列号或二维码截图，通过扫描二维码或者输入文件名和序列号实现密文包的上传。

方法2：先将“密文文件”拷贝到手持机中，再带到爆破现场导入密文包。

并且，在S304进行检测时，通过检测总线电压和电流，判断网络状况，若网络中总线电压小于设定阈值于且电流远大于设定阈值，则说明网络存在漏电的情况，对网络进行排查,查找网络漏电情况；

若网络中电压正常，但电流远小于设定阈值，则网络中存在部分电子雷管漏接的情况，对网络进行排查，查找网络漏接的地方；

若网络中电压正常，但电流为0，则网络中存在网络线断开的情况，对网络进行排查,查找网络断开的地方；

若网络中电压小于4V,且电流远大于设定阈值，则说明网络存在短路的情况，对网络进行排查,查找网络存在短路的地方；

在S305完成高压充电后，通过检测总线电压和电流，判断网络状况，

若电压、电流正常，则说明网络状态正常；

若网络中电压小于设定阈值且电流远大于设定阈值，则说明网络存在漏电的情况，对网络进行排查，查找网络漏电情况；

若网络中电压正常，但电流远小于设定阈值，则网络中存在部分电子雷管漏接的情况，对网络进行排查，查找网络漏接的地方。

本发明的工作方法解决了地勘低压起爆，起爆延时大，起爆时间紧，操作复杂，起爆界面无关内容多，切换慢，耗时长，不适应现场需要，存在任务难以按时完成的问题，通过流程简化，密文授权提前下载，从现场连接被复线，到在线录入，授时待爆，起爆，只需要不到1分钟时间，操作简单，有助于地勘任务的执行。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。