採掘用電子雷管

Foreground: Detonator box of yellow color intended for detonating explosives; Background: Mining blast at an open pit copper mine

鉱山用起爆装置のタイミング精度は、発破作業の安全性と有効性に大きな影響を与えます。起爆装置は正確なタイミングを必要とし、正確な制御が欠如すると望ましくない結果につながる可能性があります。

起爆装置は、耐久性と信頼性が求められます。近傍の爆発による衝撃、地面の振動、ガスや水の侵入、極端な温度変化、電磁干渉といった、最も過酷な条件下でも不発にならないように設計されなければなりません。SiTimeのMEMSタイミングソリューションは、こうした過酷な条件下でも動作するように設計されており、安全な動作に必要な堅牢性と信頼性を提供します。

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SiTime MEMSタイミングの利点

完全なMEMSクロックツリー

小型発振器(XO)

低ジッタ差動XO

低電力 32.768 XO

正確で堅牢

衝撃、振動、EMIに対する耐性

MEMS共振器の気密性

優れた温度安定性

使いやすく、長持ちする

プログラム可能な機能

水晶の信頼性の問題なし

MTBF 20億時間以上

雷管(起爆帽とも呼ばれる)は、鉱業、採石業、土木工事などの用途において、爆発デバイスを起爆させるために使用されます。市販の爆薬は安定しており、取り扱いが安全なため、誤って落としたり、取り扱いを誤ったり、火気に晒されたりしても爆発しません。そのため、起爆には小さな起爆装置が必要です。この起爆装置は雷管によって提供されます。

鉱業で使用される起爆装置のタイミング精度は、発破作業の安全性と効果に大きな影響を与えます。岩石を発破するには、正確なタイミングを備えた「起爆装置」が使用されます。正確な制御が欠如すると、飛散岩(発破によって望ましくない方向に飛散する岩石)、過度の地盤振動、岩石の不均一な傾斜、さらには誤発火や意図しない発火といった望ましくない結果が生じる可能性があります。

有線起爆装置のブロック図

個々の有線雷管は通常、差動線を介してプログラミング・点火ユニットに並列接続されます。この線は、雷管に電力を供給するだけでなく、遅延プログラミング、起爆、解除、点火といった個別のコマンドも供給します。点火順序は、シーケンス開始から個々の雷管が導火するまでの時間遅延を調整することで、雷管にプログラムされます。すべての雷管は同時に起爆し、各雷管の個別の遅延によって爆破パターンが実行されます。

起爆装置にとって、耐久性と信頼性は重要なパラメータです。起爆装置は、近傍の爆発による衝撃、地面の振動、ガスや水の侵入、極端な温度変化など、最も過酷な条件下でも、不発や意図しない発火を起こさないように設計されなければなりません。電磁干渉(EMI)は、雷、静電気、近傍の無線周波数送信機、あるいは故障した機器からの迷走電流などによって引き起こされる、意図しない発火の一般的な原因です。

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Block Diagram – Wired Detonators

点火シーケンスが開始され爆発が始まると、雷管は電源および通信回線から切断される可能性があります。そのため、雷管には内部に電源コンデンサが内蔵されており、導火線が作動するまで動作を継続します。導火線が作動するまでのタイミングは、SiT1811発振器などの信頼性の高いタイミングソースを使用してマイクロコントローラによって制御されます。

無線起爆装置のブロック図

無線起爆装置は有線起爆装置と同様の動作原理を採用しています。電池駆動で、電力線と通信線を無線伝送に置き換えます。無線送信機と受信機を製造する技術はいくつかありますが、その中にはクロックソースを必要とするものもあります。高安定性で低ジッタのクロックソースは、より信頼性の高い伝送、低いエラー率、そして干渉の低減を実現します。

電子起爆装置用MEMSタイミング

デバイス主な特徴主要な値
MHz発振器
SiT8021 1~26MHz
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  • -40℃~+85℃
  • ±50 ppmの安定性
  • 1.5 x 0.8 CSPパッケージ
  • 高い信頼性
  • EMI耐性
  • 低消費電力
  • 小さなフットプリント
  • 優れた周波数安定性
  • MEMSの信頼性
32.768 kHz発振器
  • ±20、±50 ppmの安定性
  • 1.14~3.3 V電源
  • 消費電力量490 nA(標準)(無負荷)
  • 最大-40°C~+105°C
  • 1.2 x 1.1 mm QFN
  • 高い信頼性
  • EMI耐性
  • 低消費電力
  • 小さなフットプリント
  • 優れた周波数安定性
  • MEMSの信頼性
差動発振器
SiT9366 1~220 MHz
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SiT9367 220~725MHz
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  • 低ジッタ0.23 ps RMS [1]
  • LVPECL、LVDS、HCSL
  • 2.5~3.3V
  • -40℃~105℃
  • 3.2 x 2.5 mmパッケージ
  • 厳しいジッタ要件を満たす
  • 小さなPCBフットプリント、簡単なレイアウト
  • 柔軟性による簡単な設計
  • MEMSの信頼性

1 12 kHz~20 MHzの積分範囲

SiTimeタイミングソリューションのメリット

  • 衝撃と振動に対する耐性により、近くで爆発が起きても起爆装置が作動し続けます。
  • EMI 耐性により、誤ったタイミング、誤発射、または意図しない発射のリスクが最小限に抑えられます。
  • 温度範囲全体にわたる周波数精度と安定性により、動作条件に関係なく完璧なブラストタイミングが保証されます。
  • 低電力により、電源コンデンサまたはバッテリーの動作時間が最大化されます。あるいは、より小型で低コストのコンデンサまたはバッテリーを使用できるようになります。
  • MEMS 共振器の密閉性により、タイミング コンポーネントは外部汚染物質の存在によってもパフォーマンスの低下や故障が発生しないことが保証されます。
  • フォームファクタが小さいため、より小型の起爆装置を製造できます。
  • プログラム可能な低ジッタ差動発振器は、ワイヤレス受信機に最適なクロック ソースです。

MEMSタイミングはクォーツを上回る

より高い信頼性

より良い品質、より堅牢

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SiTime timing devices are up to 50x more reliable than legacy quartz
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SiTime – Better Quality, More Robust

数百万通りの構成

振動に強い

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SiTime – Millions of Configurations
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SiTime – Immune to Vibration
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