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1、工业电子雷管电子控制模块(征求意见稿)编制说明一、工作简况1、任务来源工业电子雷管电子控制模块是工业和信息化部于2023年10月发布的工业和信息化部办公厅关于印发2023年第三批行业标准制修订和外文版项目计划的通知(工信厅科函(2023)291号)中下达的行业标准制定项目，计划号2023T746T-MB,由中国电子技术标准化研窕院牵头开展标准化工作的组织、协调和标准文本的编制工作。2、主要工作过程为了推进起爆器材向安全、可靠、高效及提高社会公共安全水平方向转型，提高工业数码电子雷管可靠性，加大推广应用力度，完善民爆行业标准体系，中国电子技术标准化研究院组织相关单位开展了研制工业电子雷管电子控制
2、模块标准工作，主要工作阶段及过程如下：阶段一：标准立项过程1) 2023年5月，申报立项2) 2023年9月，立项答辩3) 2023年10月，工业和信息化部发布2023年第三批行业标准制修订和外文版项目计划。阶段二：标准制定阶段1)2023年12月，中国电子技术标准化研究院根据工业和信息化部安全生产司关于请做好工业电子雷管电子控制模块行业标准制修订工作的函(工安全函(2023)174号)要求，开展起草组征集工作。2) 2024年1月，完成起草组征集，收到参编回执40份。在工信部安全生产司发布的电子雷管电子控制模块准入安全技术要求的基础上，结合电子信息领域相关技术积累，进一步进行标准草案的编制工
3、作，形成了较为完善的标准草案，草案包括8个章节，1个规范性附录。市点章节技术要求共计28项，涵盖一般要求、电气性能要求、电磁兼容性能要求、环境可竟性能要求及功能要求。3) 2024年1月-2月，前往相关单位进行调研，征集标准草案建议多条，根据反馈情况对标准草案进行完善。4) 2024年4月25日，组织召开工业电子雷管电子控制模块行业标准起临组成立会暨第一次标准草案研论会，会议采用线上线下同步召开的形式开展，来自40家起草组成员单位80余名代表参加了本次会议，会议过程中起草组梳理了工业电子雷管电子控制模块行业标准研制过程及标准草案各条款，与会专家结合产业对标准化的需求以及应用场景，展开了激烈的讨
4、论。5) 2024年5月-6月，前往天津、云南等地终端用户调研，召开线上标准讨论会一次：进行静电敏感度等级-人体模型摸底试验，收集到十家起草组成员单位对标准草案初稿建议。6) 2024年7月11日，再次组织召开工业电子雷管电子控制模块行业标准研讨会。盛景微电子、融硅思创、全安密武、赛米垦拓等30余家编制组成员单位的60余名代表参加了本次会议。本次会议的主要任务是针对工业电子雷管电子控制模块第十二版草案存在争议的分类、在线检测、延期时间间隔误差等关键议题进行研讨，以求形成协调统一的意见。为此，会议采用分组讨论的形式，各组推选一名代表，代表小组作交流发言。并邀请相关专家就草案重点试验进行专题演讲，
5、涉及电子产品的质量可嵬性成品率与参数一致性、工业电子雷管电子控制模块关键参数的确定方法、电子雷管用电子控制模块的电磁兼容试验方法及限值要求探究等内容。二、标准编制原则和主要内容（一）编制原则在编制标准过程中，遵循了以下三项原则。一是遵循国家法律、法规等相关规定，制定过程严格按照程序执行。本文件的编制过程经历了标准编制筹备阶段、标准草案编制阶段（草案讨论、编制、内部征求意见、修改、再征求意见等环节），制定过程严格按照国家标准制定程序要求。目前是到审定稿的意见征求。本文件的编制严格遵循GB1.1.标准化工作导则一一标准的结构和编写的要求，并使用中国标准编辑器进行文本的编辑。二是充分借鉴和吸收国外相
6、关文献和经验。本文件编制过程中，吸收借鉴了一些国外的技术文献和经验，这些内容虽然没有正式成为国际标准，但已经成为了业内广泛使用的方法、规范。三是立足我国国情和行业发展实情。本文件基于电子雷管标准体系，结合电子雷管发展遇到的问题和现有标准情况，立足于当前工业电子雷管电子控制模块的应用需求，着眼于未来的发展，使标准发挥最大的作用。在标准的技术内容编写上充分考虑了电子控制模块的特点和可操作性，以便于标准能够在实际的应用中得到贯彻实施。(二)主要内容本标准针对工业电子雷管用电子控制模块，规定了名称与规格型号、技术要求、试验方法、检验规则等内容。1、编制依据GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部
7、分：试验方法试验A：低温GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B：高温GB/T2423.5环境试验第2部分：试验方法试验Ea和导则：冲击GB/T2423.10环境试验第2部分：试验方法试验Fc：振动(正弦)GB/T2423.22环境试验第2部分：试验方法试验N：温度变化GB/T2829周期检验计数抽样程序及表GB/T4937.26半导体器件机械和气候试验方法第26部分：静电放电(ESD)敏感度测试人体模型(HBM)GB/TIO1.1.1.随机数的产生及其在产品质量抽样检验中的应用程GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验GB/T17626.20电磁
8、兼容试验和测量技术横电磁波(TEM)波导中的发射和抗扰度试验IEC62132-4集成电路.15OkHZTGHZ电磁抗扰度的测量.第4部分:直接射频功率注入法GB/T27601工业电雷管抗杂散电流试验方法GA1531工业电子雷管信息管理通则WJ/T9042工业电雷管静电感度试验方法WJ9085工业电子雷管2、标准要求和试验方法2、术语和定义草案术语定义共计20条，包括：电子控制模块、输入端口、输出端口、最大不发火电压、最小发火电压、通信电压、安全电压、电流安全裕度、安全电流、可靠起爆电压、自释能、可控放电、安全放电、发火放电、放电时间、放电剩余能量、延期范围、最小设定时间间隔、延期精度、过程能力
9、指数。3、分类与命名电子控制模块分类方式包括应用场景及延期时间设置形式两种，按应用场优分为普通型、煤矿许用型和地筏勘探型，按照延期时间的设置方式可分为现场设置型和预设置型。4、要求及试验方法本标准起草过程中，对目前电子控制模块相关标准及技术方案进行了详实的研究调查，科学统计分析了相关要求及试验数据，形成了以下要求：（1）一般要求针对电子控制模块的基础能力要求，主要包括：外观、起爆指令、存储空间及密码校验、在线检测、可检测性。（2）性能要求针对电子控制模块不同环境、应力下的性能表现，涉及电气性能、电磁兼容性能、环境可电性能。（3）功能要求电子控制模块需要满足的具体功能，包拈：电子控制模块注册、延
10、期时间设定、网络检测、充电起爆。具体试验项确立过程如下：A、一般要求D外观:电子控制模块是工业电子雷管的核心部件，它的性能和质量直接影响电子雷管的性能和可靠性。由于电子控制模块加工和生产过程工序较多，容易出现各种问题，如划痕、裂纹、焊点未焊好等，这些问题会严重影响模块的电性能、可匏性和安全性。因此，对外观进行检测非常必要。经调研及起草组成员单位的建议下，对电子控制模块外观从标识、电路板、输入/输出端口三方面做了相应的要求。试验方法：外部目视检杳。2)起爆指令此项与电子雷管电子控制模块准入安全技术要求相关内容保持一致。试验方法：过更改起爆指令建立故障条件，若起爆指令可划分为完整的字节，根据起爆指
11、令的字节(byte)数量确定n(n2),n代表字节数。若起爆指令不能有效划分为字节，则从第1位开始，把起爆指令划分为最大可划分字节数，n代表字节数。测定被测试样起爆指令的有效长度是否不小于两字节或16bit的数字指令，判定唯一性是否合格。3)存储空间及密码校验电子控制模块需内置雷管身份信息，如UID码、起爆密码等，且需支持起爆控制器完成内部密码校验，故需要进行相关检测。此项在电子雷管电子控制模块准入安全技术要求的基础上对测试方法进行了修订与完善。试验方法：通过建立不同故障条件，对被测试样的信息存储空间及校验进行检测。4)在线检测此项与电子雷管电子控制模块准入安全技术要求相关内容保持一致。试验方
12、法：建立含有已注册、未接入和已接入、未注册的电子控制模块网络系统故障条件，验证其在线检测功能。5）可检测性此项与电子雷管电子控制模块准入安全技术要求相关内容保持一致。试验方法：通过移除被测试样的芯片、发火电容及换能元件建立故障条件，对被测试样的异常状态进行检测。B、性能要求1）放电性能电子控制模块在充电之后除放电起爆外，需具备安全放电能力，经调研及起草组成员单位讨论，认为电子控制模块应具备可控放电及H释能放电能力，且放电过程需满足爆破安全规程的相关要求。此外,按照电子控制模块应用分类场景，由于煤矿许用型电子控制模块用于煤许电子雷管之中，按照煤矿许用数码电子雷管安全技术要求中的规定，煤矿许用型电
13、子控制模块对发火放电过程所涉及的放电时间及放电剩余能量有特殊需求，故在此项要求中分类考核。试验方法：通过对电子控制模块发火电容电压变化进行监测，验证电子控制模块放电性能。2）系统安全性电子控制模块主要工作过程可以分为通信过程和发火过程，由于内置于电子雷管中，因此其性能与生命安全直接相关。考虑到两种失效模式：一是外部能量注入，遵循恒流发火感度模型；二是内部能量转移，遵循电容放电感度模型，可以确定出两种方法无限能量：读写器连续发送指定盘在指令，所有电容上极板短路,测量对地泄放电流rms值，小于1/10最大不发火电流。有限能量：读写器连续发送指令，断开线卡并短路所有电容上极板，测量对地泄放电流积分值
14、，折算最大不发火电压。为了更好的评估电子控制模块一致性及可靠度，该项试验主要验证模块在通信及发火过程中的能量控制。通信过程根据与起爆控制器的能量供给关系分为无限能量和有限能量。有限能量指的是验证电子控制模块与起爆控制器通信过程中意外断开，导致功能异常，使得通信过程中相关储能元件的能量释放到换能元件而不会引起药剂发火的情况。无限能量指的是电子控制模块与起爆控制器通信过程中，由于模块自身异常导致起爆控制器供给的能量经限流电子直接作用在换能元件上而不会引起药剂发火的情况。发火过程的可靠性通过验证电子控制模块经最长延期时间发火时发火电容上的能量与药剂感度数据对应能量的一致性来体现。在评估过程中引入CP
15、k可客观的反映相关性能指标的一致性的情况，可在最大程度上验证模块的安全性能。3）延期时间电子控制模块延期时间是主要性能指标之一，电子雷管的应用效果与延期精度有很大程度的关联，因此检测延期时间相关参数可以直观的表现产品的性能。根据电子控制模块的应用场圻分类，结合WJ9085工业电子雷管行业标准的相关类型产品的技术要求，可对延期范围及延期精度分类考核，最大程度上满足终端的要求。试验方法：电子控制模块执行起爆延期的过程中，通过对电子控制模块上发火电容的电压和起爆延期时间进行测量并与延期设定时间比对，验证电子控制模块的延期精度。4）抗直流性能此项与电子雷管电子控制模块准入安全技术要求相关内容保持一致，
16、进一步改进了试验考核方式。试验方法：参照町9085工业电子雷管。5）抗交流性能此项与电子雷管电子控制模块准入安全技术要求相关内容保持一致，进一步改进了试验考核方式。试验方法：参照町9085工业电子雷管。6）抗高压脉冲性能此项与电子雷管电子控制模块准入安全技术要求相关内容保持一致，进一步改进了或验考核方式。试验方法：参照町9085工业电子雷管。7）抗杂散电流性能在爆破现场，可能存在各种电气设备和电缆，这些设备可能会产生杂散电流，即不按预期路径流动的电流。杂散电流可能无意中触发雷管，导致意外爆炸，这在安全上是一个重大隐患。因此需要电子控制模块的具备一定抗杂散电流的能力。试验方法：参照GB/T276
17、01规定进行。8）静电感度静电感度试验可以帮助确认雷管不会因静电放电而意外引爆，从而避免对操作人员和周围环境造成伤害。对电火工品的静电敏感度测试，美军标MI1.-STD-1512采用的参数值是:电容500pF,电阻5kC。该项要求与WJ9085工业电子雷管相关试验项条件保持一致，但测试点为输入端口之间。试验方法：参照WJ9042的规定进行。9）静电放电敏感度分级一一人体模型静电放电是一种普遍存在的自然现象，人体是产生静电危害的最主要的静电源之一，当人体或物体积累静电荷并在接触到敏感电子设备时释放，可能导致电子组件的损坏。人体带电模型是为了模拟带点人体与物体接触时的静电放电效应而建立的。人体带电
18、模型的电路网络是一个电容和一个电阻的串联结构，称为单Re电气结构。电子控制模块作为电子产品，在生产、制造、运输过程中均有可能与人体接触，因此十分有必要验证产品相关性能。该试验测试点为模块输入输出测试点相互组合。试验方法：参照GB/T4937.26的规定执行10）电磁兼容性能电磁兼容是衡量产品在电磁环境中正常工作而不干扰其他设备的能力。实际应用过程中电子控制模块可能面临多种电磁干扰源，如:高压电力线路、现场使用的无线电、手机等无线通信设备、其他电子设备。在启动和引爆过程中，电子控制模块的电路可能会受到瞬间的电磁冲击。H）高低温工作电子控制模块在不同地区和应用场景可能面临极端的温度条件,如沙漠地区
19、的高温、北极或高山地区的低温。高低温测试可以帮助模拟这些环境，评估产品中使用的材料和组件在极端温度下的性能，如那料、金属、电池、电容等。这些材料在温度变化时可能会膨胀、收缩、硬化或软化，影响产品整体性能。12）贮存试验电子控制模块主要由控制芯片、开关元件、电阻、电容等构成，其中电容的性能变化相较于其它器件更加敏感，因此电子控制模块的性能受电容的影响较大，根据模块使用的电容类型及电子设备用电容器总规范中的相关要求可以验证模块的贮存性能。试验方法：高温贮存按照GB/T2423.2试验Bb进行：低温贮存按照GB/T2423.1试验Ab进行。13）老化试验电子控制模块作为电子产品，其应用特殊对安全性的
20、要求极为严苛，与高安全性能要求的车规级电子控制模块技术要求相近，根据电子产品失效的浴盆曲线模型，电子产品会在早期使用过程中暴露出因工艺、设计缺陷产生的失效。考虑到电子控制模块使用的要求，为了评估产品在设计、生产环节的质量控制，达到使用有限样品评估无限量样品的良率的目的，借鉴车规级电子模块的相关要求，增加老化试验。14）温度循环温度循环模拟产品在口常使用或运输过程中可能遇到的温度逐渐变化的环境，如昼夜温差大的地区或设备开关机过程中的温度变化。在设定的低温和高温之间以较低的速率（通常每小时几度至十几度）循环变化，每个温度点停留一段时间，整个过程更加温和，旨在检测因材料膨胀和收缩引起的疲劳效应。改要
21、求用于检测焊接点、密封件、那料部件等的长期热应力承受能力。试验方法：参照GB/T2423.22试验Nb条款的规定进行。15）温度冲击快速评估产品对极端且突然的温度变化的承受能力，模拟产品在极短时间内从一个极端温度转移到另一个极端温度的场景。将产品迅速从一个极端温度转移到另一个极端温度，转移时间很短，通常在几分钟内，考验产品的材料强度、密封性和电路稳定性。用于检查产品在快速温度变化下的即时反应，如航天、军事设备或某些工业应用中可能遇到的极端条件。试验方法：照GB/T2423.22试验Na条款的规定进行。16）抗机械振动电子产品抗机械振动试验是一项重要的质量保证和产品验证活动，它对于确保产品在各种
22、运输、安装和使用环境下的可靠性和耐用性至关重要。振动试验可以帮助验证产品在预期的运输和使用环境中的可靠性。通过模拟振动条件，可以评估产品在实际遇到的动态载荷下的表现。试验方法：参照GB/T2423.10试验方法进行。17）抗机械冲击抗机械冲击试验在评估和确保产品在遭受突然和高强度外力时的可嵬性和安全性方面发挥着重要作用。冲击试验模拟了产品在运输、安装、使用甚至意外跌落时可能遭遇的情况，确保产品在这些情况下仍能正常运作。通过模拟冲击，可以揭示产品设计中的结构弱点,进一步评估产品在遭受冲击后的功能退化情况，确保产品在冲击后仍能保持其预期的功能。试验方法：参考GB/T2423.5试验方法进行。C、功
23、能要求电子控制模块功能指实际应用过程中的相关重点环节，主要包括电子控制模块注册、延期时间设定、网络检测、充电起爆等。通过功能快速验证电子控制模块的状态。标准草案与电子雷管电子控制模块准入安全技术要求协同性:-）草案根据电子控制模块的技术特点及应用需求，增加了部分术语定义：-）优化了分类命名：三）相同的技术要求：可测性、在线检测功能、起爆指令、存储空间及密码校验、温度冲击性能、抗直流性能、抗交流性能、抗高压脉冲性能、静电感度、射频感度、电磁兼容性能。四）修改的技术要求：系统安全性能、放电性能。根据GB_T20001.10-2014标准编写规则第10部分：产品标准的符合性能特性原则，要求应由性能特
24、性（与产品相关的物理、化学等技术性能），而不用描述特性（与产品使用功能相关的设计、工艺、材料等特性）来表述，以便给技术发展留有最大的余地。结合电子控制模块的特点及应用对象，增加了系统安全性能要求及放电性能，系统安全性能要求通过统计分析电子控制模块通信时能量过程能力，可评估电子控制模块系统安全性能的稳定性和一致性。以上两项要求可满足安全技术要求中的5.1电路系统设计、5.2工作电压设计、5.3放电电路设计及5.5安全性检测的目的。五）新增技术要求：外观、延期时间、抗杂散电流性能、静电放电敏感度分级一一人体模型、高低温工作、贮存试验、老化试验、温度循环、抗机械振动性能、抗机械冲击性能。三、主要试骐
25、（或验证）情况分析本文件为了保证电子控制模块要求及试验方法使用的科学性、规范性和可操作性，标准草案正在进行相关技术指标及测试方法开展试验验证及数据分析。四、知识产权情况说明本文件不涉及知识产权问题。五、产业化情况、推广应用论证和预期达到的经济效果本评测标准主要适用于对工业电子雷管电子控制模块进行检验测试。工业电子雷管作为十四五民爆产业结构调整的主要产品，近几年产业规模快速扩大，2018-2022产量从0.16亿发增长至3.44亿发，年复合增长率达到115.33%,2023年电子雷管产量达6.7亿发，同比增长94.9%。电子控制模块作为电子窗管的基础核心组件，其性能指标直接关系到电子雷管的成品质
26、量，该标准对于引导和规范电子雷管行业的发展，促进企业技术创新和产品升级具有重要意义。六、采用国际标准和国外先进标准情况本文件未采用国际标准和国外先进标准。七、与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性2021年10月，工信部安全生产司发布了工业数码电子雷管标准体系建设方案（试行），基于对电子雷管高质量发展因素的分析，结合电子雷管发展遇到的问题和现有标准情况，构建了电子雷管标准体系，其中电子雷管的储存运输、使用及销毁执行现有标准，产品及检测方法和生产类标准急需研制，我们这次制定的电子控制模块标准属于产品标准，属于“产品及检测方法”一级分类下。木草案在工信部安全生产司发布的电子宙管电子控制模块准
27、入安全技术要求的基础上，细化、完善后形成。八、重大分歧意见的处理经过和依据第一次标准草案研论会主要分歧点：1、术语（草案第三章节）1）电子控制模块分类。2）自释能放电时间描述。2、要求（草案第五章节）1）存储空间及密码校验：电子控制模是否需要进行三码校验。2）放电性能应包含可控放电与辅助放电两种方式.3）系统安全性：a）与药剂相关，建议取消：b）建议采用电子雷管电子控制模块准入安全技术要求中安全性检测要求。3）抗直流性能、抗交流性能、抗高压脉冲性能与电用火元件相关，是否需要在电子控制模块内检测。4）静电感度、射频感度：此项要求条件与电雷管相同，是否需要修订。5）老化试验：此项要求较为严苛，实施
28、难度大，是否具备采用的必要性。处理结果：1、术语1）电子控制模块分类：根据讨论意见电子控制模块根据应用场景分类过细，暂时将电子控制模块分类调整为:通用电子控制模块、煤矿许用型电子控制模块、地族勘探型电子控制模块。2）系统安全性相关术语描述修改为：a）通信电压：电子控制模块正常操作且处于非充电起爆状态时,输入端口之间的电压b）安全电压：电子控制模块通信过程中，所有储能元件的能量经发火电容释放且不足以激发换能元件时的发火电容两端等效电压。C）电流安全裕度：电子控制模块通信过程中，可靠通信电流与换能元件最大不发火电流的比值。d）安全电流：电子控制模块在通信电压下，仅经限流电阻且满足电流安全裕度的等效
29、电流。）可靠起爆电压：电子控制模块经最长延期时间起爆时，可靠激发换能元件时的发火电容两端电压。自释能：电子控制模块完成充电操作后，与起爆控制器断开连接,仅依赖F1.身能量耗散的能力。2、要求1）存储空间及密码校验：根据GAT531工业电子雷管信息管理通则要求，三码校验是工业电子雷管的重要要求，对电子控制模块的要求应为满足工业电子雷管信息通则中对三码存储空间即可。修改为：存储空间：应符合GA1531及GA441的要求，电子控制模块具有存储U1.D码、起爆密码编码的存储空间，电子控制模块支持起爆密码比对、校验。2）放电性能电子控制模块应具备1%释能放电能力，在H释能放电时间内将电子控制模块内部所有
30、储能能量降至本质安全状态以下。3）系统安全性:a）此项要求不带药剂，采用对应管厂药剂感度数据即可完成评估。电子控制模块的系统安全性为重要指标，不可取消。b）电子雷管电子控制模块准入安全技术要求中安全性检测要求采用电流及通电时间评估模块的电荷量，其中通电时间具有不确定性，且放电电流并非恒流，因此考核指标与实际应用有所差异，无法采用。标准联案中新增的系统安全性能要求根据模块实际应用中需要满足的感度数据，采用能量统计分析的方式，分别评估电子控制模块在通信及起爆环节的能量过程能力，以此判断系统安全的稳定性和一致性，更具备理论科学支擦。3）抗直流性能、抗交流性能、抗高压脉冲性能：羟讨论仅从电子控制模块角
31、度考虑此三项要求与其本身抗扰能不符，更多是考核雷管及电子引火元件，可以考虑取消。4）静电感度、射频感度：电雷管存在管壳等防护措施，使用其静电感度及射频感度要求条件对电子控制模块进行要求不符合产品实际情况，从电子产品角度考虑其抗静电性能修改为静电放电-人体模型及静电放电-带电器件模型，射频感度在电磁兼容性能中有所涉及，因此不做单独要求。5）老化试验：早期寿命失效率必为了评估产品在设计、生产环节的质量控制能力，达到使用有限样品评估无限量样品的良率的目的，借鉴车规级电子模块的相关要求，有必要增加该要求，该要求可帮助供应商提高产品的产品供应质量，为产业向好发展提供支撑。此外，该要求的验证方法在半导体及车规电子模组中应用广泛，可实施性较强。九、标准性质的建议本文件为推荐性行业标准。十、措施与建议本文件适合工业电子雷管电子控制模块研制单位与用户单位使用，无涉密内容，建立公开发行，供国内工业电子雷管电子控制模块产品验证参考。在标准具体使用中，应配合电子控制模块产品相关技术资料开展测试。建议实施日期为发布日期6个月后。十一、替代或废止现行相关标准的建议无。十二、其它应予说明的事项无。
