专利名称：瞬变电磁探测装置发射机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及瞬变电磁探测技术，具体为一种瞬变电磁探测装置发射机。
背景技术：
瞬变电磁探测法是感应电磁探测法的一种。瞬变电磁探测的原理是瞬变电磁波 在向地下传播的过程中，受到各个地层中不同介质的衰减，不同介质对不同频率的瞬变电 磁波衰减值是不同的。只要提取出回波信号中对应于不同地层物质的瞬变电磁信号的特征 频谱，就可反演出地层中不同物质。因此瞬变电磁探测在环境保护、水文地质和工程地质、 能源和矿业勘探方面得到愈来愈广泛的应用。瞬变电磁装置所发射的瞬变电磁波的幅度的 稳定和波形的标准直接关系着探测结果的准确性，另外发射的强度也决定着探测的深度。现有的瞬变电磁探测装置发射机主要是通过电子开关和转向器将电能转化为一 定频率的双极性矩形波电流，发射出来的一定频率的双极性矩形波电流经发送回线向地下 发送电磁波。由于发射线圈为电感性负载，开关管关断瞬间，电感中的电流呈指数规律下 降，使得发射电流后沿亦呈指数衰减。影响早期信号检测。另外对于蓄电池供电的发射机， 在使用的过程中，蓄电池的电压将会逐渐降低，发射电流也将随之降低，也对回波信号造成 影响，妨碍处理阶段反演结果的正确性。故要使瞬变电磁探测装置得到更准确的勘测结果，其发射机需要改进。
实用新型内容本实用新型的目的是设计一种瞬变电磁探测装置发射机，其电流发射电路的电子 开关为绝缘栅双极晶体管(IGBT)组成全桥电路，可实现三种波形输出，且接有无源能量回 馈缓冲电路，改善了发射电流波形。本实用新型设计的瞬变电磁探测装置发射机包括电源、主控电路、数模转换电路、 隔离电路、恒流源电路、发射主电路，主控电路为单片机，电源连接主控电路，主控电路经数 模转换电路、隔离电路连接恒流源电路。隔离电路将恒流源电路的高压区与主控电路信号 区隔离。主控电路的程控信号经数模转换电路送入恒流源电路，调节电源给恒流源电路的 脉冲电压。恒流源电路接发射主电路，为其提供稳定的电流，使其发射的电磁波稳定。发射 主电路的电子开关为绝缘栅双极晶体管(IGBT)组成的全桥电路，在绝缘栅双极晶体管的 集电极和发射极之间反向并联1支快恢复二极管。绝缘栅双极晶体管组成的全桥电路开关 性能好，快恢复二极管为无功功率提供一条释放回路，将发射线圈电感负载储存的无功能 量反馈回直流侧，改善发射电流波形后沿周。为了保证电源输出的电压值，电源接有过压欠压监测电路，过压欠压监测电路的 输出经模数转换电路接入主控电路，过压欠压监测电路对电源输出电压进行分压检测，检 测电压值经模数转换后送入主控电路的单片机，单片机将检测电压值与设定值进行比较。 主控电路还接有显示器，当电源的输出电压比设定的最小值�。允厩费棺刺粗钡� 源的输出电压比设定的最大值大，显示过压状态。[0008]为了随时精确地检测发射电流，恒流源电路接有过流检测电路，过流检测电路的 输出接入主控电路，其电流采样值送入主控电路，单片机对采样值与电流程控值进行比较， 以调整恒流源电路，以保证发射电流的稳定。另外当电流检测值超过设定过流值，关断恒流 源电路，以免损坏。显示器还可显示发射电流波形和发射电流强度值。为了保证脉冲发射电流的电压值，发射主电路接有输出电压监测电路，输出电压 监测电路的输出接入主控电路，输出电压监测电路检测发射电流的电压值，检测电压值送 入主控电路的单片机，单片机将检测电压值与设定值进行比较，对恒流源电路输出的脉冲 电压大小进行程控。为了对电源进行保护，恒流源电路接有过温保护电路，当恒流源的温度超过设定 的保护值时，过温保护电路断开恒流源电路，使之停止工作。所述过温保护电路为温度开关。主控电路还接有显示器，实时显示本装置工作状态。主控电路还接有报警器，当有电源欠压、过压或恒流源电路过流时，主控电路接通 报警器报警。本实用新型的瞬变电磁探测装置发射机的优点在于1、主控电路根据程控电源电 压，可提供电流强度不同频率不同的发射电流，可根据测量深度的不同选用不同等级，适应 浅、中、深不同深度的勘探；2、由于采用了绝缘栅双极晶体管(IGBT)组成全桥电路作为电 子开关，且接有快恢复二极管为无功功率提供释放回路，发射电流的脉冲波形标准，提高反 演结果的分辨率；3、有电源欠压、过压监测，以免电源电压的变化影响发射电流的稳定；4、 过流监测和过温保护，及时发现电流过载和超温，保护恒流源电路；5、集成度高，重量轻，还 可采用小型发射线圈，可采用背负式在井下探测。
图1本瞬变电磁探测装置发射机实施例的电路框图。
具体实施方式
本瞬变电磁探测装置发射机实施例的电路结构如图1所示，包括电源、主控电路、 数模转换电路、隔离电路、恒流源电路、发射主电路，还有过压欠压监测电路、模数转换电 路、过流检测电路、过温保护电路、输出电压监测电路以及报警器和显示器。电源经过压欠 压监测电路、模数转换电路接入主控电路，主控电路为单片机，主控电路经数模转换电路、 隔离电路连接恒流源电路。恒流源电路接发射主电路，恒流源电路还接有过流检测电路和 过温保护电路。发射主电路连接输出电压监测电路，输出电压监测电路的输出接入主控电 路。主控电路还连接显示器和报警器。发射主电路的电子开关为绝缘栅双极晶体管(IGBT)组成的全桥电路，在绝缘栅 双极晶体管的集电极和发射极之间反向并联1支快恢复二极管。过温保护电路为温度开关，在超过设定的保护值时，温度开关断开。过流检测电路内接有霍耳电流传感器进行电流采样。电源为蓄电池连接的电源模块。上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的
4具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、 等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求瞬变电磁探测装置发射机，包括电源、主控电路、数模转换电路、隔离电路、恒流源电路、发射主电路，主控电路为单片机，电源连接主控电路，主控电路经数模转换电路、隔离电路连接恒流源电路，恒流源电路接发射主电路，其特征在于所述发射主电路的电子开关为绝缘栅双极晶体管组成的全桥电路，在绝缘栅双极晶体管的集电极和发射极之间反向并联1只快恢复二极管。
2.根据权利要求1所述的瞬变电磁探测装置发射机，其特征在于所述电源接有过压欠压监测电路，过压欠压监测电路的输出经模数转换电路接入主控 电路。
3.根据权利要求1所述的瞬变电磁探测装置发射机，其特征在于 所述恒流源电路接有过流检测电路，过流检测电路的输出接入主控电路。
4.根据权利要求3所述的瞬变电磁探测装置发射机，其特征在于 所述过流检测电路内接有霍耳电流传感器。
5.根据权利要求1所述的瞬变电磁探测装置发射机，其特征在于所述发射主电路接有输出电压监测电路，输出电压监测电路的输出接入主控电路。
6.根据权利要求1所述的瞬变电磁探测装置发射机，其特征在于 所述恒流源电路接有过温保护电路。
7.根据权利要求6所述的瞬变电磁探测装置发射机，其特征在于 所述过温保护电路为温度开关。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的瞬变电磁探测装置发射机，其特征在于 所述主控电路接有显示器。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的瞬变电磁探测装置发射机，其特征在于 所述主控电路接有报警器。
专利摘要本实用新型为瞬变电磁探测装置发射机，发射主电路的电子开关为IGBT全桥电路，IGBT的C极和E极间反向并联快恢复二极管。本全桥电路开关性能好，快恢复二极管为无功功率提供一条释放回路，改善发射电流波形后沿周。电源接有过压欠压监测电路，其输出接入主控电路，单片机调节电源输出电压值以保稳定，并显示欠压或过压状态。恒流源电路接有过流检测电路，其输出接入主控电路，单片机比较调整发射电流以保稳定。发射主电路接有输出电压监测电路，其输出接入主控电路，单片机对脉冲电压大小进行程控。恒流源电路还接有过温保护电路。本机发射电流的脉冲波形标准，提高反演结果的分辨率，欠压、过压、过流监测和过温保护，保证设备安全，工作稳定。
文档编号G01V3/02GK201707449SQ201020208980
公开日2011年1月12日 申请日期2010年5月28日 优先权日2010年5月28日
发明者张海如, 欧阳缮, 王国富, 邓鹏 , 郑春强, 韦秦明 申请人:桂林电子科技大学
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