[发明专利]一种矿用聚焦双频激电仪隔离驱动控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电法勘探仪器的驱动控制电路，尤其涉及一种矿用聚焦双频 激电仪的隔离驱动控制电路。

背景技术

为保障煤矿工作面内人员和机器的安全生产，掘进过程中必须遵循“预测预 报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则。目前，煤矿井下常用的超前探测 方法主要存在探测准确率低、实时性差、方向性差、效率低、成本高、抗干扰能 力差、探掘分离等突出问题，不能完全满足掘进面对超前探测的要求。因此，研 究一种工作方法简单、探测精度高、可与掘进机协同作业的超前探测方法意义重 大。

聚焦双频激电法探测技术(专利号CN103176214A)是中国矿业大学(北京) 提出的一种基于双激电法以及电场聚焦偏转效应的煤巷超前探测新方法。根据聚 焦双频激电法的原理研制了矿用聚焦双频激电仪。仪器包括发射装置及接收装置 两部分，发射装置通过主电极(布置在掘进断面中心处)向掘进断面前方发射单 路幅值相同、高低频组合的调制方波电流为激励，约束电极(对称布置在主电极 四周)发射4路与主电极极性相同、幅值强度可调的调制方波电流为约束，利用 电场的约束作用，有效控制探测电场的传播方向和距离，使巷道断面前方某一方 位的围岩介质产生不同程度的激发极化，通过接收装置检测激发极化电位差，计 算激电参量视幅频率和视电阻率，实现巷道断面前方地质异常体(包括含水、断 层及陷落柱地质构造等)方位的准确判断，达到定方向、定距离探测的目的。

目前，矿用聚焦双频激电仪发射装置产生双频调制方波电流的一般方法如下： 接收装置内部单片机通过软件编程产生2路驱动控制信号，通过扩流电路后增大 驱动控制信号驱动能力，通过控制全桥逆变电路的4个控制端(电路对角控制端 分别利用其中1路驱动控制信号进行控制)，产生高低频组合的双频调制方波电 流。该方法的不足之处在于：

(1)软件编程方式一般采用采用延时方式产生驱动控制信号，由于该信 号为高低频组合方波，波形复杂且精度要求较高，该方法容易产生误差；

(2)接收装置驱动控制信号产生电路与发射装置全桥逆变电路直接耦合， 可能导致发送装置强电信号对接收装置产生干扰。

发明内容

为解决上述问题，研制了一种矿用聚焦双频激电仪的隔离驱动控制电路。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种矿用聚焦双频激电仪隔离驱动控制电路，其特征在于，包括比较电路、 与门电路、选通电路、扩流电路、隔离输出电路、分压电路及隔离电源，所述比 较电路、与门电路、选通电路、扩流电路、隔离输出电路顺次连接，所述隔离电 源分别向隔离输出电路前端和后端提供隔离电压，而且通过分压电路向比较电路 提供基准比较电压。

本发明矿用聚焦双频激电仪隔离驱动控制电路与现有技术相比，具有如下有 益效果：

(1)软件编程产生2路相位差为0°、占空比均为1的方波信号，该波形 简单且容易实现，减小编程延时误差；

(2)通过改变选通电路的选通通道，可分别产生相位差为0°、180°的 2种双频驱动控制信号，增加了驱动控制信号波形种类；

(3)接收装置驱动控制信号产生电路通过隔离输出电路与发射装置全桥 逆变电路耦合，消除了发射装置通过驱动控制信号对接收装置进行耦合的途径。

附图说明

图1为本发明隔离驱动控制电路结构框图；

图2为本发明比较电路电路图；

图3为本发明与门电路电路图；

图4为本发明扩流电路电路图；

图5为本发明隔离输出电路电路图；

图6为矿用聚焦双频激电仪发射装置全桥逆变电路原理图；

图7为本发明输入方波信号及经过比较电路输出波形图；

图8为本发明相位差为0rad驱动控制信号及逆变输出波形图；

图9为本发明相位差为πrad驱动控制信号及逆变输出波形图。

其中，1、比较电路，2、与门电路，3、选通电路，4、扩流电路，5、隔离输出 电路，6、分压电路，7、隔离电源。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白与理解， 以下结合附图和实施例对本发明做进一步说明。本实施例不得用于解释对本发明 保护范围的限制。

参看图1