[发明专利]一种高电压超声波发生电路及收发电路

说明书

本发明公开了一种高电压超声波发生电路及收发电路，该高电压超声波发生电路包括：依次连接的触发电路、高电压电路和超声波传感器X1，以及分别为触发电路和高电压电路提供启动脉冲的控制电路。其中，控制电路可控制触发电路处于未加载状态，并控制高电压电路升压至预设高电压、且保持高电压电路与超声波传感器X1断开。控制电路可控制触发电路处于加载状态，并控制触发电路通过升压触发高电压电路与超声波传感器X1接通，瞬间为超声波传感器X1施加高频激励。本发明通过三电极火花隙开关TRG对超声波传感器施加激励，该开关不仅能够承受数千伏的高电压，而且导通速度很快，为ns级，从而可使高压电容器C1快速放电，以满足超声波传感器需要的高频激励。

技术领域

本发明涉及超声波测量技术领域，尤其涉及一种高电压超声波发生电路及收发电路。

背景技术

目前石油工业中的钻井泥浆中含有大量的固体颗粒，原油开采中液体中含有原油、水、气、砂等多种介质，对超声波信号有严重的衰减，导致超声波的接收信号幅度太小，信噪比低，甚至无法进行测量。

为了解决上述问题，现有技术主要是耐高压电子器件产生高电压对发射传感器施加激励信号，其中主要的代表性文献如《自动化与仪器仪表》2019年第3期的论文“基于超声波声强无损检测的特高压GIL局部放电检测技术研究”，以及《仪表技术与传感器》2009年第8期的论文“超声管外测压中发射电路的设计”，这些方法受到电子器件耐高电压能力及高速等多方面的限制，能够实现的电压多为1000V左右，并无法很好地解决复杂介质及大口径管道的流量测量。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中受到电子器件耐高电压能力及高速等多方面的限制，能够实现的电压多为1000V左右，并无法很好地解决复杂介质及大口径管道的流量测量的缺陷，提供一种高电压超声波发生电路及收发电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种高电压超声波发生电路，包括：

依次连接的触发电路、高电压电路和超声波传感器X1，以及分别为所述触发电路和所述高电压电路提供启动脉冲的控制电路；

所述控制电路可控制所述触发电路处于未加载状态，并控制所述高电压电路升压至预设高电压、且保持所述高电压电路与所述超声波传感器X1断开；

所述控制电路可控制所述触发电路处于加载状态，并控制所述触发电路通过升压触发所述高电压电路与所述超声波传感器X1接通，瞬间为所述超声波传感器X1施加高频激励。

优选地，在本发明所述的高电压超声波发生电路中，所述高电压电路包括：第一高压控制器D7、高压变压器Tr1、高压开关电路；

所述第一高压控制器D7与所述控制电路电连接，用于控制所述高压变压器Tr1的放电；

所述高压变压器Tr1的初级线圈与所述第一高压控制器D7和电源电连接，次级线圈与所述高压开关电路电连接，用于将低压转换为高压，并为所述高压开关电路充电；

所述高压开关电路与所述触发电路和所述超声波传感器X1连接，用于所述触发电路处于未加载状态时，升压至所述预设高电压并保持与所述超声波传感器X1断开；所述触发电路处于加载状态时，通过所述触发电路触发与所述超声波传感器X1接通，瞬间为所述超声波传感器X1施加高频激励。

优选地，在本发明所述的高电压超声波发生电路中，所述高压开关电路包括：第一二极管D1、高压电容器C1、三电极火花隙开关TRG；

所述高压变压器Tr1的次级线圈通过所述第一二极管D1为所述高压电容器C1充电，所述高压电容器C1的第一端与所述超声波传感器X1的第一端连接，所述高压电容器C1的第二端接地，所述三电极火花隙开关TRG的第一主电极G0接地，第二主电极G1与所述超声波传感器X1的第二端连接，控制极Z通过所述触发电路接地；