[实用新型]双极大功率脉冲超声波发生器

说明书

技术领域

本实用新型属于超声检测及高频技术领域，涉及一种大功率的双脉冲超声信号发生器。

背景技术

目前超声探伤所使用的脉冲信号源大多功率不够高，而已有的大功率冲超声信号发生器又是单脉冲信号源，具有脉冲宽度不可调的弊端，而大坝的混凝土结构以及核电站压力容器的奥式钢体结构对声波的散射衰减很大，如发射换能器发射的超声波功率不强，将无法检测到回波信号，就不能很好的完成深度探伤的检测。

申请号为“201120198403”名称为“一种大功率超声波发生机”的专利申请，公开的是一种大功率超声波发生机，包括380Ｖ的电源、整流器、功放Ｉ、功放ＩＩ、合成器和换能器，其特征在于：还包括电压调节器、单片机、信号源、匹配网络，以及电缆，所述电源经过电压调节器微调后进入整流器，整流后的电源经过功放Ｉ和功放ＩＩ输送到合成器，所述单片机通过信号源对功放Ｉ、功放ＩＩ进行控制，所述合成器通过传感器与匹配网络连通，所述匹配网络通过电缆与换能器连通。该实用新型采用了先进的元器件，电路设计为脉冲功率转换多单元一次合成技术，结构简化，性能可靠，具有频率，脉宽和功率协调功能，电流冲击小，输出功率大而稳定，但是输出的是正弦波信号，无法用于超声探伤。

申请号为“200980144195”名称为“脉冲信号发生装置”的专利申请，公开的是一种脉冲信号发生装置，其特征在于：为了在谐振腔发生负阻使三电极高频放大元件集成化，并且为了共用向空间放射电磁波的天线功能构成放射型振荡器，通过使上述三电极高频放大元件短时间进行动作而获得短时间的负阻，发生基于该负阻和上述谐振腔之构造所决定的振荡频率／频率带宽的高频脉冲信号，并同时将其向空间放射。该实用新型具有构造单纯化、高性能化、小型集成化、设计容易化、低耗电化、低成本化的特点，但是属于微波／毫米波段的高频脉冲信号发生装置，功率小，不能达到所需的探伤深度及精确度。

申请号为“201210063255.3”名称为“大功率单脉冲超声信号发生器及其无损探伤的方法”的专利申请，公开的是一种大功率的单脉冲超声波发生器，其特征在于：通过控制单片机产生的PWM波作为控制信号，经过缓冲放大电路对电流进行放大，以达到驱动功率开关管的通断，控制电容充放电的目的，从而控制脉冲激发电路输出所需脉宽的单脉冲信号，定时将脉冲幅度反馈给单片机，对设备空载及过热现象及时采取保护措施，最终经过单脉冲变压器使脉冲幅度大大提升。该实用新型虽然克服了以往脉冲功率源输出功率过低的弊端，但其脉冲宽度不可调，脉冲信号主频无法与任意换能器固有频率达成一致形成谐振，浪费了能量，消弱了探测效果。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是设计一种双极大功率脉冲超声波发生器，该双极大功率脉冲超声波发生器与已有脉冲信号发生器相比功率至少提升了两倍，且通过控制正脉冲和负脉冲的间隔时间，可以控制脉冲信号主频，实现与发射换能器的频率匹配，充分激发探测声波。

一种双极大功率脉冲超声波发生器，其特征是，包括：

单片机，所述单片机产生控制信号输入两个半桥驱动电路；

由功率开关管组成的全桥电路，所述全桥电路由所述两个半桥驱动电路输出的信号控制；

还包括由所述全桥电路控制进行充放电的电容；

所述电容产生的信号经一脉冲变压器进行脉冲升压后激发发射换能器产生超声信号。

所述的电容为油浸电容，所述的油浸电容充放电时产生双脉冲信号。

所述全桥电路中包含四个桥式连接的第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管和第四功率开关管，其中第一功率开关管、第三功率开关管的源极分别和第二功率开关管、第四功率开关管的漏极连接；第一功率开关管、第三功率开关管的漏极与电源端连接，第二功率开关管、第四功率开关管的源极接地；第一功率开关管和第二功率开关管、第三功率开关管和第四功率开关管栅极分别与一个半桥驱动电路连接，电容的一端与第一功率开关管、第三功率开关管的漏极相连，电容的另一端与第二功率开关管、第四功率开关管的漏极相连，控制电容充放电。

所述的脉冲变压器对所述电容产生的双脉冲信号进行幅值放大。

所述的两个半桥驱动电路用于控制全桥电路的两个桥臂的开启和闭合。

由两个半桥驱动电路控制所述的全桥电路的两个桥臂开启和关闭的时间间隔，使全桥电路输出的正脉冲与负脉冲的时间间隔可调。

所述的超声换能器用于发射超声信号。

本实用新型所达到的有益效果：