[實用新型]測深儀大功率聲波發射裝置

無效

• 申請號: 201020524247.0
• 申請日: 2010-09-10
• 公開（公告）號: CN201788278U
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 陳鈞
• 申請（專利權）人: 無錫市海鷹加科海洋技術有限責任公司
• 主分類號: G01S7/524
• 分類號: G01S7/524;G01S15/08
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所(普通合伙) 33221
• 代理人: 應圣義

技術領域

本實用新型涉及一種測深儀聲波發射裝置，尤其涉及測深儀專用的大功率聲波發射裝置，屬于利用聲波進行水下測量的聲納測量設備技術領域。

背景技術

水聲信號作為水下探測最有效的手段，已經廣泛應用于水下目標探測的各種聲納設備之中?；芈暅y深儀是應用水聲信號進行測距的常規水深測量設備，也是當今應用最普遍的探測設備。它的工作原理是通過換能器發射一定頻率的聲波，利用聲波在水中傳播時，遇到密度不同的介質（如水底或其他物體）會產生反射信號，根據聲波往返的時間及其在所測區域水中的傳播速度，求得換能器至反射目標的直線距離,即測得水深。

對于相同測量環境，測深儀的聲波發射裝置發出的發射聲波幅度越大，發射波形越完整則發射波能量越大，回波越強，測量效果越好。傳統的測深儀發射電路中為了實現較高能量的發射波，一般采用一個低的直流電壓驅動開關管形成發射波，然后采用升壓變壓器提升發射波的電壓幅度達到提高發射功率的目的。但是其通常具有如下缺陷：首先，由于升壓變壓器中需要先后實現電-磁、磁-電轉換，信號的最大傳輸寬度受磁飽和特性的限制，因而信號的頂部不易傳輸，發射波形容易失真；其次，信號的最小寬度受磁化電流所限；再次，在采用頻率較低的發射聲波（例如10kHz），為實現大功率發射就必須選擇升壓變比較大的變壓器，而為抑制磁飽和特性，變壓器必然體積大，笨重，并且加工復雜，即便這樣，發射功率也只能達到2000W左右，仍然不夠理想；最后，傳統的測深儀的發射保護電路通過地線側的采樣電阻采集功率主回路的電流數據，以模擬方式送到測深儀控制電路，當電路出現短路等異常情況時輸出控制信號，關閉全部發射以保護發射電路，由于考慮電路共地，采樣電阻的存在有可能造成電路損壞，導致保護電路的反應尚不夠迅速。

因此，能否開發出一種新型的測深儀專用大功率聲波發射裝置，使其能夠克服上述缺點，成為本領域技術人員函待解決的技術難題。

實用新型內容

為了解決上述技術問題，本實用新型旨在提供一種測深儀專用大功率聲波發射裝置，亦即一種無變壓器大功率發射電路，采用的技術方案如下：

該測深儀大功率聲波發射裝置包括：發射脈沖分頻模塊、發射回路驅動模塊、發射波功率主回路模塊以及換能器；其中，所述發射脈沖分頻模塊連接到發射回路驅動模塊，所述發射回路驅動模塊和換能器分別連接到所述發射波功率主回路模塊。

優選地，還包括保護模塊，其一端與所述發射波功率主回路模塊連接，另一端與所述發射脈沖分頻模塊連接，其采集所述功率主回路模塊的信號，當電路出現異常情況時輸出控制信號，關閉全部發射以保護包括所述發射脈沖分頻模塊在內的發射電路。

優選地，所述發射脈沖分頻模塊接收測深儀控制電路送來的發射脈沖信號，并將其二分頻后分別形成的正半周、負半周發射波脈沖信號發送到所述發射回路驅動模塊中。

優選地，所述發射回路驅動模塊包括左發射回路驅動模塊和右發射回路驅動模塊，兩模塊的電路完全相同，用于驅動所述發射波功率主回路模塊的全橋電路的不同開關管。

優選地，所述發射回路驅動模塊包括自舉電路，其由二極管正端連接電源、負端連接到并聯電容的一端而形成，所述并聯電容中既包括等效串聯電阻阻值較低的電容，又包括容量較大的電解電容。

優選地，所述發射回路驅動模塊中包括驅動芯片，以及用于保護所述驅動芯片的壓敏二極管和壓敏電阻，所述壓敏二極管與壓敏電阻并聯連接。

優選地，所述發射回路驅動模塊中具有串聯電阻以及與其中一個電阻并聯的二極管，用于共同控制開關管的導通和關斷時間。

優選地，所述發射波功率主回路模塊具有四個開關管形成的全橋電路，用于將高壓直流電加載到所述換能器上，形成測深儀發射聲波。

優選地，所述發射波功率主回路模塊中具有儲能電容和保護采樣電阻，所述保護采樣電阻連接到所述儲能電容的電源端。

優選地，所述發射波功率主回路模塊中具有開關管，以及由壓敏電阻、保護電阻、保護電容形成的開關管保護電路，其中，所述壓敏電阻與所述開關管并聯，所述保護電阻和保護電容串聯后的組合與所述開關管并聯。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：

1.采用高壓直流電驅動開關管，開關管采用全橋模式。橋路兩側開關管分別導通加載到換能器兩極，形成發射波的正負半周信號，即完整的測量發射聲波。通過驅動電路和開關管的選擇，在已實現的發射電路中經實際測量單向發射電壓為380V，在換能器負載為15歐姆時，電路能長期、穩定工作，即發射功率可達9000W以上。并且由于發射電路為直接加載到換能器兩端，電路中不存在電-磁、磁-電轉換，發射波形未失真，基本為驅動波形；