[發明專利]電纜路徑檢測多頻發射系統及方法、電纜路徑檢測儀器

有效

• 申請號: 201710875457.0
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107765316B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 米建偉;王小龍;劉倩;段學超;梁軍科;汪輝;梁圓圓;梁小剛
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01V3/10
• 分類號: G01V3/10
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

1.一種電纜路徑檢測多頻發射方法，其特征在于，所述電纜路徑檢測多頻發射方法，可以同時實現多個頻率信號的發射；諧振發射線圈內部增加源級線圈，利用諧振發射線圈和源級線圈之間的耦合關系實現電流的逐級放大；每個諧振發射模塊都是由電感線圈和電容構成的諧振腔，不同電感量和電容量對應不同的諧振頻率，在源級線圈發射多頻信號時，不同諧振發射線圈會工作在相應的諧振頻率下，實現諧振點頻率信號的發射；多個諧振線圈發射的多個頻率信號在空間矢量相加，實現多個頻率信號磁場在空間的傳播；

所述諧振發射線圈對源級線圈電流逐級放大，源級電流I₁在諧振發射線圈中產生感應電動勢，其電壓平衡方程如下：

式中，為互感；A為電流放大的比例系數；ω為系統工作頻率；諧振腔工作在諧振狀態時，實現對源級電流的放大，實現信號的發射；在非諧振狀態下，系統失諧，不會產生放大作用，不進行信號的發射；

所述源級線圈和諧振發射線圈均為含磁芯線圈，其電感量計算公式：

其中：n為線圈匝數，μ₀為真空磁導率，μ_c為實際磁導率，A_c為磁芯的截面積，l為線圈的長度，l_c為磁芯的長度；

圓柱形磁芯的實際磁導率相關公式：

其中μ_c為實際磁導率，μ_r為有效磁導率，N為退磁系數；

其中D_c為磁芯的直徑，l_c為磁芯的長度；

所述電纜路徑檢測多頻發射系統包括：

ARM微處理器，用于編程控制波形發生模塊產生所需要的頻率和波形信號；

波形發生模塊，與ARM微處理器通過SPI總線連接，用于產生PWM調制所需的調制波和載波信號；

PWM調制模塊，與波形發生模塊的輸出端連接，用于將調制波和載波進行比較輸出，輸出波形為一系列占空比不同的方波；

功率放大模塊，與PWM調制模塊的輸出端連接，用于放大PWM調制模塊輸出的PWM信號；

LC低通濾波電路，與功率放大模塊的輸出連接，用于解調放大后的PWM信號，濾除高頻載波信號，還原出調制波；

源級線圈，與LC低通濾波電路的輸出端連接，用于在源級線圈中產生電流；

諧振發射模塊，與源級線圈磁場耦合連接，包括諧振發射線圈和諧振匹配電容，源級線圈與諧振發射線圈繞制在同一磁芯上，源級線圈放置在中間，諧振發射線圈分別放置在源級線圈兩側；

所述電纜路徑檢測多頻發射系統發射10kHz～200kHz任意頻點的正弦波信號。

2.如權利要求1所述的電纜路徑檢測多頻發射方法，其特征在于，所述諧振發射模塊是一個獨立的諧振回路，所述諧振回路包括諧振發射線圈和諧振匹配電容，所述諧振發射線圈工作在諧振狀態；

所述諧振回路的諧振發射頻率由電感線圈的電感量以及匹配電容的電容量共同確定。

3.如權利要求1所述的電纜路徑檢測多頻發射方法，其特征在于，所述源級線圈與諧振發射線圈繞制在同一磁芯上，磁芯材料為錳鋅鐵氧體。