專利名稱：超聲波脈沖變壓器發(fā)射電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
超聲波脈沖變壓器發(fā)射電路，涉及對超聲波發(fā)射電路的改進(jìn)，用于對壓力、溫度變化范圍寬、大口徑、大流量氣體的超聲波流量計，液體濃度測量儀器，氣體組分分析儀。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有超聲波氣體流量計中通用的超聲波發(fā)射電路一般都采用高壓、低電流觸發(fā)模式。這種超聲波發(fā)射模式為了提高超聲信號強(qiáng)度就需要把觸發(fā)電壓提的更高，而更高的觸發(fā)電壓，對電源電路設(shè)計以及選擇更高耐壓的功率三極管等都要提出更加高的要求，給設(shè)計帶來了不可靠性，給產(chǎn)品帶來不穩(wěn)定性。而且這種發(fā)射模式，需要高壓電源一直存在，即使不在發(fā)射時刻，電路都需要消耗大量的電能。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)在通用的超聲波發(fā)射電路的不足點(diǎn)，本發(fā)明人通過長期研究，設(shè)計了一種生產(chǎn)和使用方便，不采用高壓觸發(fā)電源，有利于降低功耗，提高超聲波發(fā)射效率、有效節(jié)約電能的超聲波脈沖變壓器發(fā)射電路。本實用新型脈沖變壓器發(fā)射電路由脈沖變壓器，MCU控制器，開關(guān)功率管，低壓大功率電源與超聲波換能器電路連接構(gòu)成。其中脈沖變壓器為雙抽頭脈沖變壓器，脈沖變壓器的初級線圈靜態(tài)內(nèi)阻為0. 5 Ω，觸發(fā)頻率IOOKHz下的動態(tài)阻抗控制在50 Ω左右，為了減少磁通損耗，脈沖變壓器采用全密封結(jié)構(gòu)。次級線圈和與換能器連接構(gòu)成諧振電路，但要避免在實際電路中在脈沖變壓器磁場飽和情況下，防止連續(xù)觸發(fā)時因脈沖變壓器磁場飽和而失效。開關(guān)功率管采用功率三極管。電路工作時，MCU控制器通過開關(guān)功率管控制雙抽頭脈沖變壓器，通過開關(guān)功率管交替觸發(fā)，脈沖變壓器的初級線圈交替導(dǎo)通，脈沖變壓器的次級線圈上產(chǎn)生正負(fù)兩個方向的電流，與脈沖變壓器的次級線圈相連接的換能器上就產(chǎn)生了正負(fù)脈沖的觸發(fā)電壓，從而形成單電壓下的全波推挽發(fā)射超聲波，脈沖變壓器改變了觸發(fā)負(fù)載的阻抗匹配，實現(xiàn)了低電壓、瞬間大電流的脈沖超聲波發(fā)射。本實用新型的優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)射電路不采用高壓電路，把換能器需要高阻抗、高電壓小電流的觸發(fā)超聲波發(fā)射模式變換成脈沖變壓器的低阻抗、低電壓大電流觸發(fā)超聲波的功率發(fā)射模式，不僅降低了電路的功耗，還提升了發(fā)射電路的發(fā)射效率，而且還有效提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性，當(dāng)發(fā)射電路不發(fā)射超聲波時，整個發(fā)射電路可以達(dá)到零功耗。

圖1.本實用新型發(fā)射電路示意圖。
具體實施方式
本實用新型超聲波脈沖變壓器發(fā)射電路由脈沖變壓器，MCU控制器，開關(guān)功率管， 低壓大功率電源和超聲波換能器電路連接構(gòu)成，其中脈沖變壓器為雙抽頭脈沖變壓器，初級線圈靜態(tài)內(nèi)阻為0. 5 Ω，觸發(fā)頻率IOOKHz下的動態(tài)阻抗控制在50 Ω，開關(guān)功率管為功率三極管。脈沖變壓器一端與超聲波換能器連接，開關(guān)功率管分別與脈沖變壓器的另一端、 MCU控制器、、低壓大功率電源連接。 本實用新型發(fā)射電路工作時，MCU控制器控制功率三極管，功率三極管把低電壓大電流的開關(guān)脈沖信號，疊加到脈沖變壓器的初級線圈上，脈沖變壓器的初級線圈交替導(dǎo)通， 在脈沖變壓器的次級線圈上產(chǎn)生正負(fù)兩個方向的電流和高壓脈沖信號，并使與脈沖變壓器次級線圈相連接的超聲波換能器產(chǎn)生正負(fù)脈沖的觸發(fā)電壓，高壓脈沖信號直接驅(qū)動超聲波換能器進(jìn)行超聲波發(fā)射，實現(xiàn)單電壓下的全波推挽發(fā)射超聲波。本實用新型發(fā)射電路性能穩(wěn)定、可靠、低功耗，當(dāng)發(fā)射電路不發(fā)射超聲波時，整個發(fā)射電路可以達(dá)到零功耗。
權(quán)利要求1.超聲波脈沖變壓器發(fā)射電路，由脈沖變壓器，MCU控制器，開關(guān)功率管，低壓大功率電源電路構(gòu)成，其特征在于脈沖變壓器一端與超聲波換能器連接，開關(guān)功率管分別與脈沖變壓器的另一端、MCU控制器、低壓大功率電源連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射電路，其特征在于脈沖變壓器為雙抽頭脈沖變壓器，初級線圈靜態(tài)內(nèi)阻為0. 5 Ω，觸發(fā)頻率IOOKHz下的動態(tài)阻抗控制在50 Ω。
專利摘要超聲波脈沖變壓器發(fā)射電路，涉及對超聲波發(fā)射電路的改進(jìn)，用于對壓力、溫度變化范圍寬、大口徑、大流量氣體的超聲波流量計，液體濃度測量儀器，氣體組分分析儀。本實用新型發(fā)射電路由脈沖變壓器，MCU控制器，開關(guān)功率管，低壓大功率電源與超聲波換能器電路連接構(gòu)成。本實用新型電路通過對脈沖變壓器進(jìn)行阻抗匹配，使脈沖變壓器初級線圈為低阻抗大電流，由MCU控制器通過開關(guān)功率管控制脈沖變壓器，將原來超聲波換能器高阻抗低電流的高壓觸發(fā)發(fā)射模式改變?yōu)槊}沖功率發(fā)射，且提高了發(fā)射效率，降低了功耗。本實用新型生產(chǎn)和使用方便，可以廣泛應(yīng)用于氣體超聲波流量計和氣體組分分析儀產(chǎn)品中。
文檔編號G10K9/12GK202058440SQ20112013806
公開日2011年11月30日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者慕志國, 陸寶鈞 申請人:上海中核維思儀器儀表有限公司