一种防过冲瞬变电磁发射装置的制作方法

本发明涉及瞬变电磁发射装置，特别提供了一种防过冲瞬变电磁发射装置。

背景技术：

我国地大物博幅员辽阔，矿产资源丰富，随着我国经济的蓬勃发展，对矿产资源的需求逐渐增大。由于瞬变电磁法具有分辨能力强、探测深度大和施工效率高等优点，使其被广泛应用在勘察矿产、地下水勘探和煤矿漏水勘察等方面。

瞬变电磁法是利用发射机向线框输入脉冲电流产生一次磁场，再通过接收机观测初始磁场在地下介质中产生的二次涡流磁场的方法。发射机的发射电流的理想波形是标准的方波信号，在电流的下降沿时刻产生一次磁场，由于发射机的线框是由多匝线圈组成，其电感中的电流不能突变，在换路过程中，会造成发射电流关断时间长、后期长振荡以及过冲等现象，因此在实际测量中的电流波形并不是标准的方波，发射电流的关断电流将不再线性下降，会对发射机的输出电流的质量产生严重的影响，进而影响初次磁场，对数据的测量非常不利。

因此，研制一种防过冲瞬变电磁发射装置，成为人们亟待解决的问题。

技术实现要素：

鉴于此，本发明的目的在于提供一种防过冲瞬变电磁发射装置，以解决现有瞬变电磁发射装置受感性负载线圈影响会产生过冲现象的问题。

本发明提供了一种防过冲瞬变电磁发射装置，包括：依次连接的发射控制模块、中央处理器、igbt驱动模块、防过冲h桥路和发射线圈，所述防过冲h桥路包括a臂、b臂、第一支路和第二支路，a臂由绝缘栅双极型晶体管igbt1和绝缘栅双极型晶体管igbt4组成，控制信号为a，b臂由绝缘栅双极型晶体管igbt2和绝缘栅双极型晶体管igbt3组成，控制信号为b，第一支路、第二支路和发射线圈并联，第一支路包括串联的二极管d1和绝缘栅双极型晶体管igbt5，绝缘栅双极型晶体管igbt5控制信号为a非，第二支路包括串联的二极管d2和绝缘栅双极型晶体管igbt6，绝缘栅双极型晶体管igbt6控制信号为b非，二极管d1与d2的导通方向相反且在绝缘栅双极型晶体管igbt2、绝缘栅双极型晶体管igbt3、绝缘栅双极型晶体管igbt5同时导通的情况下，二极管d1处于截止状态。

本发明提供的防过冲瞬变电磁发射装置，通过对普通的h桥路结构进行改进，形成防过冲h桥路，即：在普通h桥路的基础上，又添加了两个igbt与二极管串联的支路，其中，两个支路均与发射线圈并联，igbt驱动模块在对h桥路导通顺序进行切换的过程中，两个支路能够使发射线圈中的能量得到快速释放，使换路后的波形不受换路前的影响，有效的改善发射电流后期的振荡和关断后的电流过冲，使该防过冲瞬变电磁发射装置的发射电流波形得到有效的控制。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为防过冲瞬变电磁发射装置的结构示意图；

图2为防过冲h桥路的电路图；

图3为防过冲h桥路matlab仿真示意图；

图4为常规h桥路的仿真结果示意图；

图5为本发明的仿真结果示意图。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。

如图1所示，本发明提供了一种防过冲瞬变电磁发射装置，包括：依次连接的发射控制模块、中央处理器、igbt驱动模块、防过冲h桥路和发射线圈，如图2、图3所示，所述防过冲h桥路包括a臂、b臂、第一支路和第二支路，a臂由绝缘栅双极型晶体管igbt1和绝缘栅双极型晶体管igbt4组成，控制信号为a，b臂由绝缘栅双极型晶体管igbt2和绝缘栅双极型晶体管igbt3组成，控制信号为b，第一支路、第二支路和发射线圈并联，第一支路包括串联的二极管d1和绝缘栅双极型晶体管igbt5，绝缘栅双极型晶体管igbt5控制信号为a非，第二支路包括串联的二极管d2和绝缘栅双极型晶体管igbt6，绝缘栅双极型晶体管igbt6控制信号为b非，二极管d1与d2的导通方向相反，在绝缘栅双极型晶体管igbt2、绝缘栅双极型晶体管igbt3、绝缘栅双极型晶体管igbt5同时导通的情况下，二极管d1处于截止状态；在绝缘栅双极型晶体管igbt1、绝缘栅双极型晶体管igbt4、绝缘栅双极型晶体管igbt6同时导通的情况下，二极管d2处于截止状态。

该防过冲瞬变电磁发射装置的工作过程如下：

1)、发射控制模块设置参数并发送至中央处理器；

2)、中央处理器接收所述参数后，向igbt驱动模块发送相应控制信号；

3)、igbt驱动模块接收所述控制信号后，产生防过冲h桥路的驱动信号，以控制防过冲h桥路的导通与关断，最终使发射线圈产生相应频率和占空比的发射信号，其中，在防过冲h桥路换路的过程中，第一支路和第二支路能够使发射线圈中的能量得到快速释放，使换路后的波形不受换路前的影响，有效的改善发射电流后期的振荡和关断后的电流过冲，使该防过冲瞬变电磁发射装置的发射电流波形得到有效的控制。

其中，以脉冲发射机a和b的脉冲信号发射周期为：a为导通信号，b为关断信号->a、b均为关断信号->a为关断信号，b为导通信号->a、b均为关断信号为例，如图3防过冲h桥路的matlab仿真示意图所示，防过冲功能的实现过程如下：当触发信号a为导通信号，b为关断信号时，igbt1、igbt4、igbt6导通，igbt2和igbt3、igbt5关断，由于igbt5关断使二极管d1所在支路不导通，由于二极管d2左端电压高于右端电压使其所在支路不导通，电流通路为igbt1->发射线圈->igbt4，发射线圈中电流方向为从左到右；当触发信号a和b都为关断信号时，igbt5和igbt6导通，igbt1、igbt2、igbt3、igbt4关断，发射线圈中电流方向不能突变，为从左到右，此时形成电流通路为igbt6->d2->发射线圈，使发射线圈中的能量快速释放；当触发信号a为关断信号、b为导通信号时，igbt2、igbt3、igbt5导通，igbt1、igbt4、igbt6关断，由于igbt6关断使二极管d2所在支路不导通，由于二极管d1右端电压高于左端电压使其所在支路不导通，电流通路为igbt2->发射线圈->igbt3，发射线圈中的电流方向为从右到左；当触发信号a和b都为关断信号时，igbt5和igbt6导通，igbt1、igbt2、igbt3、igbt4关断，发射线圈中电流方向不能突变，为从右到左，此时形成电流通路为igbt5->d1->发射线圈，使发射线圈中的能量快速释放。

图4为常规h桥路的仿真结果示意图，图5为图3的仿真结果示意图，从图中可以清楚地看出，通过本发明提供的防过冲瞬变电磁发射装置可以有效的改善发射电流后期的振荡和关断后的电流过冲，使该防过冲瞬变电磁发射装置的发射电流波形得到有效的控制。

上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。