用于气液两相流测量装置的红外光源脉冲恒流驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及气液两相流测量与分析领域，特别是一种用于气液两相流测量装置的红外光源脉冲恒流驱动电路。
【背景技术】
[0002]目前，国内外气液两相流测量分析的方法主要有超声波测量法、电磁法、电容测量法和光学检测法。
[0003]光学检测法，红外光源通常采用恒流驱动，其功耗大、灵敏度低且红外光源寿命缩短。为提高光源的发射强度、增大测量灵敏度和降低功耗，光源需采用脉冲恒流驱动。
[0004]目前尚没有成熟的可应用于气液两相流测量与分析领域的红外光源脉冲驱动电路，通常的应用于其它领域中光源驱动的脉冲恒流驱动电路采用实用新型专利201020641220.X中类似的多个电源和外部脉冲输入信号，或实用新型专利200610148351.2中类似的基于PWM或PFM调制的复杂电路来产生脉冲恒流输出供光源使用。
[0005]上述电路存在以下不足之处:
[0006]1、电路复杂；
[0007]2、需要外部脉冲源输入或大功率电感等器件，导致无法应用到气液两相流测量分析中；
[0008]3、电路复杂度、电源要求、器件要求等无法满足气流两相流测量分析的要求。【实用新型内容】
[0009]本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种电路简单、测量精度高、发光强度稳定、响应快、功耗低和稳定性好的用于气液两相流测量装置的红外光源脉冲恒流驱动电路。
[0010]为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种用于气液两相流测量装置的红外光源脉冲恒流驱动电路，包括包括基准电压产生电路，所述基准电压产生电路输出端与基准电压调制电路输入端连接；所述基准电压调制电路输出端与脉冲恒流源电路输入端连接；所述脉冲恒流源电路输出端与红外光源连接。
[0011]所述基准电压调制电路包括NE555芯片，所述NE555芯片的接地端与定时电容一端连接；所述定时电容另一端与所述NE555芯片的触发端、门限端、第一电阻一端连接；所述第一电阻另一端与第二电阻一端连接；所述第二电阻另一端与所述NE555芯片的复位端、外部电源连接；所述NE555芯片的电源端与所述外部电源连接；所述NE555的放电端接入所述第一电阻和第二电阻之间；所述NE555芯片的输出端通过第三电阻与第一三极管的基极连接；所述第一三极管的集电极与所述AD584JN芯片连接。该电路结构简单，能将基准电压产生电路产生的基准电压信号调制为频率、占空比和峰值恒定的脉冲基准电压信号输出到脉冲恒流源电路的输入端。
[0012]所述脉冲恒流源电路包括运算放大器，所述运算放大器正输入端与所述第一三极管的集电极连接；所述运算放大器的负输入端与所述红外光源的负极连接；所述运算放大器输出端与第二三极管的基极连接；所述第二三极管的发射极与所述红外光源的正极连接；所述第二三极管的集电极接所述外部电源。脉冲恒流驱动电路不需要供电源以外的其他输入信号，即可输出脉冲恒定电流，使光源工作在脉冲恒流状态。
[0013]与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为:本实用新型结构简单、测量精度高、发光强度稳定、响应快、功耗低，稳定性好。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的应用于气液两相流分析的红外光源脉冲恒流驱动电路结构示意图；
[0015]图2(a)为基准电压产生电路的输出；图2(b)为经基准电压调制电路调制后的输出；图2(c)脉冲电路处理后的输出电流；
[0016]图3为本实用新型的基准电压产生电路原理图；
[0017]图4为本实用新型的基准电压调制电路原理图；
[0018]图5为本实用新型的脉冲电路原理图。
【具体实施方式】
[0019]本实用新型一实施例包括基准电压产生电路，基准电压调制电路及脉冲恒流源电路。所述基准电压产生电路为红外光源脉冲恒流驱动电路的第一级，产生高稳定和高精度的基准电压信号，与基准电压调制电路输入端连接；基准电压调制电路产生一个固定频率和占空比的脉冲信号，控制调制开关管导通与关断，将基准电压产生电路产生的基准电压信号调制为频率、占空比和峰值恒定的脉冲基准电压信号输出到脉冲恒流源电路的输入端；脉冲恒流源电路将基准电压调制电路输出的脉冲基准电压信号转变为脉冲恒流电流驱动红外光源；红外光源被脉冲恒流源电路输出的脉冲恒流电流驱动，该驱动电流的频率、占空比和电流峰值恒定。
[0020]本实用新型电路的工作过程如下:
[0021]第一步:基准电压产生电路产生电压恒定、高精度、高稳定的基准电压信号，输出到基准电压调制电路。
[0022]第二步:基准电压调制电路产生频率、占空比固定的脉冲信号，控制开关调制管导通和关断，开关调制管将基准电压信号调制为频率、占空比和峰值固定的脉冲基准电压信号，输出到脉冲恒流源电路。
[0023]第三步:脉冲恒流源电路受脉冲基准电压信号的控制，输出脉冲恒流电流；当脉冲基准电压为高电平时输出所设置的恒定电流，当脉冲基准电压为低电平时输出电流近似为O ;脉冲恒流源电路输出与红外光源连接，被此脉冲恒流电流驱动。
[0024]第四步:红外光源连接到脉冲恒流源电路的输出，发出与脉冲基准电压信号频率、占空比相同，发光时光强恒定的光源信号，输入气液两相流测量装置测量机构。
[0025]如图2(a) ,2(b)、2 (C)，本实用新型的信号变化过程分为3个步骤，图2 (a)为基准电压产生电路的输出电压，为稳定的高精度直流电压；图2(b)为经基准电压调制电路调制后的输出，基准电压被转变为脉冲基准电压，频率、占空比和脉冲电压峰值固定；图2(c)为脉冲恒流源电路的输出，经脉冲恒流源电路放大和处理后，基准电压调制电路输出的脉冲基准电压信号被转变为脉冲恒流电流，电流频率和占空比与脉冲基准电压相同，脉冲电流大小恒定且与基准电压成比例；
[0026]如图3，基准电压产生电路采用精密基准电压源AD584JN实现，输出2.5V基准电压。
[0027]如图4，基准电压调制电路采用NE555芯片，所述NE555芯片的设置有定时电容Ct和电阻R1;所述定时电容和电阻设定了基准电压调制电路的工作频率为1kHz和脉冲占空比为25% ;基准电压调制电路开关调制管采用2N2221型NPN三极管，所述开关调制管的导通与关断由NE555芯片控制；基准电压产生电路的输出经电阻R1后连接到开关调制管，开关调制管受NE555芯片控制，将基准电压信号调制为脉冲基准电压信号从所述电阻R1另一端输出。
[0028]如图5，脉冲恒流源电路采用运算放大器LM124芯片和电流放大三极管3DK9，将脉冲基准电压转变为脉冲恒流电流输出，电阻R2为恒流设置电阻实例中为10 Ω，光源驱动脉冲电流为0.25A，频率1kHz，占空比25%。
【主权项】
1.一种用于气液两相流测量装置的红外光源脉冲恒流驱动电路，其特征在于，包括基准电压产生电路，所述基准电压产生电路输出端与基准电压调制电路输入端连接；所述基准电压调制电路输出端与脉冲恒流源电路输入端连接；所述脉冲恒流源电路输出端与红外光源连接。2.根据权利要求1所述的用于气液两相流测量装置的红外光源脉冲恒流驱动电路，其特征在于，所述基准电压产生电路采用AD584JN芯片。3.根据权利要求2所述的用于气液两相流测量装置的红外光源脉冲恒流驱动电路，其特征在于，所述基准电压调制电路包括NE555芯片，所述NE555芯片的接地端与定时电容一端连接；所述定时电容另一端与所述NE555芯片的触发端、门限端、第一电阻一端连接；所述第一电阻另一端与第二电阻一端连接；所述第二电阻另一端与所述NE555芯片的复位端、外部电源连接；所述NE555芯片的电源端与所述外部电源连接；所述NE555的放电端接入所述第一电阻和第二电阻之间；所述NE555芯片的输出端通过第三电阻与第一三极管的基极连接；所述第一三极管的集电极与所述AD584JN芯片连接。4.根据权利要求3所述的用于气液两相流测量装置的红外光源脉冲恒流驱动电路，其特征在于，所述脉冲恒流源电路包括运算放大器，所述运算放大器正输入端与所述第一三极管的集电极连接；所述运算放大器的负输入端与所述红外光源的负极连接；所述运算放大器输出端与第二三极管的基极连接；所述第二三极管的发射极与所述红外光源的正极连接；所述第二三极管的集电极接所述外部电源。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于气液两相流测量装置的红外光源脉冲恒流驱动电路，包括基准电压产生电路，所述基准电压产生电路输出端与基准电压调制电路输入端连接；所述基准电压调制电路输出端与脉冲恒流源电路输入端连接；所述脉冲恒流源电路输出端与红外光源连接。本实用新型结构简单、测量精度高、发光强度稳定、响应快、功耗低，稳定性好。
【IPC分类】H05B37/02
【公开号】CN204616135
【申请号】CN201420696051
【发明人】寻骈臻, 何峰, 谢锋, 曹勇全, 刘又清
【申请人】中国电子科技集团公司第四十八研究所
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年11月19日