瞬变电磁发射机阻感负载被动吸收电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种瞬变电磁发射机阻感负载被动吸收电路，是由瞬变电磁发射机并联在阻感负载的两端，阻感负载经第一阶梯式吸收单元、第二阶梯式吸收单元、第三阶梯式吸收单元乃至第N阶梯式吸收单元与阻感负载链接构成。使用本实用新型被动式吸收电路后，发射电流为2.7A，发射电流关断时间由原来使用功率电阻吸收的1.2ms缩短到100us；阻感负载处于临界阻尼状态下，关断电流波形使用示波器看起来十分美观，最终提高了瞬变电磁系统野外观测数据的质量，尤其是对瞬变电磁的早期数据，对减小浅部勘探盲区有效地发挥了作用，也为瞬变电磁数据处理和反演方法提供了高质量的数据。
【专利说明】瞬变电磁发射机阻感负载被动吸收电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电磁发射吸收电路，系统【技术领域】，尤其是矿用ATEM-1I型瞬变电磁发射机的阻感负载快关断被动式吸收电路。
【背景技术】
[0002]瞬变电磁法(--Μ)是地球物理探测领域里一种应用前景十分广阔的新的勘探方法，该方法是利用不接地回线或接地线源向地下发射一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间隙期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场的方法。且目前已经成功地应用于煤矿、金属矿、石油、煤气勘查等工程探测方面。
[0003]现有的瞬变电磁探测装置发射机主要是通过大功率电阻、TVS管、SIDAC器件来吸收关断时阻感负载中的发射电流，减小电流关断时间。但是往往关断时间还是太慢，而且关断电流波形下降沿非线性。如果这种技术应用在阻感负载上就会产生更明显的问题，由于阻感负载电感量比较大，电流关断时间更慢，而且关断瞬间产生的感应电压很高，一般的TVS管和功率电阻难以适应如此大的功率。
[0004]常用的RCD电路都是用来吸收浪涌电压，但是如果一旦工作频率比较高，工作频率越高意味着开关管连续2次关断过程间隔时间越短，留给吸收电路泄放过冲能量的时间也就越短。而且泄放回路采用耗能元件电阻，放电过程中将有一大部分过冲能量使电阻发热而被消耗。 [0005]如果选用TVS高效能保护器件，当TVS 二极管的两级受到瞬态高能量冲击时，它能以10_12秒量级的速度，将其两极间的高阻变为低阻，以极高的速度使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，吸收高达数千瓦的浪涌冲击，然后将其两端的电压箝位在一个预定的数值上。如果选用SIDAC，其具有很高的相应速度，在纳秒数量级。SIDAC的工作原理是:当SIDAC两端电压超过其击穿电压时，SIDAC将开通，开通电压为3~4V ;在电流降低到维持电流之前，SIDAC为维持导通状态；当端电压低于击穿电压或流过电流低于维持电流时，SIDAC关断。矿用ATEM-1I型瞬变电磁发射机的阻感负载为ImX Im正方形线框，采用I平多股细线绕制128圈而成，电阻为:9Ω，电感高达48mH。发射电流为2.7A，所以在发射电流关断瞬间功率很大。在本使用新型设计的瞬变电磁阻感负载中电流快关断的被动吸收电路中采用多路阶梯式吸收单元组成，N路由大功率无源恒压钳位器件串联可调整阻抗的吸收单元进行并联实现阶梯式钳位，然后加在阻感负载两端，当阻感负载内电流关断瞬间，由于阻感负载具有电感，电流不能突变，会产生很高的电压，但是由于大功率无源恒压钳位器件的作用，使阻感负载两端电压箝位在1200V左右，由于U=L MiAlt, L不变的情况下，U越大，电流关断的斜率就越大，从而缩短了电流的关断时间；当感应电压被吸收减小到1000V时，第二路吸收单元开始工作，进一步加快了吸收，使发射电流关断时间缩短，接下来第三路、第四路……第N路也是如此工作的，这样在关断电流在快关断时可以使关断波形减缓来减小振荡，还可以通过可调整阻抗来调节关断电流波形，使阻感负载处于临界阻尼状态下。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种瞬变电磁发射机阻感负载被动吸收电路。
[0007]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0008]瞬变电磁发射机阻感负载被动吸收电路，是由瞬变电磁发射机I并联在阻感负载2的两端，阻感负载2经第一阶梯式吸收单元、第二阶梯式吸收单、第三阶梯式吸收单元乃至第N阶梯式吸收单元与阻感负载2链接构成。
[0009]阶梯式吸收单元是由大功率无源恒压钳位器件串联一个可调整阻抗构成。
[0010]本实用新型是应用在矿井ATEM-1I型瞬变电磁发射机内，针对矿井内空间狭窄，要采用多匝阻感负载来提高发射线圈的等效面积从而增大发射场强，由于阻感负载电感很大，所以发射电流关断瞬间，感应电压很大，而且电流关断很慢，针对上述不足，采用一种新型的大功率无源钳位被动式吸收电路来吸收瞬变电磁探测装置发射机的阻感负载发射关断电流，加速电流关断时间，改善电流关断波形的线性度，并且还可以调整阻感负载使其处于临界阻尼状态下。
[0011]瞬变电磁阻感负载中电流快关断的被动式吸收电路属于瞬变电磁探测装置发射机I的重要部分，是夹在阻感负载2两端进行工作的。
[0012]瞬变电磁阻感负载中电流快关断的被动式吸收电路是由多路阶梯式吸收单元构成。每路吸收单元由大功率无源恒压钳位器件D串联一个可调整阻抗构成。本实用新型电路应用大功率无源恒压钳位器件，该器件可以是TVS 二极管，也可以是SIDAC。
[0013]有益效果:矿用ATEM-1I型瞬变电磁发射机配有多匝阻感负载，使用本实用新型被动式吸收电路后，发射电流为2.7A，发射电流关断时间由原来使用功率电阻吸收的
1.2ms缩短到IOOus ;阻感负载处于临界阻尼状态下，关断电流波形使用示波器看起来十分美观，最终提高了瞬变电磁系统野外观测数据的质量，尤其是对瞬变电磁的早期数据，对减小浅部勘探盲区有效地发挥了作用，也为瞬变电磁数据处理和反演方法提供了高质量的数据。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是瞬变电磁发射机阻感负载被动吸收电路结构框图；
[0015]图2是附图1中阶梯式吸收单元结构图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明:
[0017]瞬变电磁发射机阻感负载被动吸收电路，是由瞬变电磁发射机I并联在阻感负载2的两端，阻感负载2经第一阶梯式吸收单元、第二阶梯式吸收单、第三阶梯式吸收单元乃至第N阶梯式吸收单元与阻感负载2链接构成。
[0018]阶梯式吸收单元是由大功率无源恒压钳位器件串联一个可调整阻抗构成。
[0019]图1，本实用新型应用在矿用ATEM-1I型瞬变电磁发射机内，加于阻感负载两端，在发射电流关断时工作。
[0020]图2所示为瞬变电磁阻感负载中电流快关断的被动吸收电路，由N路阶梯式吸收单元构成:每路吸收单元由一个大功率无源恒压钳位器件串联一个可调整阻抗组成。
[0021]具体工作过程是:
[0022]ATEM-1I型瞬变电磁发射机给阻感负载通以阶跃电流，在每次电流关断瞬间，由U=L MiAit,阻感负载两端会产生高压，这时，第一路阶梯式吸收单元开始工作，把电压箝位在预先设定的1200V，并吸收能量，当感应电压被吸收减小到1000V时，第二路吸收单元开始工作，每经过一路降低200V，以此类推，实现阶梯式吸收，调整可调整阻抗可以使发射电流关断波形变得线性，并且使阻感负载处于临界阻尼状态。众所周知，阻感负载关断电流波形不但与阻感负载有关，还与探测地点的地质结构有关，这样在不同的地区进行测量时，可以在接收机采集之前，先用示波器简单把阻感负载调整到最佳模式，这样减小了测量误差，为后序瞬变电磁数据处理和反演方法提供了高质量的数据。
【权利要求】
1.一种瞬变电磁发射机阻感负载被动吸收电路，其特征在于，是由瞬变电磁发射机(I)并联在阻感负载(2)的两端，阻感负载(2)经第一阶梯式吸收单元、第二阶梯式吸收单、第三阶梯式吸收单元乃至第N阶梯式吸收单元与阻感负载(2)链接构成。
2.按照权利要求1所述的瞬变电磁发射机阻感负载被动吸收电路，其特征在于，阶梯式吸收单元是由大功率无源恒压钳位器件串联一个可调整阻抗构成。
【文档编号】G01V3/08GK203786309SQ201420158933
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】王世隆, 杨宇, 林君, 随阳轶, 胡雪岩 申请人:吉林大学