一种瞬变电磁法勘查设备中发射机的发射电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种在地质勘测中使用的发射机系统。更具体地说，本实用新型涉及一种在煤矿水勘测中使用的瞬变电磁法勘查设备中发射机的发射电路。
【背景技术】
[0002]矿山水灾害已经严重威胁旷工的生命安全和煤炭的生产安全，给国家和人民带来了巨大的精神损失和财政损失。除了煤矿开采的安全意识需要加强以外，煤矿水勘测技术也需要进一步提升。
[0003]瞬变电磁法(TEM)具有技术手段成熟、勘测深度大、准确度高等特点，在地质勘测的方法中有着非常重要的地位。当前应用的领域有:反恐侦察、水污染勘测、地质结构勘探、金属矿勘探、地下水勘探。瞬变电磁法的准确度和TEM设备的发射机的全桥电路关断时间直接相关，即全桥电路关断时间越长，发射机线圈的发射电流的下降沿线性度越低，丢失的地质信息就越多，反演的准确性就越低；而全桥电路关断时间越短，发射机线圈的发射电流的下降沿线性度越高，获得浅层的地址信息就越多，反演的准确性就越高。
[0004]但是，目前TEM设备的发射机的发射激励电流在几安培到几百安培之间，由于发射电流比较大、电子开关响应慢、负载线圈电感量大、发射机全桥电路开关噪声等影响，发射电流波形容易受供电电源影响、线性度不高、且存在电流下降沿时间过长等问题，影响发射机反演的准确性。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0006]本实用新型还有一个目的是提供一种瞬变电磁法勘查设备中发射机的发射电路，其能够缩短发射机全桥电路的关断时间，提高发射电流波的线性度，并提高发射机反演的准确性。
[0007]本实用新型还有一个目的是通过在发射机全桥电路上连接馈能钳位电路，并在馈能钳位电路上设置储能电容，提高发射机电能的利用率，以便增加发射电流的线性度，并降低发射机的功耗。
[0008]本实用新型还有一个目的是，通过设置过流保护电路和过压保护电路，对发射机的全桥电路进行过流和过压保护，以便增加系统的可靠性和安全性。
[0009]为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种瞬变电磁法勘查设备中发射机的发射电路，包括:
[0010]直流电源；
[0011]全桥电路，其与所述直流电源连接，以接收所述直流电源的直流电能，并将所述直流电能转换为以预定频率变化的交流方波电能；
[0012]发射线圈，其与所述全桥电路连接，以接收所述交流方波电能而产生电磁信号；
[0013]馈能钳位电路，其与所述发射线圈连接，以在发射线圈未接收所述交流方波电能时，接收残存在发射线圈中的残存电能，且储存所述残存电能在所述馈能钳位电路中的储能电容中；
[0014]其中，所述储能电容与所述直流电源并联以共同向所述全桥电路供电。
[0015]优选的是，所述的瞬变电磁法勘查设备中发射机的发射电路中，所述馈能钳位电路包括:
[0016]钳位二极管；
[0017]馈能稳压电路，其通过所述钳位二极管连接至所述发射线圈，且所述储能电容位于所述馈能稳压电路中；
[0018]其中，所述馈能稳压电路中还设置有位于所述钳位二极管与所述储能电容之间的第五单向通电开关，当所述全桥电路与所述发射线圈之间的供电断开时，所述第五单向通电开关开启，所述发射线圈中的残存电能通过所述钳位二极管和所述第五单向通电开关传递至所述储能电容。
[0019]优选的是，所述的瞬变电磁法勘查设备中发射机的发射电路中，所述钳位二极管有两个，并列且同向地设置在所述发射线圈的两侧，即两个钳位二极管的正极分布在所述发射线圈的两侧，而两个负极相连且均通过所述第五单向通电开关耦合至所述储能电容。
[0020]优选的是，所述的瞬变电磁法勘查设备中发射机的发射电路中，所述馈能稳压电路中还设置有限流电阻，其串联在所述钳位二极管和所述第五单向通电开关之间，以消耗一部分所述发射线圈中的残存电能，保护所述第五单向通电开关。
[0021 ] 优选的是，所述的瞬变电磁法勘查设备中发射机的发射电路中，所述全桥电路包括:
[0022]第一单向通电开关，其连接至所述直流电源；
[0023]第四单向通电开关，其与所述第一单向通电开关连接，且具有接地端；
[0024]其中，所述发射线圈串联在所述第一单向通电开关和第四单向通电开关之间，且所述第一单向通电开关和第四单向通电开关同时开启和关闭；以及
[0025]第二单向通电开关，其连接至所述直流电源；
[0026]第三单向通电开关，其与所述第二单向通电开关连接，且也具有接地端；
[0027]其中，所述发射线圈也串联在所述第二单向通电开关和第三单向通电开关之间，且所述第二单向通电开关和第三单向通电开关同时开启和关闭；以及
[0028]其中，所述第一单向通电开关和所述第三单向通电开关分别连接至所述发射线圈的两侧。
[0029]优选的是，所述的瞬变电磁法勘查设备中发射机的发射电路中，所述第一单向通电开关至第五单向通电开关均为绝缘栅双极型晶体管IGBT。
[0030]优选的是，所述的瞬变电磁法勘查设备中发射机的发射电路中，还包括:
[0031]全桥过流保护电路，其输入连接至所述第二单向通电开关的接地端和所述第四单向通电开关的接地端，以接收电流，且所述全桥过流保护电路中设置有检测电阻和多级运算放大电路，其中，所接收到的电流通过所述检测电阻，在所述检测电阻的两侧产生检测电压，所述多级运算放大电路对检测电压执行多级放大操作。
[0032]优选的是，所述的瞬变电磁法勘查设备中发射机的发射电路中，还包括:
[0033]全桥过压保护电路，其输入连接至直流电源和存储电容共同的电能输出端，以接收电压，且所述全桥电压保护电路中设置有两个彼此串联的第一分压电阻和第二分压电阻，以及设置有运算放大电路，其中，所接收到的电流通过第一分压电阻和所述第二分压电阻，所述运算放大电路对所述第二分压电阻得到的分压执行放大操作。
[0034]本实用新型至少包括以下有益效果:首先，由于在发射机的全桥电路上连接馈能钳位电路电路，能够将发射线圈的上一周期的剩余电能存储在馈能钳位电路的储能电容中，并通过将所述储能电容与直流电源并联共同向所述全桥电路供电，利用所述剩余电能加速下一周期线圈中电流的爬升，从而缩短发射机发射电流的下降沿时间，提高电流波的线性度，使发射机的反演准确性得到提高，并能够提高发射机电能的利用率，降低发射机的功耗。
[0035]其次，通过设置过流保护电路和过压保护电路，并将过流保护电路和过压保护电路与发射机的主处理模块连接，当检测到过流或过压信号时，能够自动关闭全桥电路，对发射机的全桥电路进行过流和过压保护，增加了系统的可靠性和安全性。
[0036]本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研宄和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0037]图1为本实用新型中所述的瞬变电磁法发射机的原理图；
[0038]图2为本实用新型中所述的全桥驱动电路原理图；
[0039]图3为本实用新型中所述的发射电路的示意性电路图；
[0040]图4为本实用新型中所述的全桥过流保护电路的示意性电路图；
[0041]图5为本实用新型中所述的全桥过压保护电路的示意性电路图。
【具体实施方式】
[0042]下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施