專利名稱：壓電陶瓷換能器的激發(fā)方法及激發(fā)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電學(xué)領(lǐng)域，涉及ー種受迫激發(fā)方法及電路，尤其涉及ー種壓電陶瓷換能器的激發(fā)方法及激發(fā)電路。
背景技術(shù)：
壓電陶瓷換能器的激發(fā)脈寬不同，可以激發(fā)出不同頻率的聲波信號。常規(guī)聲波測井儀所用的壓電陶瓷換能器為管狀結(jié)構(gòu)，不同直徑的儀器所用的換能器直徑不同。管狀壓電陶瓷換能器的主諧振點(diǎn)一般遵循ー個規(guī)律直徑越大，主諧振點(diǎn)頻率越小；直徑越小，主諧振點(diǎn)頻率越大，而常規(guī)聲波測井儀器所用的聲波頻率為20kHz左右。大直徑儀器所用的大直徑的換能器的主諧振點(diǎn)為20kHz左右，用常規(guī)單脈沖激發(fā)即可得到20kHz左右的聲波。而小直徑儀器所用的換能器的主諧振頻率達(dá)到了 30kHz到45kHz左右。用單脈沖激發(fā)這種小直徑換能器，所得到的聲波頻率與要求的20kHz往往相差較大?！こＲ?guī)單脈沖激發(fā)情況下，激發(fā)脈沖結(jié)束后，升壓變壓器原邊續(xù)流電路工作，能消耗掉激發(fā)脈沖結(jié)束后的余波激發(fā)的部分能量，但這種余波激發(fā)還是比較明顯。一方面，激發(fā)脈沖后的余波振蕩能串?dāng)_到聲波接收電路，造成聲波基線的不平直；另ー方面，余波振蕩可以激發(fā)換能器產(chǎn)生聲波，造成在規(guī)定的接收時間內(nèi)接收到的聲波沒有結(jié)束，該周期的聲波影響到下一周期的聲波，特別對于儀器周期較短的聲波接收有明顯地影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種在諧振頻率比較高的小直徑晶體激發(fā)時能夠得到常規(guī)20kHz聲波、同時可減弱激發(fā)余波對聲波基線的干擾使得到的聲波基線更平直的壓電陶瓷換能器的激發(fā)方法及激發(fā)電路。本發(fā)明的解決方案是本發(fā)明提供了一種壓電陶瓷換能器的激發(fā)方法，其特殊之處在于所述壓電陶瓷換能器的激發(fā)方法包括以下步驟I)輸入第一低壓脈沖以及第二低壓脈沖；2)將第一低壓脈沖以及第ニ低壓脈沖分別升壓至第一高壓觸發(fā)脈沖以及第ニ高壓觸發(fā)脈沖；3)由第一高壓觸發(fā)脈沖和第二高壓觸發(fā)脈沖交替作用于壓電陶瓷晶體上并產(chǎn)生交替脈沖信號。上述第一高壓觸發(fā)脈沖的脈沖寬度和第二高壓觸發(fā)脈沖的脈沖寬度是相同的。上述第一高壓觸發(fā)脈沖的脈沖寬度和第二高壓觸發(fā)脈沖的脈沖寬度均是25us。一種基于壓電陶瓷換能器的激發(fā)方法的激發(fā)電路，其特殊之處在于所述壓電陶瓷換能器的激發(fā)電路包括升壓電路；所述升壓電路是兩路，所述兩路升壓電路并聯(lián)。上述升壓電路包括低壓脈沖輸入端、偏置電阻、mos管、限流電阻、ニ極管、變壓器以及高壓觸發(fā)脈沖輸出端；所述變壓器包括變壓器原邊以及變壓器副邊；所述mos管包括源極、漏極以及柵極；所述低壓脈沖輸入端分別與偏置電阻和mos管的柵極相連；所述mos管的源極與偏置電阻并聯(lián)后接地；所述mos管的漏極分別通過限流電阻和ニ極管接入變壓器原邊；所述高壓觸發(fā)脈沖輸出端與變壓器副邊相連。上述變壓器原邊是帶有中心抽頭。上述變壓器原邊的匝數(shù)比是I : I ;所述變壓器原邊與變壓器副邊的匝數(shù)比是I 16。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明提供了一種壓電陶瓷換能器的激發(fā)方法及激發(fā)電路，該方法區(qū)別于常規(guī)的激發(fā)方式，提供了兩組脈沖序列，對壓電陶瓷晶體交替激發(fā)，激發(fā)電路輸出的激發(fā)正相端分別接到變壓器原邊的異名端，這樣施加到壓電陶瓷晶體上的將是交替的正負(fù)脈沖。各激發(fā)脈沖寬度相同，設(shè)定為25us，即可得到頻率為20kHz左右的聲波，本發(fā)明解決了傳統(tǒng)技術(shù)中諧振頻率比較高的小直徑晶體激發(fā)時不能得到常規(guī)20kHz聲波、同時減弱了激發(fā)余波對聲波基線的干擾使得到的聲波基線更平直等技術(shù)問題。


圖I是基于本發(fā)明所提供激發(fā)方法所產(chǎn)生的激發(fā)脈沖序列；圖2是本發(fā)明所提供的激發(fā)電路的電路原理示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種壓電陶瓷換能器的激發(fā)方法，該方法包括以下步驟I)輸入第一低壓脈沖以及第二低壓脈沖；2)將第一低壓脈沖以及第ニ低壓脈沖分別升壓至第一高壓觸發(fā)脈沖以及第ニ高壓觸發(fā)脈沖；3)由第一高壓觸發(fā)脈沖和第二高壓觸發(fā)脈沖交替作用于壓電陶瓷晶體上并產(chǎn)生交替脈沖信號；第一高壓觸發(fā)脈沖的脈沖寬度和第二高壓觸發(fā)脈沖的脈沖寬度是相同的，均是25us。參見圖1，本發(fā)明提供兩組脈沖序列，對壓電陶瓷晶體交替進(jìn)行激發(fā)，各激發(fā)脈沖寬度相同，設(shè)定為25us，即可得到頻率為20kHz左右的聲波?；谏鲜鏊枷?，本發(fā)明還提供了一種壓電陶瓷換能器的激發(fā)電路，參見圖2，該激發(fā)電路包括升壓電路；升壓電路是兩路，兩路升壓電路并聯(lián)。參見圖2，本發(fā)明所采用的升壓電路包括低壓脈沖輸入端、偏置電阻(Rl或R3)、mos管(Ql或Q3)、限流電阻(R5或R6)、ニ極管(Dl或D3)、變壓器以及高壓觸發(fā)脈沖輸出端；變壓器包括變壓器原邊以及變壓器副邊；moS管(Ql或Q3)包括源極、漏極以及柵極；低壓脈沖輸入端分別與偏置電阻(Rl或R3)和mos管的柵極相連；moS管的源極與偏置電阻(Rl或R3)并聯(lián)后接地；moS管的漏極分別通過限流電阻(R5或R6)和ニ極管(Dl或D3)接入變壓器原邊；高壓觸發(fā)脈沖輸出端與變壓器副邊相連。激發(fā)晶體所用升壓變壓器原邊設(shè)計(jì)要求為變壓器原邊是帶有中心抽頭；變壓器原邊的匝數(shù)比是I : I ;變壓器原邊與變壓器副邊的匝數(shù)比是I : 16。所以要比常規(guī)激發(fā)方式多ー套激發(fā)電路，采用本發(fā)明所提供的電路，即采用兩組激發(fā)脈沖分別輸入到兩套激發(fā)電路中，激發(fā)電路輸出的激發(fā)正相端分別接到變壓器原邊的異名端，這樣施加到壓電陶瓷晶體上的將是交替的正負(fù)脈沖。 ·
權(quán)利要求
1.一種壓電陶瓷換能器的激發(fā)方法，其特征在于所述壓電陶瓷換能器的激發(fā)方法包括以下步驟 1)輸入第一低壓脈沖以及第ニ低壓脈沖； 2)將第一低壓脈沖以及第ニ低壓脈沖分別升壓至第一高壓觸發(fā)脈沖以及第ニ高壓觸發(fā)脈沖； 3)由第一高壓觸發(fā)脈沖和第二高壓觸發(fā)脈沖交替作用于壓電陶瓷晶體上并產(chǎn)生交替脈沖信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓電陶瓷換能器的激發(fā)方法，其特征在于所述第一高壓觸發(fā)脈沖的脈沖寬度和第二高壓觸發(fā)脈沖的脈沖寬度是相同的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓電陶瓷換能器的激發(fā)方法，其特征在于所述第一高壓觸發(fā)脈沖的脈沖寬度和第二高壓觸發(fā)脈沖的脈沖寬度均是25us。
4.ー種基于權(quán)利要求1-3任ー權(quán)利要求所述的壓電陶瓷換能器的激發(fā)方法的激發(fā)電路，其特征在于所述壓電陶瓷換能器的激發(fā)電路包括升壓電路；所述升壓電路是兩路，所述兩路升壓電路并聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓電陶瓷換能器的激發(fā)電路，其特征在于所述升壓電路包括低壓脈沖輸入端、偏置電阻、mos管、限流電阻、ニ極管、變壓器以及高壓觸發(fā)脈沖輸出端；所述變壓器包括變壓器原邊以及變壓器副邊；所述mos管包括源極、漏極以及柵極；所述低壓脈沖輸入端分別與偏置電阻和mos管的柵極相連；所述mos管的源極與偏置電阻并聯(lián)后接地；所述mos管的漏極分別通過限流電阻和ニ極管接入變壓器原邊；所述高壓觸發(fā)脈沖輸出端與變壓器副邊相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的壓電陶瓷換能器的激發(fā)電路，其特征在于所述變壓器原邊是帶有中心抽頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓電陶瓷換能器的激發(fā)電路，其特征在于所述變壓器原邊的匝數(shù)比是I : I ;所述變壓器原邊與變壓器副邊的匝數(shù)比是I : 16。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種壓電陶瓷換能器的激發(fā)方法及激發(fā)電路，該壓電陶瓷換能器的激發(fā)電路包括升壓電路；升壓電路是兩路，兩路升壓電路并聯(lián)。本發(fā)明提供了一種在諧振頻率比較高的小直徑晶體激發(fā)時能夠得到常規(guī)20kHz聲波、同時可減弱激發(fā)余波對聲波基線的干擾使得到的聲波基線更平直的壓電陶瓷換能器的激發(fā)方法及激發(fā)電路。
文檔編號B06B1/06GK102836811SQ20121026841
公開日2012年12月26日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者范寶山, 鄭洪剛, 楊忠華 申請人:西安思坦儀器股份有限公司