一种矿用聚焦双频激电仪隔离驱动控制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种矿用聚焦双频激电仪隔离驱动控制电路，其特征在于，包括比较电路、与门电路、选通电路、扩流电路、隔离输出电路、分压电路及隔离电源，所述比较电路、与门电路、选通电路、扩流电路、隔离输出电路顺次连接，所述隔离电源分别向隔离输出电路前端和后端提供隔离电压，而且通过分压电路向比较电路提供基准比较电压。利用本发明专利技术，可产生矿用聚焦双频激电仪发射系统逆变电路所需驱动控制信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电法勘探仪器的驱动控制电路，尤其涉及一种矿用聚焦双频激电仪的隔离驱动控制电路。
技术介绍
为保障煤矿工作面内人员和机器的安全生产，掘进过程中必须遵循“预测预报，有掘必探，先探后掘，先治后采”的原则。目前，煤矿井下常用的超前探测方法主要存在探测准确率低、实时性差、方向性差、效率低、成本高、抗干扰能力差、探掘分离等突出问题，不能完全满足掘进面对超前探测的要求。因此，研究一种工作方法简单、探测精度高、可与掘进机协同作业的超前探测方法意义重大。聚焦双频激电法探测技术(专利号CN103176214A)是中国矿业大学(北京)提出的一种基于双激电法以及电场聚焦偏转效应的煤巷超前探测新方法。根据聚焦双频激电法的原理研制了矿用聚焦双频激电仪。仪器包括发射装置及接收装置两部分，发射装置通过主电极(布置在掘进断面中心处)向掘进断面前方发射单路幅值相同、高低频组合的调制方波电流为激励，约束电极(对称布置在主电极四周)发射4路与主电极极性相同、幅值强度可调的调制方波电流为约束，利用电场的约束作用，有效控制探测电场的传播方向和距离，使巷道断面前方某一方位的围岩介质产生不同程度的激发极化，通过接收装置检测激发极化电位差，计算激电参量视幅频率和视电阻率，实现巷道断面前方地质异常体(包括含水、断层及陷落柱地质构造等)方位的准确判断，达到定方向、定距离探测的目的。目前，矿用聚焦双频激电仪发射装置产生双频调制方波电流的一般方法如下：接收装置内部单片机通过软件编程产生2路驱动控制信号，通过扩流电路后增大驱动控制信号驱动能力，通过控制全桥逆变电路的4个控制端(电路对角控制端分别利用其中1路驱动控制信号进行控制)，产生高低频组合的双频调制方波电流。该方法的不足之处在于：(1)软件编程方式一般采用采用延时方式产生驱动控制信号，由于该信号为高低频组合方波，波形复杂且精度要求较高，该方法容易产生误差；(2)接收装置驱动控制信号产生电路与发射装置全桥逆变电路直接耦合，可能导致发送装置强电信号对接收装置产生干扰。
技术实现思路
为解决上述问题，研制了一种矿用聚焦双频激电仪的隔离驱动控制电路。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种矿用聚焦双频激电仪隔离驱动控制电路，其特征在于，包括比较电路、与门电路、选通电路、扩流电路、隔离输出电路、分压电路及隔离电源，所述比较电路、与门电路、选通电路、扩流电路、隔离输出电路顺次连接，所述隔离电源分别向隔离输出电路前端和后端提供隔离电压，而且通过分压电路向比较电路提供基准比较电压。本专利技术矿用聚焦双频激电仪隔离驱动控制电路与现有技术相比，具有如下有益效果：(1)软件编程产生2路相位差为0°、占空比均为1的方波信号，该波形简单且容易实现，减小编程延时误差；(2)通过改变选通电路的选通通道，可分别产生相位差为0°、180°的2种双频驱动控制信号，增加了驱动控制信号波形种类；(3)接收装置驱动控制信号产生电路通过隔离输出电路与发射装置全桥逆变电路耦合，消除了发射装置通过驱动控制信号对接收装置进行耦合的途径。附图说明图1为本专利技术隔离驱动控制电路结构框图；图2为本专利技术比较电路电路图；图3为本专利技术与门电路电路图；图4为本专利技术扩流电路电路图；图5为本专利技术隔离输出电路电路图；图6为矿用聚焦双频激电仪发射装置全桥逆变电路原理图；图7为本专利技术输入方波信号及经过比较电路输出波形图；图8为本专利技术相位差为0rad驱动控制信号及逆变输出波形图；图9为本专利技术相位差为πrad驱动控制信号及逆变输出波形图。其中，1、比较电路，2、与门电路，3、选通电路，4、扩流电路，5、隔离输出电路，6、分压电路，7、隔离电源。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白与理解，以下结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。本实施例不得用于解释对本专利技术保护范围的限制。参看图1本实施例所述的矿用聚焦双频激电仪隔离驱动控制电路，其特征在于，包括比较电路(1)、与门电路(2)、选通电路(3)、扩流电路(4)、隔离输出电路(5)、分压电路(6)及隔离电源(7)，所述比较电路(1)、与门电路(2)、选通电路(3)、扩流电路(4)、隔离输出电路(5)顺次连接，所述隔离电源(7)分别向隔离输出电路前端和后端提供隔离电压，而且通过分压电路(6)向比较电路(1)提供基准比较电压。参看图2、图7所述比较电路(1)由双电压比较器LM393构成，LCLK_IN与HCLK_IN为2路由同一时钟分频得到且分频系数为13、相位差为0rad、占空比均为0.5的方波信号，LCLK_IN为低频方波信号，如图7中VL(0)所示，HCLK_IN为高频方波信号，如图7中VH(0)所示。LCLK_IN与基准比较电压+2.5V比较，产生2路低频方波信号LCLK1与LCLK2，分别如图7中VL(π)及VL(0)，LCLK2与LCLK_IN相位差为0rad，LCLK1与LCLK_IN相位差为πrad；HCLK_IN与基准比较电压+2.5V比较，产生2路高频方波信号HCLK1与HCLK2，分别如图7中VH(π)及VH(0)，HCLK2与HCLK_IN相位差为0rad，HCLK1与HCLK_IN相位差为πrad。参看图3、图7、图8、图9所述与门电路(2)由四-2输入与门芯片CD4081芯片构成，LCLK1与HCLK1、LCLK2与HCLK2、LCLK1与HCLK2、LCLK2与HCLK1分别作为四个与门的2个输入端，OUT1～OUT4分别为四个与门的输出端，OUT1～OUT4的表达式如下所示：OUT1＝LCLK1与HCLK1＝VL(π)×VH(π)(1)OUT2＝LCLK2与HCLK2＝VL(0)×VH(0)(2)OUT3＝LCLK1与HCLK2＝VL(π)×VH(0)(3)OUT4＝LCLK2与HCLK1＝VL(0)×VH(π)(4)根据上述分析，可知OUT1输出波形如图8(b)所示，OUT2输出波形如图8(a)所示，OUT3输出波形如图9(a)所示，OUT4输出波形如图9(b)所示。实际工作时，2对波形输出OUT1与OUT2、OUT3与OUT4通过选通电路(3)选择1对进行输出。当选择OUT1与OUT2输出时，输出相位差为0rad双频驱动控制信号，当选择OUT3与OUT4输出时，输出相位差为πrad双频驱动控制信号。参看图4所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用聚焦双频激电仪隔离驱动控制电路，其特征在于，包括比较电路、与门电路、选通电路、扩流电路、隔离输出电路、分压电路及隔离电源，所述比较电路、与门电路、选通电路、扩流电路、隔离输出电路顺次连接，所述隔离电源分别向隔离输出电路前端和后端提供隔离电压，而且通过分压电路向比较电路提供基准比较电压。

【技术特征摘要】
1.一种矿用聚焦双频激电仪隔离驱动控制电路，其特征在于，包括比较电
路、与门电路、选通电路、扩流电路、隔离输出电路、分压电路及隔离电源，所
述比较电路、与门电路、选通电路、扩流电路、隔离输出电路顺次连接，所述隔
离电源分别向隔离输出电路前端和后端提供隔离电压，而且通过分压电路向比较
电路提供基准比较电压。
2.根据权利要求1所述的矿用聚焦双频激电...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴淼，刘希高，张敏骏，刘志民，张金涛，吕一鸣，周游，刘强，唐秀山，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11