【技术实现步骤摘要】
一种具有能量回馈功能的磁脉冲敲击器
[0001]本专利技术涉及在线声学质量检测装置
，具体涉及一种具有能量回馈功能的磁脉冲敲击器。
技术介绍
[0002]在线声学质量检测装置，作为主动声学检测装置的一部分，通过敲击物体，使得物体发声，根据发出声音的特征，判断物体的性状。这种主动声学检测方法可用于罐装食品、金属零件、产品外壳等的质量检测。接触式敲击装置具有控制难、速度慢、损伤产品表面等缺点。
[0003]非接触式的磁脉冲敲击器中，目前一些能量回馈的磁脉冲控制器采用固定时间片的方法控制回馈开关，但由于敲击探头参数、敲击对象的不同，使得不同应用场景下，时间片的长短不一样，需要进行适配，否则可能损坏放电开关管。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出一种具有能量回馈功能的磁脉冲敲击器，该敲击器能使得金属物体发声，采用的能量回馈控制算法可以自适应不同敲击探头和不同敲击对象，确定关闭放电开关的时间点，具有非接触式、速度快、力度大小可控、探头发热量低、只需要小功率高压电源等优点，可广泛用于金属物件的检测。
[0005]本专利技术通过以下技术手段解决上述问题：
[0006]一种具有能量回馈功能的磁脉冲敲击器，包括充电电路、放电电路、电压测量电路、电流测量电路、控制电路、能量回馈电路以及能量回馈控制算法；
[0007]所述充电电路连接放电电路；
[0008]所述控制电路分别连接充电电路、放电电路、电压测量电路和电流测量电路；>[0009]所述电压测量电路分别连接充电电路、放电电路和能量回馈电路；
[0010]所述能量回馈电路分别连接充电电路和放电电路；
[0011]所述电流测量电路连接放电电路；
[0012]所述控制电路内集成有能量回馈控制算法。
[0013]进一步地，所述充电电路包括高压充电电源V1、充电开关管Q1和高压储能电容C1；
[0014]所述放电电路包括放电开关管Q2和敲击探头L1；
[0015]所述电压测量电路包括分压电阻R2和分压电阻R3；
[0016]所述电流测量电路包括检流电阻R1和差分放大器U1；
[0017]所述控制电路包括控制电路SC1；
[0018]所述能量回馈电路包括续流二极管D1；
[0019]高压充电电源V1的正极连接充电开关管Q1的集电极，高压充电电源V1的负极接地，充电开关管Q1的发射极分别连接高压储能电容C1的一端、分压电阻R2的一端、放电开关管Q2的漏极和续流二极管D1的负极，高压储能电容C1的另一端接地，充电开关管Q1的发射
极连接控制电路SC1的脚SW1；控制电路SC1的脚UC分别连接分压电阻R2的另一端和分压电阻R3的一端，分压电阻R3的另一端接地，控制电路SC1的脚SW2连接放电开关管Q2的栅极，放电开关管Q2的源极分别连接续流二极管D1的正极和敲击探头L1的一端，敲击探头L1的另一端分别连接检流电阻R1的一端和差分放大器U1的正相输入端，差分放大器U1的反相输入端连接检流电阻R1的另一端并接地，差分放大器U1的输出端连接控制电路SC1的脚IC；
[0020]其中控制电路SC1连续采集分压电阻R2和分压电阻R3输出的电压，得到高压储能电容C1两端的电压数据；
[0021]其中控制电路SC1连续采集差分放大器U1输出电压，从而获得检流电阻R1两端的电压，进而得到放电电流数据；
[0022]所述能量回馈控制算法的目的是根据连续采集的高压储能电容C1两端电压和放电电流，给出放电开关管Q2关闭的时间点；
[0023]所述敲击器有三个工作过程，分别为：充电、放电和能量回馈。
[0024]进一步地，充电过程由控制电路SC1控制充电开关管Q1导通，放电开关管Q2关闭，高压充电电源V1对高压储能电容C1充电。
[0025]进一步地，在控制电路SC1内部，包含两个阈值，阈值一与阈值二，阈值二大于阈值一，当高压储能电容C1两端的电压小于阈值一时，导通充电开关管Q1，当高压储能电容C1两端的电压大于阈值二时，关闭充电开关管Q1。
[0026]进一步地，放电过程由控制电路SC1收到触发信号TRGI触发，敲击器进入放电过程，此过程充电开关管Q1关闭，放电开关管Q2导通，高压储能电容C1的电荷经过敲击探头L1和检流电阻R1进行放电。
[0027]进一步地，能量回馈过程发生在放电过程中，当高压储能电容C1电荷为零时，敲击探头L1内有正向续电流，通过开关管Q2回馈到高压储能电容C1，对高压储能电容C1充电，当高压储能电容C1被续电流充满时，再次反向放电，高压储能电容C1电荷反向放电归零时，敲击探头L1内有反向续电流，通过开关管Q2回馈到高压储能电容C1，对高压储能电容C1充电，根据能量回馈控制算法确定的时间点，控制电路SC1关闭放电开关管Q2；关闭放电开关管Q2后，敲击探头L1电流通过续流二极管D1回馈到高压储能电容C1；当能量回馈完成时，续流二极管D1反偏，能量回馈过程结束。
[0028]进一步地，敲击器完成能量回馈过程后，敲击器回到充电过程，并等待下一次触发信号TRGI。
[0029]进一步地，能量回馈控制算法给出放电开关管Q2关闭的时间点，具体分为三个步骤：第一步，持续采样放电电流，判断放电电流方向是否为负值，当判断为负值时，执行第二步；第二步，持续采样高压储能电容C1两端电压，判断电压是否为正值，当电压为正值时，执行第三步；第三步，当放电电流为负值并且绝对值小于阈值三时，为放电开关管Q2关闭的时间点。
[0030]进一步地，能量回馈控制算法给出放电开关管Q2关闭的时间点的三个步骤中，每个步骤设定一个超时时间，当到达超时时间时，算法放弃执行余下的步骤，敲击器回到充电工作过程。
[0031]进一步地，判断放电电流方向为负值具体为：当流过检流电阻R1的电流方向，与高压储能电容C1通过高压充电电源V1充电后，放电时流过检流电阻R1的电流方向相反时，电
流方向为负值；
[0032]判断高压储能电容C1两端电压为正值具体为：当高压储能电容C1两端电压极性与通过高压充电电源V1充电时形成的极性相同时，高压储能电容C1两端电压为正值。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包括：
[0034]1、本专利技术具有能量回馈功能的磁脉冲敲击器为非接触式敲击器，具有无机械惯性作用、速度快、敲击点定位准确、力度可调、能耗小、无运动装置、使用寿命长等优点；
[0035]2、本专利技术具有能量回馈功能的磁脉冲敲击器敲击完成后，剩余能量可以回馈到高压储能电容中，可采用小功率高压源，具有发热小、充电时间短等优点；
[0036]3、本专利技术具有能量回馈功能的磁脉冲敲击器包含的能量回馈控制算法，具有自适应能力，放电开关管关闭时间点准确，能保证放电开关管不被损坏等优点。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有能量回馈功能的磁脉冲敲击器，其特征在于，包括充电电路、放电电路、电压测量电路、电流测量电路、控制电路、能量回馈电路以及能量回馈控制算法；所述充电电路连接放电电路；所述控制电路分别连接充电电路、放电电路、电压测量电路和电流测量电路；所述电压测量电路分别连接充电电路、放电电路和能量回馈电路；所述能量回馈电路分别连接充电电路和放电电路；所述电流测量电路连接放电电路；所述控制电路内集成有能量回馈控制算法。2.根据权利要求1所述的具有能量回馈功能的磁脉冲敲击器，其特征在于，所述充电电路包括高压充电电源V1、充电开关管Q1和高压储能电容C1；所述放电电路包括放电开关管Q2和敲击探头L1；所述电压测量电路包括分压电阻R2和分压电阻R3；所述电流测量电路包括检流电阻R1和差分放大器U1；所述控制电路包括控制电路SC1；所述能量回馈电路包括续流二极管D1；高压充电电源V1的正极连接充电开关管Q1的集电极，高压充电电源V1的负极接地，充电开关管Q1的发射极分别连接高压储能电容C1的一端、分压电阻R2的一端、放电开关管Q2的漏极和续流二极管D1的负极，高压储能电容C1的另一端接地，充电开关管Q1的发射极连接控制电路SC1的脚SW1；控制电路SC1的脚UC分别连接分压电阻R2的另一端和分压电阻R3的一端，分压电阻R3的另一端接地，控制电路SC1的脚SW2连接放电开关管Q2的栅极，放电开关管Q2的源极分别连接续流二极管D1的正极和敲击探头L1的一端，敲击探头L1的另一端分别连接检流电阻R1的一端和差分放大器U1的正相输入端，差分放大器U1的反相输入端连接检流电阻R1的另一端并接地，差分放大器U1的输出端连接控制电路SC1的脚IC；其中控制电路SC1连续采集分压电阻R2和分压电阻R3输出的电压，得到高压储能电容C1两端的电压数据；其中控制电路SC1连续采集差分放大器U1输出电压，从而获得检流电阻R1两端的电压，进而得到放电电流数据；所述能量回馈控制算法的目的是根据连续采集的高压储能电容C1两端电压和放电电流，给出放电开关管Q2关闭的时间点；所述敲击器有三个工作过程，分别为：充电、放电和能量回馈。3.根据权利要求2所述的具有能量回馈功能的磁脉冲敲击器，其特征在于，充电过程由控制电路SC1控制充电开关管Q1导通，放电开关管Q2关闭，高压充电电源V1对高压储能电容C1充电。4.根据权利要求3所述的具有能量回馈功能的磁脉冲敲击器，其特征在于，在控制电路SC1内部，包含两个阈值，阈值一与阈值二，阈值二大于阈值一，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李昌，周松斌，邱泽帆，
申请(专利权)人：广东省科学院智能制造研究所，
类型：发明
国别省市：
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