一种高速铁路桥梁检测用驱动电源及稀土超磁致震源系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高速铁路桥梁检测用驱动电源及稀土超磁致震源系统，其中所述驱动电源，包括供电电路、直流高压源、同步控制电路和发射电路，其中，所述供电电路分别通过所述直流高压源、所述同步控制电路与所述发射电路连接，所述供电电路通过所述直流高压源为所述发射电路提供高压直流脉动电流，所述同步控制电路在外部激励信号的触发下控制所述发射电路中储能元件组给换能器发电。实现了高速铁路用900T箱梁预应力管道注浆质量无损检测仪上驱动电源技术的设计。

A driving power supply for the detection of bridge in high speed railway and the system of rare earth super magneto source

The utility model discloses a high-speed railway bridge and the power source of giant magnetostrictive drive system used for testing, wherein the driving power, including the power supply circuit, DC high voltage source, synchronous control circuit and a transmitting circuit, wherein the control circuit is connected with the transmitting circuit of the power supply circuit respectively through the DC high voltage source, the synchronization, the power supply circuit with high voltage DC ripple current to the transmitting circuit through the DC high voltage source, the synchronous control circuit controls the transmitting circuit of energy storage components to the transducer power in triggering signals under external excitation. The design of driving power technology on the quality nondestructive testing instrument of 900T box girder prestressed pipe grouting quality for high speed railway is realized.

【技术实现步骤摘要】
一种高速铁路桥梁检测用驱动电源及稀土超磁致震源系统
本技术涉及高铁
，尤其涉及一种高速铁路桥梁检测用驱动电源及稀土超磁致震源系统。
技术介绍
超磁震源随着土木工程的发展，高速公路大中型桥梁及水电站混凝土大坝的桥台、桥墩、箱梁等重要的大块体混凝土工程无损检测问题已成为了一个重要的检测难题。大块体混凝土易于产生温度裂缝、浇筑施工缝、混凝土漏振捣不密实区、低标准混凝土区等多种缺陷问题，由于超声波在大块体混凝土内的过度衰减，常规的超声波发射穿透能力和常规的接收换能器敏感性很难满足大块体混凝土测缺、测强的要求。稀土超磁大功率声波震源的诞生与成熟给混凝土超声无损检测的发展带来了曙光，它具有比传统的磁致伸缩材料和压电陶瓷高出几十倍的伸缩性能。用稀土超磁致伸缩材料制作的换能器与传统磁致伸缩材料及压电陶瓷(PRT)制作的换能器相比，具有能量转换率高、功率大、在混凝土中传播距离远、稳定性好、分辨率高、频带宽、余震短、信息丰富等优点。驱动电源技术作为稀土超磁致伸缩换能器应用的关键技术之一，其性能的好坏直接关系到稀土超磁震源的可靠性和使用性能。如何设计一种驱动电源用于高速铁路用900T(吨)箱梁预应力管道注浆质量无损检测仪是亟需解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提供了一种高速铁路桥梁检测用驱动电源及稀土超磁致震源系统，实现了高速铁路用900T箱梁预应力管道注浆质量无损检测仪。为达到上述目的，本技术实施例采用如下技术方案：本技术实施例提供了一种高速铁路桥梁检测用驱动电源，包括供电电路、直流高压源、同步控制电路和发射电路，其中，所述供电电路分别通过所述直流高压源、所述同步控制电路与所述发射电路连接，所述供电电路通过所述直流高压源为所述发射电路提供高压直流脉动电流，所述同步控制电路在外部激励信号的触发下控制所述发射电路中储能元件组给换能器发电。可选的，所述发射电路包括第一开关、第二开关以及储能元件组，所述直流高压源的输出端分别与所述第一开关以及所述储能元件组的第一端连接，所述储能元件组的第一端还通过所述第二开关接地，所述储能元件组的第二端与所述换能器连接，在所述第一开关、所述第二开关导通时，所述储能元件组与所述换能器组成第一电路回路，所述直流高压源与所述第一电路回路相互独立。可选的，所述第一开关、所述第二开关均为N沟增强型场效应管，所述第一开关的栅极与所述第二开关的栅极均所述同步控制电路的输出端连接，所述第一开关的漏极与所述第二开关的漏极均与所述直流高压源的输出端连接，所述第一开关的源极与所述第二开关的源极均接地。可选的，所述N沟增强型场效应管的导通电阻为Rg＜5Ω，击穿电压VDS＞1000V，最大漏极电流IDM＞14.1A，最大漏源击穿电压IDS＞858V。可选的，所述储能元件组包括多个电容，所述多个电容之间串联连接，且每个电容上均并联连接有一电阻。可选的，所述电阻取值以小于电容漏电电阻的十倍。可选的，所述直流高压电源包括推挽电路和驱动电路，所述驱动电路产生互补的方波用于轮流导通所述推挽电路中对称的功率开关管。可选的，所述同步控制电路包括第一与非门和第二与非门，所述第一与非门的第一输入端、第二输入端以及第三输入端分别连接电源，所述第一与非门的第四输入端与所述第二与非门的输出端连接，所述第二与非门中各输入端分别外部触发接口连接。本技术实施例还提供了一种高速铁路桥梁检测用稀土超磁致震源系统，包括上述的驱动电源。本技术实施例提供的高速铁路桥梁检测用驱动电源及稀土超磁致震源系统，其中，供电电路提供直流输入电能，可由电池或者电源适配器提供，输入电压为12V。输入电压在经过整流滤波后，通过直流高压源电路得到高压的直流脉动的电流。脉动电流对发射电路储能元件组进行充电，在外部激励信号和同步控制电路作用下，得到一宽度可调的脉冲电流。外部触发部分以仪器为控制器，主要作用是：在声波检测系统中为驱动电源提供同步触发信号，使检测系统声波的接收和发射同步；同时通过仪器设置换能器不同的激励脉冲，使得输入脉冲的频率、占空比等参数可调。同步控制电路通过驱动开关功率管的关断实现对发射电路中电容放电进行控制，达到输出短时脉冲电压输出的目的，实现了高速铁路用900T箱梁预应力管道注浆质量无损检测仪上驱动电源技术的设计。附图说明图1为本技术实施例提供的电话语音报时服务系统整体框图一；图2为本技术实施例提供的电话语音报时服务系统整体框图二；图3为本技术实施例提供的电话语音报时服务系统整体框图三。具体实施方式如图1所示，本技术实施例提供了一种高速铁路桥梁检测用驱动电源，包括供电电路、直流高压源、同步控制电路和发射电路，其中，所述供电电路分别通过所述直流高压源、所述同步控制电路与所述发射电路连接，所述供电电路通过所述直流高压源为所述发射电路提供高压直流脉动电流，所述同步控制电路在外部激励信号的触发下控制所述发射电路中储能元件组给换能器发电。本技术实施例提供的高速铁路桥梁检测用驱动电源，其中，供电电路提供直流输入电能，可由电池或者电源适配器提供，输入电压为12V。输入电压在经过整流滤波后，通过直流高压源电路得到高压的直流脉动的电流。脉动电流对发射电路储能元件组进行充电，在外部激励信号和同步控制电路作用下，得到一宽度可调的脉冲电流。外部触发部分以仪器为控制器，主要作用是：在声波检测系统中为驱动电源提供同步触发信号，使检测系统声波的接收和发射同步；同时通过仪器设置换能器不同的激励脉冲，使得输入脉冲的频率、占空比等参数可调。同步控制电路通过驱动开关功率管的关断实现对发射电路中电容放电进行控制，达到输出短时脉冲电压输出的目的，实现了高速铁路用900T箱梁预应力管道注浆质量无损检测仪上驱动电源技术的设计。考虑到检测时需要对脉冲的上升时间短、宽度可控以及输出电压高等的要求，通常是通过专业定做高电压电源，和声波震源配合使用。但是，定制的高压电源往往为检测带来发射和接收不同步、并且具有设备体积大、转化效率低等。耿金登容放电法，设计了一种超磁致伸缩换能器驱动电源，但是忽略了电容在放电的过程中对驱动电路其他部分的冲击，没有采取隔离措施。结合稀土超磁致伸缩换能器的特点，选择大电容作为驱动能量来源，采用同步控制对管驱动控制电容储能放电瞬间产生高压激励脉冲的方法提供高压直流电源的电路进行设计优化。具体的，在一实施例中，所述发射电路包括第一开关、第二开关以及储能元件组，所述直流高压源的输出端分别与所述第一开关以及所述储能元件组的第一端连接，所述储能元件组的第一端还通过所述第二开关接地，所述储能元件组的第二端与所述换能器连接，在所述第一开关、所述第二开关导通时，所述储能元件组与所述换能器组成第一电路回路，所述直流高压源与所述第一电路回路相互独立。在声波发射电路中，功率开关管具有线性度好、频带宽、电路简单、可靠性高等优点，因此对整个驱动电源性能有很大的影响。声波检测中对于功率开关管的性能要求主要有以下几个：导通时间(触发脉冲的上升沿到下降沿所持续的时间)，输入的最大峰值电流，导通电阻，最大的击穿电压等。MOSFET由于工作电压高(可达1KV)，开关速度达到ns级别和导通电阻低等特点，在声波检测设备驱动电路中可作为理想的‘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速铁路桥梁检测用驱动电源，应用于高速铁路用900T箱梁预应力管道注浆质量无损检测仪，其特征在于，包括供电电路、直流高压源、同步控制电路和发射电路，其中，所述供电电路分别通过所述直流高压源、所述同步控制电路与所述发射电路连接，所述供电电路通过所述直流高压源为所述发射电路提供高压直流脉动电流，所述同步控制电路在外部激励信号的触发下控制所述发射电路中储能元件组给换能器发电。

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路桥梁检测用驱动电源，应用于高速铁路用900T箱梁预应力管道注浆质量无损检测仪，其特征在于，包括供电电路、直流高压源、同步控制电路和发射电路，其中，所述供电电路分别通过所述直流高压源、所述同步控制电路与所述发射电路连接，所述供电电路通过所述直流高压源为所述发射电路提供高压直流脉动电流，所述同步控制电路在外部激励信号的触发下控制所述发射电路中储能元件组给换能器发电。2.根据权利要求1所述的驱动电源，其特征在于，所述发射电路包括第一开关、第二开关以及储能元件组，所述直流高压源的输出端分别与所述第一开关以及所述储能元件组的第一端连接，所述储能元件组的第一端还通过所述第二开关接地，所述储能元件组的第二端与所述换能器连接，在所述第一开关、所述第二开关导通时，所述储能元件组与所述换能器组成第一电路回路，所述直流高压源与所述第一电路回路相互独立。3.根据权利要求2所述的驱动电源，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关均为N沟增强型场效应管，所述第一开关的栅极与所述第二开关的栅极均所述同步控制电路的输出端连接，所述第一开关的漏极与所述第二开关的漏极均与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高军，盛永东，史鹏飞，赵涛，杨西，霍文龙，娄显军，
申请(专利权)人：高军，
类型：新型
国别省市：北京,11