一种用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路制造技术

本申请提供了一种用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路，包括：信号提供模块、信号放大模块、N‑MOS模块、供电模块、脉冲变压器、LC调谐电路模块和超声波换能器模块。其中，信号提供模块与信号放大模块相连接；信号放大模块与N‑MOS模块相连接；N‑MOS模块包括第一N‑MOS单元和第二N‑MOS单元；第一N‑MOS单元与脉冲变压器的原边绕组一端部的抽头相连接，第二N‑MOS单元与脉冲变压器的原边绕组另一端部的抽头相连接；供电模块与脉冲变压器的原边绕组的中间抽头相连接，且供电模块接地；LC调谐电路模块与脉冲变压器的副边绕组两端部的抽头相连接；超声波换能器模块与LC调谐电路模块相连接。本申请提供的驱动电路可以准确检测钢轨的断轨情况。

【技术实现步骤摘要】
一种用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路
本申请涉及无损检测
，尤其涉及一种用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路。
技术介绍
列车是人们常用的交通工具之一，保证列车的安全运行是至关重要的。然而随着列车运行速度越来越高和列车载重越来越大，钢轨受到挤压和冲击的程度也越来越大，钢轨发生损伤的概率也越来越高，因此，为保证铁路列车运行的安全性，对钢轨断轨及时进行检测是非常有必要的。现有技术一般通过超声波换能器产出超声波，并进一步利用超声波实现对钢轨断轨的检测，超声波利用钢轨作为传播介质，通过对超声波传输及反射波导波形信号分析，可以有效地检测到断轨的情况。在应用超声波换能器时，保证其驱动电路正常运行是最重要的一环。然而本申请的专利技术人发现，现有的驱动电路结构复杂、需要较高的直流电压供电，使得发射效率低，驱动能力弱，产生的激励波形会发生形状畸变，无法达到谐振的效果，导致接收侧信号幅值和宽度较小，进而直接影响检测区段钢轨损伤情况的判断，从而造成误报和漏报的情况。即现有技术检测钢轨断轨情况的准确率较低。
技术实现思路
本申请提供了一种用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路，以解决现有技术检测钢轨断轨情况的准确率较低的问题。为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：本申请提供了一种用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路，包括：信号提供模块、信号放大模块、N-MOS模块、供电模块、脉冲变压器、LC调谐电路模块和超声波换能器模块；所述信号提供模块与所述信号放大模块相连接，用于提供脉冲信号并将脉冲信号发送至所述信号放大模块；所述信号放大模块与所述N-MOS模块相连接，用于对脉冲信号进行功率放大处理并发送至所述N-MOS模块；所述N-MOS模块包括第一N-MOS单元和第二N-MOS单元；所述第一N-MOS单元与所述脉冲变压器的原边绕组一端部的抽头相连接，且所述第一N-MOS单元接地；所述第二N-MOS单元与所述脉冲变压器的原边绕组另一端部的抽头相连接，且所述第二N-MOS单元接地；所述供电模块与所述脉冲变压器的原边绕组的中间抽头相连接，且所述供电模块接地；所述LC调谐电路模块与所述脉冲变压器的副边绕组两端部的抽头相连接；所述超声波换能器模块与所述LC调谐电路模块相连接。可选的，所述信号提供模块为STM32处理器。可选的，所述信号放大模块采用N-MOS驱动电路。可选的，所述第一N-MOS单元包括：第一N-MOS管Q1、第一电阻R1和第一保护二极管D1；所述第一N-MOS管Q1的栅极与所述信号放大模块连接，源极接地；所述第一电阻R1的一端与所述第一N-MOS管Q1的漏极连接，另一端与所述脉冲变压器的原边绕组一端部的抽头相连接；所述第一保护二极管D1的正极与所述第一N-MOS管Q1的源极连接，负极与所述脉冲变压器的原边绕组一端部的抽头相连接。可选的，所述第二N-MOS单元包括：第二N-MOS管Q2、第二电阻R2和第二保护二极管D2；所述第二N-MOS管Q2的栅极与所述信号放大模块连接，源极接地；所述第二电阻R2的一端与所述第二N-MOS管Q2的漏极连接，另一端与所述脉冲变压器的原边绕组另一端部的抽头相连接；所述第二保护二极管D2的正极与所述第二N-MOS管Q2的源极连接，负极与所述脉冲变压器的原边绕组另一端部的抽头相连接。可选的，所述供电模块包括：直流电源H-VCC和第一电容C1；所述直流电源H-VCC与所述第一电容C1的正极连接，且所述直流电源H-VCC与所述脉冲变压器的原边绕组的中间抽头相连接；所述第一电容C1的负极接地。可选的，所述LC调谐电路模块包括：第一电感L1、第三电阻R3和第二电容C2；所述第一电感L1的一端与所述脉冲变压器的副边绕组一端部的抽头相连接，另一端与所述第三电阻R3的一端连接；所述第三电阻R3的另一端与所述脉冲变压器的副边绕组另一端部的抽头相连接；所述第二电容C2的一端与所述第一电感L1连接，另一端与所述第三电阻R3的另一端连接。可选的，所述超声波换能器模块包括：第二电感L2和超声波换能器；所述第二电感L2的一端与所述第二电容C2的另一端连接，另一端与所述超声波换能器的一端连接；所述超声波换能器的另一端与所述第二电容C2的一端连接。与现有技术相比，本申请的有益效果为：本申请提供了一种用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路，包括：信号提供模块、信号放大模块、N-MOS模块、供电模块、脉冲变压器、LC调谐电路模块和超声波换能器模块；信号提供模块与信号放大模块相连接；信号放大模块与N-MOS模块相连接；N-MOS模块包括第一N-MOS单元和第二N-MOS单元；第一N-MOS单元与脉冲变压器的原边绕组一端部的抽头相连接，第二N-MOS单元与脉冲变压器的原边绕组另一端部的抽头相连接；供电模块与脉冲变压器的原边绕组的中间抽头相连接，且供电模块接地；LC调谐电路模块与脉冲变压器的副边绕组两端部的抽头相连接；超声波换能器模块与LC调谐电路模块相连接。本申请提供的驱动电路结构简单，驱动能力强，有利于接收端信号的提取和识别，提高了抗干扰性和工程施工适用性。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路的整体结构图；图2为本申请实施例提供的用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路中，脉冲信号PWM1和PWM2的示意图；图3为本申请实施例提供的用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路中，经过LC调谐电路处理后产生的高压脉冲信号的示意图；其中：1为STM32处理器；2为N-MOS驱动电路；3为电容C1；4为直流电源H-VCC；5为N-MOS功率管Q1；6为电源地；7为电阻R1；8为保护二极管D1；9为N-MOS功率管Q2；10为电阻R2；11为保护二极管D2；12为脉冲变压器T1；13为电阻R3；14为电感L1；15为电容C2；16为电感L2；17为超声波换能器X1；18为脉冲信号PWM1；19为脉冲信号PWM3；20为脉冲信号PWM2；21为脉冲信号PWM4。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。参见图1，为本申请实施例提供的用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路的整体结构图。该驱动电路包括：信号提供模块、信号放大模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路，其特征在于，包括：/n信号提供模块、信号放大模块、N-MOS模块、供电模块、脉冲变压器、LC调谐电路模块和超声波换能器模块；/n所述信号提供模块与所述信号放大模块相连接，用于提供脉冲信号并将脉冲信号发送至所述信号放大模块；/n所述信号放大模块与所述N-MOS模块相连接，用于对脉冲信号进行功率放大处理并发送至所述N-MOS模块；/n所述N-MOS模块包括第一N-MOS单元和第二N-MOS单元；所述第一N-MOS单元与所述脉冲变压器的原边绕组一端部的抽头相连接，且所述第一N-MOS单元接地；所述第二N-MOS单元与所述脉冲变压器的原边绕组另一端部的抽头相连接，且所述第二N-MOS单元接地；/n所述供电模块与所述脉冲变压器的原边绕组的中间抽头相连接，且所述供电模块接地；/n所述LC调谐电路模块与所述脉冲变压器的副边绕组两端部的抽头相连接；/n所述超声波换能器模块与所述LC调谐电路模块相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路，其特征在于，包括：
信号提供模块、信号放大模块、N-MOS模块、供电模块、脉冲变压器、LC调谐电路模块和超声波换能器模块；
所述信号提供模块与所述信号放大模块相连接，用于提供脉冲信号并将脉冲信号发送至所述信号放大模块；
所述信号放大模块与所述N-MOS模块相连接，用于对脉冲信号进行功率放大处理并发送至所述N-MOS模块；
所述N-MOS模块包括第一N-MOS单元和第二N-MOS单元；所述第一N-MOS单元与所述脉冲变压器的原边绕组一端部的抽头相连接，且所述第一N-MOS单元接地；所述第二N-MOS单元与所述脉冲变压器的原边绕组另一端部的抽头相连接，且所述第二N-MOS单元接地；
所述供电模块与所述脉冲变压器的原边绕组的中间抽头相连接，且所述供电模块接地；
所述LC调谐电路模块与所述脉冲变压器的副边绕组两端部的抽头相连接；
所述超声波换能器模块与所述LC调谐电路模块相连接。


2.根据权利要求1所述的一种用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路，其特征在于，所述信号提供模块为STM32处理器。


3.根据权利要求1所述的一种用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路，其特征在于，所述信号放大模块采用N-MOS驱动电路。


4.根据权利要求1所述的一种用于无缝线路检测的超声波换能器驱动电路，其特征在于，所述第一N-MOS单元包括：第一N-MOS管Q1、第一电阻R1和第一保护二极管D1；
所述第一N-MOS管Q1的栅极与所述信号放大模块连接，源极接地；
所述第一电阻R1的一端与所述第一N-MOS管Q1的漏极连接，另一端与所述脉冲变压器的原边绕组一端部的抽头相连接；
所述第一保护二极管D1的正极与所述第一N-MOS管Q1的源极连接，负极与所述脉冲变压器...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建东，陈学佳，范勇，
申请(专利权)人：保定市天河电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13