[发明专利]一种超声波高压发生系统及方法

说明书

本发明实施例公开了一种超声波高压发生系统及方法。该系统包括：定时器模块，配置为接收第一直流电压信号并基于所述第一直流电压信号的触发生成方波信号；倍压电路升压模块，配置为对所述方波信号进行倍压整流，输出第二直流电压信号；以及脉冲电压升压模块，配置为提供低压第一脉冲电压信号并按照所述第二直流电压信号的电压对所述第一脉冲电压信号的电压进行升压，获得高幅值且高频率的第二脉冲电压信号。

技术领域

本发明涉及超声波领域，尤其涉及一种超声波高压发生系统及方法。

背景技术

超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，超声波可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

在超声波探伤检测中，超声波频率越高，方向性越好，灵敏度越高，以很窄的波束向介质中辐射，易于确定缺陷的位置。而目前已有的固体探测用压电超声换能器的频率范围可达0.5～12.1MHz，但是当前国内外超声波发生器的频率最高只能达到几百KHz，所以不能满足超声波探伤检测的需求。

检测过程中不可避免存在着各种各样的噪声，如果信号幅值过小，则会造成现场采集的信号无法满足数据分析要求，测量出的误差会相对较大，所以需要较大的幅值来提高信噪比来减少误差。超声波在实际介质中传播时，其幅度将随着距离的增大而逐渐减小。

在超声波流量计中，超声波受到流动介质的影响，其测量过程是超声波穿过管道，接着产生时差、频率变化和相位的改变。通过计算超声波信号的以上变化可以测量管道内的流量。如果要穿透较厚的管道，就需要较大的能量，也就是需要大的脉冲电压和较小的脉冲宽度，因此，只有升高超声波发生器的脉冲电压，才能保证最后输出的能量足够大。目前相关技术已经印证了在超声波流量测量中，使用频率差法测量管壁厚度对测量精度的影响不可忽视。

然而，目前国内外超声波发生器的超声波幅值也较低，不能满足需求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种超声波高压发生系统及方法；构成该系统的元器件成本较低，而同时系统速度快、效率高，并且能够输出高幅值、高频率的脉冲电压。

本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种超声波高压发生系统，该系统包括：

定时器模块，配置为接收第一直流电压信号并基于所述第一直流电压信号的触发生成方波信号；

倍压电路升压模块，配置为对所述方波信号进行倍压整流，输出第二直流电压信号；以及

脉冲电压升压模块，配置为提供低压第一脉冲电压信号并按照所述第二直流电压信号的电压对所述第一脉冲电压信号的电压进行升压，获得高幅值且高频率的第二脉冲电压信号。

第二方面，本发明实施例提供了一种超声波高压发生方法，所述方法应用于第一方面所述的系统，所述方法包括：

定时器模块基于第一直流电压信号的触发生成方波信号；

倍压电路升压模块对所述方波信号进行倍压整流，获得第二直流电压信号；

脉冲电压升压模块提供低压第一脉冲电压信号并按照所述第二直流电压信号的电压对所述第一脉冲电压信号的电压进行升压，获得高幅值且高频率的第二脉冲电压信号。

本发明实施例提供了一种超声波高压发生系统及方法；能产生1300V的脉冲高压，减少了相对误差，产生较大的能量，能穿透较厚的测量物体，在例如超声波流量测量中减少管壁厚度对测量的影响；获得的脉冲电压信号的频率能达到1MHz，适用于更多的领域；整个系统结构简单、速度快、灵敏度高、效率高、发热低。

附图说明