本發(fā)明涉及信號(hào)發(fā)射技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種信號(hào)發(fā)射裝置。

背景技術(shù)：

交流信號(hào)廣泛應(yīng)用于測(cè)量、通信等領(lǐng)域，越來(lái)越多的電子設(shè)備需要交流信號(hào)發(fā)射裝置作為激勵(lì)源工作，因此，可以采用交流信號(hào)發(fā)射裝置作為激勵(lì)源來(lái)檢測(cè)油氣管道防腐層的質(zhì)量。

相關(guān)技術(shù)中，主要采用電磁法檢測(cè)管道防腐層的質(zhì)量，該方法在檢測(cè)防腐層的質(zhì)量時(shí)，涉及到的裝置主要包括交流信號(hào)發(fā)射裝置和信號(hào)接收裝置。在具體檢測(cè)時(shí)，將交流信號(hào)發(fā)射裝置與管道測(cè)試樁連接并將交流信號(hào)發(fā)射裝置接地，管道測(cè)試與管道連接，將信號(hào)接收裝置放置在管道正上方的地面上，采用交流信號(hào)發(fā)射裝置向管道測(cè)試樁施加特定頻率、特定幅值的交流電流信號(hào)，在檢測(cè)的過(guò)程中，若管道的防腐層出現(xiàn)破損，則該交流電流信號(hào)依次通過(guò)管道測(cè)試樁、管道、管道的防腐層上的破損部位、并穿過(guò)管道的防腐層上的破損部位到達(dá)大地，進(jìn)而傳輸至交流信號(hào)發(fā)射裝置，該交流電流信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)信號(hào)，信號(hào)接收裝置可以接收該磁場(chǎng)信號(hào)，且由于管道、大地等的電阻不同，該交流電流信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中會(huì)發(fā)生變化，該交流電流信號(hào)產(chǎn)生的磁場(chǎng)信號(hào)也會(huì)發(fā)生變化，因此，可以根據(jù)該磁場(chǎng)信號(hào)的變化情況，確定產(chǎn)生該磁場(chǎng)信號(hào)的交流電流信號(hào)的變化情況，進(jìn)而根據(jù)該交流電流信號(hào)的變化情況判斷防腐層是否出現(xiàn)破損。相關(guān)技術(shù)中，主要采取開(kāi)關(guān)方案或線性方案設(shè)計(jì)制造交流信號(hào)發(fā)射裝置，其中，開(kāi)關(guān)方案設(shè)計(jì)制造的交流信號(hào)發(fā)射裝置中包括晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、晶閘管等調(diào)整管，通過(guò)控制該調(diào)整管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間之間的比值，使得交流信號(hào)發(fā)射裝置輸出特定頻率、特定幅值的交流電流信號(hào)；線性方案設(shè)計(jì)制造的交流信號(hào)發(fā)射裝置中包括三極管，通過(guò)控制三極管的導(dǎo)通程度，使得交流信號(hào)發(fā)射裝置輸出特定頻率、特定幅值的交流電流信號(hào)。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)至少存在以下問(wèn)題：開(kāi)關(guān)方 案設(shè)計(jì)制造的交流信號(hào)發(fā)射裝置，調(diào)整管需要在導(dǎo)通狀態(tài)和關(guān)斷狀態(tài)之間切換，因此輸出的交流電流信號(hào)的波動(dòng)較大；線性方案設(shè)計(jì)制造的交流信號(hào)發(fā)射裝置，受三極管的結(jié)構(gòu)的限制，通過(guò)三極管的電流較小，因此交流信號(hào)發(fā)射裝置輸出的交流電流信號(hào)較小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決相關(guān)技術(shù)中信號(hào)發(fā)射裝置輸出的交流電流信號(hào)的波動(dòng)較大以及輸出的交流電流信號(hào)較小的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種信號(hào)發(fā)射裝置。所述技術(shù)方案如下：

第一方面，提供一種信號(hào)發(fā)射裝置，所述信號(hào)發(fā)射裝置包括：信號(hào)發(fā)生模塊和交流恒流源模塊，所述信號(hào)發(fā)生模塊與所述交流恒流源模塊連接，

所述信號(hào)發(fā)生模塊用于生成特定頻率、特定幅值的參考電流信號(hào)，接收所述交流恒流源模塊反饋的第一交流電壓信號(hào)，并將所述第一交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成交流電流信號(hào)，采用比例諧振控制策略根據(jù)所述參考電流信號(hào)對(duì)所述交流電流信號(hào)進(jìn)行處理，得到第一交流電流信號(hào)，并將所述第一交流電流信號(hào)傳輸至所述交流恒流源模塊；

所述交流恒流源模塊用于對(duì)所述第一交流電流信號(hào)進(jìn)行放大處理得到第二交流電流信號(hào)，并將所述第二交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述第一交流電壓信號(hào)，將所述第一交流電壓信號(hào)反饋至所述信號(hào)發(fā)生模塊；

所述交流恒流源模塊還用于輸出所述第二交流電流信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述交流恒流源模塊包括：線性電流源單元和電流傳感器單元，

所述線性電流源單元與電流傳感器單元連接，且所述線性電流源單元和所述電流傳感器單元分別與所述信號(hào)發(fā)生模塊連接；

所述電流傳感器單元用于將所述第二交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述第一交流電壓信號(hào)，并將所述第一交流電壓信號(hào)反饋至所述信號(hào)發(fā)生模塊；

所述線性電流源單元的輸出端的電壓信號(hào)為第二交流電壓信號(hào)，所述信號(hào)發(fā)生模塊還用于獲取所述第二交流電壓信號(hào)，將所述第二交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二直流電壓信號(hào)，根據(jù)所述第二直流電壓信號(hào)采用預(yù)設(shè)算法計(jì)算得到第一直流電壓信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)發(fā)射裝置還包括：電源模塊，

所述電源模塊分別與所述信號(hào)發(fā)生模塊和所述交流恒流源模塊連接，用于向所述信號(hào)發(fā)生模塊和所述交流恒流源模塊供電；

所述信號(hào)發(fā)生模塊還用于將所述第一直流電壓信號(hào)傳輸至所述電源模塊，所述電源模塊用于采用比例積分PI控制策略對(duì)所述第一直流電壓信號(hào)進(jìn)行控制得到第三直流電壓信號(hào)，并輸出所述第三直流電壓信號(hào)，根據(jù)所述第三直流電壓信號(hào)向所述交流恒流源模塊中的所述線性電流源單元供電。

進(jìn)一步地，所述電源模塊包括：開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧?、電池電源和降壓?jiǎn)卧?/p>

所述電池電源分別與所述開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧退鼋祲簡(jiǎn)卧B接，且所述降壓?jiǎn)卧謩e與所述信號(hào)發(fā)生模塊和所述電流傳感器單元連接，所述開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧謩e與所述信號(hào)發(fā)生模塊和所述線性電流源單元連接；

所述降壓?jiǎn)卧糜趯?duì)所述電池電源的電壓信號(hào)進(jìn)行第一降壓處理得到第一電壓信號(hào)，采用所述第一電壓信號(hào)向所述信號(hào)發(fā)生模塊供電；

所述降壓?jiǎn)卧€用于對(duì)所述電池電源的電壓信號(hào)進(jìn)行第二降壓處理得到第二電壓信號(hào)，采用所述第二電壓信號(hào)向所述電流傳感器單元供電；

所述信號(hào)發(fā)生模塊還用于將所述第一直流電壓信號(hào)傳輸至所述開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧?，所述開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧糜诓捎盟鯬I控制策略根據(jù)所述第一直流電壓信號(hào)對(duì)所述電池電源的電壓信號(hào)處理得到所述第三直流電壓信號(hào)，并采用所述第三直流電壓信號(hào)向所述線性電流源單元供電。

進(jìn)一步地，所述開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧ǎ候?qū)動(dòng)電路子單元和PI控制子單元，

所述驅(qū)動(dòng)電路子單元分別與所述電池電源、所述線性電流源單元和所述PI控制子單元連接，所述PI控制子單元與所述信號(hào)發(fā)生模塊連接；

所述驅(qū)動(dòng)電路子單元用于對(duì)所述電池電源的電壓信號(hào)進(jìn)行處理得到所述第三直流電壓信號(hào)，并將所述第三直流電壓信號(hào)傳輸至所述PI控制子單元；

所述信號(hào)發(fā)生模塊還用于將所述第一直流電壓信號(hào)傳輸至所述PI控制子單元，所述PI控制子單元用于確定所述第一直流電壓信號(hào)和所述第三直流電壓信號(hào)的誤差信號(hào)，對(duì)所述誤差信號(hào)進(jìn)行PI控制處理，并將處理后的誤差信息傳輸至所述驅(qū)動(dòng)電路子單元；

所述驅(qū)動(dòng)電路子單元還用于根據(jù)處理后的所述誤差信號(hào)對(duì)所述第三直流電壓信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得所述第三直流電壓信號(hào)等于所述第一直流電壓信號(hào)，并采用所述第三直流電壓信號(hào)向所述線性電流源單元供電。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)發(fā)射裝置還包括：極性變換模塊，

所述極性變換模塊分別與所述交流恒流源模塊和所述信號(hào)發(fā)生模塊連接；

所述信號(hào)發(fā)生模塊還用于生成驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，將所述驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)傳輸至所述極性變換模塊；

所述交流恒流源模塊用于向所述極性變換模塊輸入所述第二交流電流信號(hào)，所述極性變換模塊用于根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)對(duì)所述第二交流電流信號(hào)進(jìn)行極性轉(zhuǎn)換；

所述極性變換模塊還用于輸出轉(zhuǎn)換極性后的所述第二交流電流信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)發(fā)射裝置還包括：保護(hù)電路模塊，

所述電池電源與所述開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧B接的線路上設(shè)置有開(kāi)關(guān)，所述保護(hù)電路模塊分別與所述信號(hào)發(fā)生模塊和所述開(kāi)關(guān)連接；

所述信號(hào)發(fā)生模塊還用于在所述信號(hào)發(fā)生裝置的電路出現(xiàn)故障時(shí)，向所述保護(hù)電路模塊傳輸開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，所述保護(hù)電路模塊用于根據(jù)所述開(kāi)關(guān)控制信號(hào)斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)發(fā)生模塊包括：數(shù)字芯片單元、數(shù)字合成單元、人機(jī)交互單元、比例諧振控制單元和轉(zhuǎn)換單元，

所述人機(jī)交互單元用于接收用戶觸發(fā)的所述特定頻率和所述特定幅值，將所述特定頻率和所述特定幅值傳輸至所述數(shù)字合成單元；

所述數(shù)字合成單元用于根據(jù)所述特定頻率和所述特定幅值生成所述參考電流信號(hào)，將所述參考電流信號(hào)傳輸至所述比例諧振控制單元；

所述轉(zhuǎn)換單元用于接收所述交流恒流源模塊反饋的所述第一交流電壓信號(hào)，并將所述第一交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述交流電流信號(hào)傳輸至所述比例諧振控制單元；

所述比例諧振控制單元用于采用比例諧振控制策略根據(jù)所述參考電流信號(hào)對(duì)所述交流電流信號(hào)進(jìn)行處理得到所述第一交流電流信號(hào)。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)發(fā)生模塊還包括：顯示單元，

所述顯示單元用于顯示所述第二交流電流信號(hào)。

所述信號(hào)發(fā)生模塊還包括：計(jì)算單元，

所述線性電流源單元的輸出端的電壓信號(hào)為第二交流電壓信號(hào)，所述計(jì)算單元還用于獲取所述第二交流電壓信號(hào)，將所述第二交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二 直流電壓信號(hào)，根據(jù)所述第二交流電壓信號(hào)采用預(yù)設(shè)算法計(jì)算得到所述第一直流電壓信號(hào)。

所述線性電流源單元包括高壓運(yùn)放，所述電流傳感器單元包括電流傳感器。

所述特定頻率包括：4赫茲和128赫茲中的任意一種。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是：

本發(fā)明提供的信號(hào)發(fā)射裝置包括：信號(hào)發(fā)生模塊和交流恒流源模塊，信號(hào)發(fā)生模塊與交流恒流源模塊連接，信號(hào)發(fā)生模塊用于生成參考電流信號(hào)，接收交流恒流源模塊反饋的第一交流電壓信號(hào)，并將第一交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成交流電流信號(hào)，采用比例諧振控制策略根據(jù)參考電流信號(hào)對(duì)交流電流信號(hào)進(jìn)行處理，得到第一交流電流信號(hào)，并將第一交流電流信號(hào)傳輸至交流恒流源模塊；交流恒流源模塊用于對(duì)第一交流電流信號(hào)進(jìn)行放大處理得到第二交流電流信號(hào)，并將第二交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一交流電壓信號(hào)，將第一交流電壓信號(hào)反饋至信號(hào)發(fā)生模塊；交流恒流源模塊還用于輸出第二交流電流信號(hào)。本發(fā)明提供的信號(hào)發(fā)射裝置輸出的信號(hào)為放大后的交流電流信號(hào)，解決了相關(guān)技術(shù)中信號(hào)發(fā)射裝置輸出的交流電流信號(hào)的波動(dòng)較大以及輸出的交流電流信號(hào)較小的問(wèn)題，達(dá)到了穩(wěn)定輸出信號(hào)以及增大輸出信號(hào)的有益效果。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本發(fā)明。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種信號(hào)發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的一種信號(hào)發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2所示實(shí)施例提供的根據(jù)參考電流信號(hào)對(duì)交流電流信號(hào)進(jìn)行處理得到第一交流電流信號(hào)的示意圖；

圖4是圖2所示實(shí)施例提供的一種交流恒流源模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖2所示實(shí)施例提供的一種開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧慕Y(jié)構(gòu)示意圖。

此處的附圖被并入說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，示出了符合本發(fā)明的實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部份實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參考圖1，其示出了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種信號(hào)發(fā)射裝置00的結(jié)構(gòu)示意圖，該信號(hào)發(fā)射裝置00可以在檢測(cè)油氣管道防腐層的質(zhì)量時(shí)，為檢測(cè)工作提供激勵(lì)源。參見(jiàn)圖1，該信號(hào)發(fā)射裝置00可以包括：信號(hào)發(fā)生模塊001和交流恒流源模塊002，其中，信號(hào)發(fā)生模塊001與交流恒流源模塊002連接。

信號(hào)發(fā)生模塊001用于生成特定頻率、特定幅值的參考電流信號(hào)，接收交流恒流源模塊002反饋的第一交流電壓信號(hào)，并將第一交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成交流電流信號(hào)，采用比例諧振控制策略根據(jù)參考電流信號(hào)對(duì)交流電流信號(hào)進(jìn)行處理，得到第一交流電流信號(hào)，并將第一交流電流信號(hào)傳輸至交流恒流源模塊002。

交流恒流源模塊002用于對(duì)第一交流電流信號(hào)進(jìn)行放大處理得到第二交流電流信號(hào)，并將第二交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一交流電壓信號(hào)，將第一交流電壓信號(hào)反饋至信號(hào)發(fā)生模塊001。

交流恒流源模塊002還用于輸出第二交流電流信號(hào)。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)發(fā)射裝置包括：信號(hào)發(fā)生模塊和交流恒流源模塊，信號(hào)發(fā)生模塊用于生成參考電流信號(hào)，接收交流恒流源模塊反饋的第一交流電壓信號(hào)，并將第一交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成交流電流信號(hào)，采用比例諧振控制策略根據(jù)參考電流信號(hào)對(duì)交流電流信號(hào)進(jìn)行處理，得到第一交流電流信號(hào)，并將第一交流電流信號(hào)傳輸至交流恒流源模塊；交流恒流源模塊用于對(duì)第一交流電流信號(hào)進(jìn)行放大處理得到第二交流電流信號(hào)，并將第二交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一交流電壓信號(hào)，將第一交流電壓信號(hào)反饋至信號(hào)發(fā)生模塊；交流恒流源模塊還用于輸出第二交流電流信號(hào)。由于信號(hào)發(fā)射裝置輸出的信號(hào)為放大后的交流電流信號(hào)，解決了相關(guān)技術(shù)中信號(hào)發(fā)射裝置輸出的交流電流信號(hào)的 波動(dòng)較大以及輸出的交流電流信號(hào)較小的問(wèn)題，達(dá)到了穩(wěn)定輸出信號(hào)以及增大輸出信號(hào)的有益效果。

請(qǐng)參考圖2，其示出了本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供的一種信號(hào)發(fā)射裝置10的結(jié)構(gòu)示意圖，該信號(hào)發(fā)射裝置10可以在檢測(cè)油氣管道防腐層的質(zhì)量時(shí)，為檢測(cè)工作提供激勵(lì)源。參見(jiàn)圖2，該信號(hào)發(fā)射裝置10可以包括：信號(hào)發(fā)生模塊110和交流恒流源模塊120，其中，信號(hào)發(fā)生模塊110與交流恒流源模塊120連接。

信號(hào)發(fā)生模塊110用于生成特定頻率、特定幅值的參考電流信號(hào)i_s^*，接收交流恒流源模塊120反饋的第一交流電壓信號(hào)U_io，并將第一交流電壓信號(hào)U_io轉(zhuǎn)換成交流電流信號(hào)i_s，采用比例諧振控制策略根據(jù)參考電流信號(hào)i_s^*對(duì)交流電流信號(hào)i_s進(jìn)行處理，得到第一交流電流信號(hào)i_control，并將第一交流電流信號(hào)i_control傳輸至交流恒流源模塊120。

具體地，如圖2所示，信號(hào)發(fā)生模塊110包括：數(shù)字芯片單元111、數(shù)字合成單元112、人機(jī)交互單元113、比例諧振控制單元114和轉(zhuǎn)換單元115。

人機(jī)交互單元113用于接收用戶觸發(fā)的特定頻率和特定幅值，將特定頻率和特定幅值傳輸至數(shù)字合成單元112。實(shí)際應(yīng)用中，人機(jī)交互單元112可以由觸摸屏、按鍵等能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交互的部件構(gòu)成，用戶可以通過(guò)人機(jī)交互單元選擇期望的頻率和幅值，該期望的頻率和幅值即為特定頻率和特定幅值，其中，特定頻率包括：4赫茲和128赫茲中的任意一種，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限定，特定幅值可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置，示例地，特定幅值可以為0.1A(中文：安)、5A、或者8A等，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限定。由于用戶通過(guò)人機(jī)交互單元選擇的頻率和幅值為數(shù)字信號(hào)，而本發(fā)明實(shí)施例中的信號(hào)發(fā)射裝置10最終期望得到的是模擬信號(hào)，因此，人機(jī)交互單元112可以將接收到的頻率和幅值傳輸至數(shù)字合成單元112。

數(shù)字合成單元112用于根據(jù)特定頻率和特定幅值生成參考電流信號(hào)i_s^*，將參考電流信號(hào)i_s^*傳輸至比例諧振控制單元114。具體地，數(shù)字合成單元112可以采用直接數(shù)字頻率合成(英文：Direct Digital Synthesizer，簡(jiǎn)稱：DDS)技術(shù)，根據(jù)特定頻率和特定幅值生成參考電流信號(hào)i_s^*，然后將參考電流信號(hào)i_s^*傳輸至比例諧振控制單元114。在本發(fā)明中，為了提高電源電壓利用效率，需對(duì)i_s^*的負(fù)半波取反變?yōu)檎氩ā?/p>

轉(zhuǎn)換單元115用于接收交流恒流源模塊120反饋的第一交流電壓信號(hào)U_io，并將第一交流電壓信號(hào)U_io轉(zhuǎn)換成交流電流信號(hào)i_s傳輸至比例諧振控制單元114。示例地，轉(zhuǎn)換單元115可以采用標(biāo)定的方式將第一交流電壓信號(hào)U_io轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的交流電流信號(hào)i_s。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，轉(zhuǎn)換單元115可以先通過(guò)標(biāo)定的方式得到一個(gè)電壓與電流的系數(shù)，然后采用第一交流電壓信號(hào)U_io除以該系數(shù)就可以得到對(duì)應(yīng)的交流電流信號(hào)i_s。

需要說(shuō)明的是，此處對(duì)轉(zhuǎn)換單元115的功能描述僅是示例性的，實(shí)際應(yīng)用中，轉(zhuǎn)換單元115可以在信號(hào)發(fā)生模塊110與其他模塊進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)之間的互相轉(zhuǎn)換，實(shí)際應(yīng)用中，轉(zhuǎn)換單元115可以包括：數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換(英文：Digital Analog Converter，簡(jiǎn)稱：DAC)電路，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(英文：Analog Digital Converter，簡(jiǎn)稱：ADC)電路等，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不做限定。本發(fā)明實(shí)施例中的轉(zhuǎn)換單元115以便于實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)生模塊110與其他模塊進(jìn)行信號(hào)傳輸為準(zhǔn)。

比例諧振控制單元114用于采用比例諧振控制策略根據(jù)參考電流信號(hào)i_s^*對(duì)交流電流信號(hào)i_s進(jìn)行處理得到第一交流電流信號(hào)i_control。示例地，請(qǐng)參考圖3，其示出的是比例諧振控制單元114根據(jù)參考電流信號(hào)i_s^*對(duì)交流電流信號(hào)i_s進(jìn)行處理得到第一交流電流信號(hào)i_control的示意圖，參見(jiàn)圖3，比例諧振控制單元114的輸入信號(hào)包括參考電流信號(hào)i_s^*和交流電流信號(hào)i_s，參考電流信號(hào)i_s^*和交流電流信號(hào)i_s作差后得到電流信號(hào)e，然后對(duì)該信號(hào)e采用比例諧振控策略進(jìn)行處理，并進(jìn)行后半周期的反號(hào)計(jì)算得到第一交流電流信號(hào)i_control。在圖3中，K_P為比例環(huán)節(jié)系數(shù)，K_R為諧振環(huán)節(jié)系數(shù)，ω_c為截止頻率，ω為諧振角頻率，s為復(fù)變量。在本發(fā)明實(shí)施例中，ω的取值可以為25.1327rad/s(中文：轉(zhuǎn)/秒)或者804.2477rad/s，分別對(duì)應(yīng)頻率分別為4Hz(中文：赫茲)和128Hz的發(fā)射信號(hào)，也即：2π*4Hz＝25.1327rad/s，2π*128Hz＝804.2477rad/s，其中，K_P、K_R和ω_c的具體數(shù)值的選取會(huì)影響信號(hào)發(fā)射裝置10的帶寬和增益。在本發(fā)明實(shí)施例中，針對(duì)頻率為4Hz和128Hz的兩種信號(hào)，選取的K_P和K_R的值相同，示例地，針對(duì)頻率為4Hz的信號(hào)，K_P＝1，K_R＝100，針對(duì)頻率為128Hz的信號(hào)，K_P＝1，K_R＝100。針對(duì)頻率為4Hz和128Hz的兩種信號(hào)，ω_c分別為0.2513rad/s和8.0425rad/s。

需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明實(shí)施例中，比例諧振控制單元114最終形成的i_control為交流電流信號(hào)，但是信號(hào)發(fā)生模塊110的核心模塊為數(shù)字芯片單元111，且圖 3中的參考電流信號(hào)i_s^*和交流電流信號(hào)i_s實(shí)際上是其對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，因此，比例諧振控制單元114在采用比例諧振控制策略形成第一交流電流信號(hào)i_control，可以采用雙線性變換法實(shí)現(xiàn)比例諧振的計(jì)算得到第一交流電流信號(hào)i_control，具體如下：

在某一時(shí)刻k，i_control(k)的表達(dá)式為：

i_control(k)＝n₀e(k)+n₁e(k-1)+n₂e(k-2)-d₁i_control(k-1)-d₂i_control(k-2) (1)；

其中，在該式(1)中，e(k-1)和e(k-2)分別為第k-1時(shí)刻和第k-2時(shí)刻對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)e，i_control(k-1)和i_control(k-2)分別為第k-1時(shí)刻和第k-2時(shí)刻輸出的i_control，在首次和第二次執(zhí)行這段程序的時(shí)候，e(k-1)、e(k-2)、i_control(k-1)和i_control(k-2)的取值均為0。

其中，

e(k)為第k時(shí)刻輸出的電流采樣值(即交流電流信號(hào)i_s)與參考電流信號(hào)(參考電流信號(hào)i_s^*)之間的差。T_s可以為信號(hào)發(fā)生模塊110采用的離散頻率，則式(1)中的其余參數(shù)的可以按照下述公式(3)中提供的公式計(jì)算得到。

計(jì)算得到各個(gè)參數(shù)后，就可以采用公式(1)計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的第一交流電流信號(hào)i_control。

參見(jiàn)圖2，交流恒流源模塊120用于對(duì)第一交流電流信號(hào)i_control進(jìn)行放大處理得到第二交流電流信號(hào)I_s，并將第二交流電流信號(hào)I_s轉(zhuǎn)換成第一交流電壓信號(hào)U_io，將第一交流電壓信號(hào)U_io反饋至信號(hào)發(fā)生模塊110。交流恒流源模塊120還用于輸出第二交流電流信號(hào)I_s。其中，需要說(shuō)明的是，交流恒流源模塊120和信號(hào)發(fā)生模塊110的工作過(guò)程是不斷反饋循環(huán)的過(guò)程，交流恒流源模塊120每輸出一個(gè)電流信號(hào)，都會(huì)向信號(hào)發(fā)生模塊110反饋該電流信號(hào)對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)， 因此，此處的第一交流電壓信號(hào)U_io可以用于信號(hào)發(fā)生模塊110在當(dāng)前周期的下一周期中生成第一交流電流信號(hào)i_control。

進(jìn)一步地，如圖2所示，交流恒流源模塊120包括：線性電流源單元121和電流傳感器單元122。線性電流源單元121與電流傳感器122單元連接，且線性電流源單元121和電流傳感器單元122分別與信號(hào)發(fā)生模塊110連接。

電流傳感器單元122用于將第二交流電流信號(hào)I_s轉(zhuǎn)換成第一交流電壓信號(hào)U_io，并將第一交流電壓信號(hào)U_io反饋至信號(hào)發(fā)生模塊110。實(shí)際應(yīng)用中，電流傳感器單元122可以包括電流傳感器。

線性電流源單元121的輸出端的電壓信號(hào)為第二交流電壓信號(hào)U₀，信號(hào)發(fā)生模塊110還用于獲取第二交流電壓信號(hào)U₀，將第二交流電壓信號(hào)U₀轉(zhuǎn)換成第二直流電壓信號(hào)，根據(jù)第二直流電壓信號(hào)采用預(yù)設(shè)算法計(jì)算交流電壓的幅值得到第一直流電壓信號(hào)U_S^*。，具體地，信號(hào)發(fā)生模塊110還可以包括：計(jì)算單元117，計(jì)算單元117用于獲取第二交流電壓信號(hào)U₀，將第二交流電壓信號(hào)U₀轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的第二直流電壓信號(hào)，根據(jù)第二直流電壓信號(hào)采用預(yù)設(shè)算法計(jì)算得到第一直流電壓信號(hào)U_S^*。具體地，計(jì)算單元117可以根據(jù)公式計(jì)算第一直流電壓信號(hào)U_S^*。實(shí)際應(yīng)用中，線性電流源單元121中可以設(shè)置高壓運(yùn)放。其中，需要說(shuō)明的是，該公式中采用第二交流電壓信號(hào)的符號(hào)U₀代表對(duì)應(yīng)的第二直流電壓信號(hào)。

具體地，如圖4所示，其示出的是交流恒流源模塊120在實(shí)際應(yīng)用中的一種結(jié)構(gòu)示意圖。參見(jiàn)圖4，線性電流源單元121包括高壓運(yùn)放1211，電流傳感器單元122包括電流傳感器1221。高壓運(yùn)放1211可以為T(mén)I公司的OPA549T高壓運(yùn)放，該高壓運(yùn)放具有單雙極性供電、輸出電流達(dá)8A、峰值電流可達(dá)10A的特點(diǎn)，無(wú)需進(jìn)行擴(kuò)流設(shè)計(jì)即可得到幅值相對(duì)較大的電流信號(hào)。電流傳感器1221主要可以為霍爾電流傳感器，參見(jiàn)圖4可知，電流傳感器單元122還可以包括采樣電阻R_ct，該采樣電阻R_ct具有高精度低溫漂等特點(diǎn)，電流傳感器1221可以為CSM00XA系列的霍爾電流傳感器，該CSM00XA系列的霍爾電流傳感器的傳感器性度高、低溫漂。在本發(fā)明實(shí)施例中，采用霍爾電流傳感器簡(jiǎn)化了采樣電阻的設(shè)計(jì)。

可選地，如圖2所示，信號(hào)發(fā)生模塊110還包括：顯示單元116，該顯示單元116用于顯示第二交流電流信號(hào)I_s。該顯示單元116可以為液晶顯示器(英文： Liquid CrystalDisplay，簡(jiǎn)稱：LCD)，顯示單元116可以實(shí)時(shí)顯示第二交流電流信號(hào)I_s以及其他的電流、電壓等的變化情況，工作人員可以通過(guò)顯示單元116對(duì)信號(hào)發(fā)射裝置10的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

進(jìn)一步地，如圖2所示，信號(hào)發(fā)射裝置00還包括：電源模塊130。

電源模塊130分別與信號(hào)發(fā)生模塊110和交流恒流源模塊120連接，用于向信號(hào)發(fā)生模塊110和交流恒流源模塊120供電。

信號(hào)發(fā)生模塊110還用于將第一直流電壓信號(hào)U_S^*傳輸至電源模塊130，電源模塊130用于采用比例積分(英文：Proportional Integral，簡(jiǎn)稱：PI)控制策略對(duì)第一直流電壓信號(hào)U_S^*進(jìn)行控制得到第三直流電壓信號(hào)U_OP，并輸出第三直流電壓信號(hào)U_OP，根據(jù)第三直流電壓信號(hào)U_OP向交流恒流源模塊120中的線性電流源單元121供電。

進(jìn)一步地，如圖2所示，電源模塊130包括：開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31、電池電源132和降壓?jiǎn)卧?33。

電池電源132分別與開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31和降壓?jiǎn)卧?33連接，且降壓?jiǎn)卧?33分別與信號(hào)發(fā)生模塊110和電流傳感器單元122連接，開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31分別與信號(hào)發(fā)生模塊110和線性電流源單元121連接。

降壓?jiǎn)卧?33用于對(duì)電池電源132的電壓信號(hào)進(jìn)行第一降壓處理得到第一電壓信號(hào)U₁，采用第一電壓信號(hào)U₁向信號(hào)發(fā)生模塊110供電。

降壓?jiǎn)卧?33還用于對(duì)電池電源132的電壓信號(hào)進(jìn)行第二降壓處理得到第二電壓信號(hào)U₂，采用第二電壓信號(hào)U₂向電流傳感器單元122供電。

信號(hào)發(fā)生模塊110還用于將第一直流電壓信號(hào)U_S^*傳輸至開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31，開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31用于采用PI控制策略根據(jù)第一直流電壓信號(hào)U_S^*對(duì)電池電源132的電壓信號(hào)進(jìn)行處理得到第三直流電壓信號(hào)U_OP，并采用第三直流電壓信號(hào)U_OP向線性電流源單元131供電。采用開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31可以避免線性方案中負(fù)載阻抗較小，晶體管過(guò)多消耗電源導(dǎo)致效率低的問(wèn)題。

其中，降壓?jiǎn)卧?33可以包括直流-直流轉(zhuǎn)換(英文：DirectCurrent-Direct Current Conversion，簡(jiǎn)稱：DC-DC)。降壓?jiǎn)卧?33主要為信號(hào)發(fā)生模塊110和電流傳感器單元122提供電源，降壓?jiǎn)卧?33可以采用DC-DC電源芯片實(shí)現(xiàn)。

進(jìn)一步地，如圖2所示，開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31包括：驅(qū)動(dòng)電路子單元1311和PI控制子單元1312。

驅(qū)動(dòng)電路子單元1311分別與電池電源132、線性電流源單元121、PI控制子單元1312連接，PI控制子單元1312與信號(hào)發(fā)生模塊110連接。

驅(qū)動(dòng)電路子單元1311用于對(duì)電池電源132的電壓信號(hào)進(jìn)行處理得到第三直流電壓信號(hào)U_OP，并將第三直流電壓信號(hào)U_OP傳輸至PI控制子單元1312。

信號(hào)發(fā)生模塊110還用于將第一直流電壓信號(hào)U_S^*傳輸至PI控制子單元1312，PI控制子單元1312用于確定第一直流電壓信號(hào)U_S^*和第三直流電壓信號(hào)U_OP的誤差信號(hào)，對(duì)誤差信號(hào)進(jìn)行PI控制處理，并將處理后的誤差信號(hào)傳輸至驅(qū)動(dòng)電路子單元1311。驅(qū)動(dòng)電路子單元1311還用于根據(jù)處理后的誤差信號(hào)對(duì)第三直流電壓信號(hào)U_OP進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得第三直流電壓信號(hào)U_OP等于第一直流電壓信號(hào)U_S^*，并采用第三直流電壓信號(hào)U_OP向線性電流源單元121供電。

具體地，請(qǐng)參考圖5，其示出的是一種開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31在實(shí)際應(yīng)用中的結(jié)構(gòu)示意圖，參見(jiàn)圖5，開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31包括：驅(qū)動(dòng)電路子單元1311和PI控制子單元1312。驅(qū)動(dòng)電路子單元1311分別與電池電源132、線性電流源單元121、PI控制子單元1312連接，PI控制子單元1312與信號(hào)發(fā)生模塊110連接。

實(shí)際應(yīng)用中，驅(qū)動(dòng)電路子單元1311的實(shí)際結(jié)構(gòu)可以為Boost電路，該Boost電路中，U為電池電源132的輸出電壓，該Boost電路還包括：用于儲(chǔ)存能量的電流傳感器L，開(kāi)關(guān)二極管D，開(kāi)關(guān)MOS管Q，輸入濾波電容Cs，輸出濾波電容Co；電壓采樣電阻R_f11和R_f12，驅(qū)動(dòng)電路子單元1311的輸出電壓為第三直流電壓信號(hào)U_OP。PI控制子單元除了PI控制外，還可以包括TL494芯片、電阻、電容，TL494是專用的脈寬調(diào)制(英文：PulseWidthModulation，簡(jiǎn)稱：PWM)生成芯片，內(nèi)部自帶誤差比較放大器。此外，PI控制子單元還可以包括PWM驅(qū)動(dòng)電路。PWM驅(qū)動(dòng)電路主要由IR系列驅(qū)動(dòng)芯片組成，PI控制得到的控制信號(hào)經(jīng)過(guò)PWM驅(qū)動(dòng)電路輸出到開(kāi)關(guān)MOS管Q，可以克服MOS管的寄生電容影響。

其中，開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31的工作原理可以包括：計(jì)算單元117根據(jù)線性電流源單元121輸出端的第二交流電壓信號(hào)U₀，并將第二交流電壓信號(hào)U₀轉(zhuǎn)換成第二直流電壓信號(hào)，根據(jù)第二直流電壓信號(hào)采用預(yù)設(shè)算法計(jì)算得到第一直流電壓信號(hào)U_S^*，然后將第一直流電壓信號(hào)U_S^*傳輸至PI控制子單元1312，驅(qū)動(dòng)電路子單元1311將線性電流源單元121的實(shí)際供電的第三直流電壓U_OP傳輸至PI控制子單元1312，PI控制子單元1312將第一直流電壓信號(hào)U_S^*和第二直流電壓U_OP 進(jìn)行比較，得到誤差信號(hào)，然后對(duì)誤差信號(hào)進(jìn)行PI控制處理，并將處理后的誤差信號(hào)傳輸至驅(qū)動(dòng)電路子單元1311，通過(guò)控制信號(hào)控制驅(qū)動(dòng)電路子單元1311中的開(kāi)關(guān)MOS管等功率器件的“開(kāi)啟”、“關(guān)閉”時(shí)間，最終使第三直流電壓信號(hào)U_OP與第一直流電壓信號(hào)相等，從而提高線性電流源單元121的效率。其中，PI控制子單元1312中的控制參數(shù)可以經(jīng)過(guò)仿真確定，一般可以選擇P＝0.1，I＝1000。

進(jìn)一步地，如圖2所示，信號(hào)發(fā)射裝置10還包括：極性變換模塊140。

極性變換模塊140分別與交流恒流源模塊120和信號(hào)發(fā)生模塊110連接。

信號(hào)發(fā)生模塊110還用于生成驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，將驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)傳輸至極性變換模塊140。具體地，信號(hào)發(fā)生模塊110在確定參考交流電流信號(hào)到達(dá)后半周期時(shí)，生成驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)并將驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)傳輸至極性變換模塊140。

交流恒流源模塊120用于向極性變換模塊140輸入第二交流電流信號(hào)I_s，極性變換模塊140用于根據(jù)驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)對(duì)第二交流電流信號(hào)I_s進(jìn)行極性轉(zhuǎn)換。

極性變換模塊140還用于輸出轉(zhuǎn)換極性后的第二交流電流信號(hào)，該轉(zhuǎn)換極性后的第二交流電流信號(hào)可以為圖2所示的電流I₀。

極性變換模塊140可以由PWM驅(qū)動(dòng)電路和極性變換電路組成。主要實(shí)現(xiàn)電流由單極性向雙極性轉(zhuǎn)換。交流恒流源模塊120輸出的第二交流電流信號(hào)I_s為單極性信號(hào)，信號(hào)發(fā)生模塊110輸出驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)經(jīng)過(guò)PWM驅(qū)動(dòng)電路控制極性變換電路，極性變換模塊140直接將單極性電流變換為雙極性電流，可以提高電源的利用效率。

可選地，信號(hào)發(fā)射裝置10還包括：保護(hù)電路模塊150。

電池電源132與開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31連接的線路上設(shè)置有開(kāi)關(guān)K1，保護(hù)電路模塊150分別與信號(hào)發(fā)生模塊110和開(kāi)關(guān)K1連接。

信號(hào)發(fā)生模塊110還用于在信號(hào)發(fā)生裝置10的電路出現(xiàn)故障時(shí)，向保護(hù)電路模塊150傳輸開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，保護(hù)電路模塊150用于根據(jù)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K1。

實(shí)際應(yīng)用中，保護(hù)電路模塊150可以由短路保護(hù)電路、過(guò)溫保護(hù)電路、過(guò)載保護(hù)電路等組成。主要功能是當(dāng)信號(hào)發(fā)射裝置10的電路出現(xiàn)短路、器件(比如高壓運(yùn)放)出現(xiàn)溫度過(guò)高、負(fù)載超過(guò)極限時(shí)通過(guò)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K1切斷電源。示例地，由于輸出電流較大時(shí)，高壓運(yùn)放發(fā)熱較快，因此，可以在高壓運(yùn)放上設(shè)置 散熱片，并通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)采集散熱片溫度。當(dāng)高壓運(yùn)放工作溫度超過(guò)預(yù)設(shè)溫度時(shí)，信號(hào)發(fā)生模塊110向保護(hù)電路模塊150傳輸開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，保護(hù)電路模塊150根據(jù)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K1停止開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31的工作，并在信號(hào)發(fā)生模塊110的顯示單元116上顯示有關(guān)信息；當(dāng)系統(tǒng)短路，信號(hào)發(fā)生模塊110向保護(hù)電路模塊150傳輸開(kāi)關(guān)控制信號(hào)，保護(hù)電路模塊150根據(jù)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K1停止開(kāi)關(guān)恒壓?jiǎn)卧?31的工作，并在信號(hào)發(fā)生模塊110的顯示單元116上顯示有關(guān)信息。

參見(jiàn)圖2，電池電源132與降壓?jiǎn)卧?33連接的線路上設(shè)置有開(kāi)關(guān)K2，可以通過(guò)斷開(kāi)K2停止向信號(hào)發(fā)生模塊供電。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)發(fā)射裝置包括：信號(hào)發(fā)生模塊和交流恒流源模塊，信號(hào)發(fā)生模塊用于生成參考電流信號(hào)，接收交流恒流源模塊反饋的第一交流電壓信號(hào)，并將第一交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成交流電流信號(hào)，采用比例諧振控制策略根據(jù)參考電流信號(hào)對(duì)交流電流信號(hào)進(jìn)行處理，得到第一交流電流信號(hào)，并將第一交流電流信號(hào)傳輸至交流恒流源模塊；交流恒流源模塊用于對(duì)第一交流電流信號(hào)進(jìn)行放大處理得到第二交流電流信號(hào)，并將第二交流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成第一交流電壓信號(hào)，將第一交流電壓信號(hào)反饋至信號(hào)發(fā)生模塊；交流恒流源模塊還用于輸出第二交流電流信號(hào)。由于信號(hào)發(fā)射裝置輸出的信號(hào)為放大后的交流電流信號(hào)，解決了相關(guān)技術(shù)中信號(hào)發(fā)射裝置輸出的交流電流信號(hào)的波動(dòng)較大以及輸出的交流電流信號(hào)較小的問(wèn)題，達(dá)到了穩(wěn)定輸出信號(hào)以及增大輸出信號(hào)的有益效果。

由于油氣管道防腐層埋在地下，對(duì)于水下穿越管道，防腐層通常在水下5至20米，甚至30米以上，因此，在檢測(cè)防腐層的質(zhì)量時(shí)，需要信號(hào)發(fā)射裝置提供足夠大的電流信號(hào)，本發(fā)明實(shí)施例中，信號(hào)發(fā)生模塊采用比例諧振控制策略形成第一交流電流信號(hào)，使得信號(hào)發(fā)射裝置最終發(fā)射出的電流信號(hào)在符合期望的情況下，為油氣管道防腐層提供有效的激勵(lì)源。

本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)發(fā)射裝置可以提供頻率為4Hz和128Hz的兩種發(fā)射信號(hào)，且發(fā)射信號(hào)的幅值在0.1A～8A之間，且本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)發(fā)射裝置提供的交流電流信號(hào)具有抗工頻以及抗管道感性負(fù)載自激振蕩的能力，信號(hào)發(fā)射裝置能夠根據(jù)不同管地阻抗，匹配合適的輸出功率，確保輸出電流幅值、頻率恒定。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。