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碳氧比能谱测井仪、中子寿命综合测井仪中子发生器中子管离子源阳极脉冲高压模块是？

2025-03-13 00:51:43

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回答（1）：

碳氧比能谱测井仪器要求脉冲中子发生器工作频率为10kHz或20kHz，中子管离子源阳极、阴极之间脉冲电压宽度10～30μs、幅度1800～2000V；中子寿命测井仪器要求脉冲中子发生器工作频率10～1000Hz，中子管离子源阳极、阴极之间脉冲电压宽度1～250μs、幅度1800～2000V。有些人习惯在10～250μs、2000V高压脉冲前沿陡、后沿锐截止。应用前文讲述的变压器产生阳极脉冲，有如下缺点：（1）初级匝数、次级匝数一旦确定，阳极脉冲只能在很小时间宽度内跟随触发信号宽度变化；（2）阳极脉冲前沿不陡、后沿不锐截止，尾巴长；（3）阳极脉冲顶部平台窄。这就要求研制一种前沿陡后沿锐截止的新产品——阳极高压脉冲模块（高压开关模块）。

高压开关模块由CD4098触发信号前沿单稳态，CD4098触发信号后沿单稳态，G1、G2跟随器，变压器T1、T2，六路场效应晶体管开关电路组成。中子管离子源阳极脉冲高压开关模块电路原理图如图2-2-31所示。

高压开关模块其工作原理：井下由单片机给出碳氧比测井仪器、中子寿命测井仪器需要的不同工作频率和时间宽度的正脉冲信号，交错地输入给上边双单稳态CD4098和下边双单稳态CD4098。如图2-2-31所示，CD4098（上边）称作触发信号脉冲前沿单稳态，CD4098（下边）称作触发信号脉冲后沿单稳态。脉冲前沿单稳态，在输入正脉冲信号上升沿产生一个时间宽度7μs的负脉冲作为关信号；7μs的负脉冲上升沿产生一个时间宽度7μs的正脉冲，作为开信号，如图2-2-32所示。脉冲后沿单稳态，在输入正脉冲信号的下降沿产生一个时间宽度7μs的负脉冲作为关信号，7μs的负脉冲上升沿产生一个时间宽度7μs的正脉冲，作为开信号，如图2-2-33所示。

如图2-3-31所示，两个晶体三极管G1( 3DG12B )、G2( 3DG12B )与变压器T1、T2组成两个发射极跟随器，变压器T1、T2初、次级绕组之间绝缘耐压应大于3000V以上。G1、T1称为上跟随器；G2、T2称为下跟随器，如图2-2-34所示。跟随器的作用主要是把输入信号进行功率放大。调节发射极上的电阻大小，可改善变压器T1、T2输出波形。该电路的优点是变压器T1、T2次级能跟随输入信号正负脉冲，输出正负脉冲，脉冲前沿单稳态的负脉冲关信号输入下跟随器，在变压器T2次级W21、W22、W23产生负脉冲作为关信号。脉冲前沿单稳态的正脉冲信号输入上跟随器，在变压器T1次级W11、W12、W13产生正脉冲作为开信号，如图2-2-36所示。如图2-2-37所示，脉冲后沿单稳态的负脉冲输入上跟随器，在变压器T1次级W11、 W12、W13产生负脉冲作为关信号。脉冲后沿单稳态正脉冲输入下跟随器，在变压器T2次级W21、W22、W23产生正脉冲作为开信号。单路场效应晶体管开关电路如图2-2-35所示。如图2-2-36、图2-2-37所示，变压器T1次级W11、W12、W13控制的九个场效应晶体管组成输入正脉冲信号前沿开关。当W11、W12、W13为正脉冲时，前沿开关为开；当W11、W12、W13为负脉冲时，前沿开关为关。变压器T2次级W21、W22、W23控制的九个场效应晶体管组成输入正脉冲信号后沿开关。当W21、W22、W23为正脉冲时，开关为开，当W21、W22、W23为负脉冲时，开关为关。

当在输入正脉冲信号上升沿时，形成的负脉冲，负脉冲后沿形成正脉冲，负脉冲输入下跟随器，先关掉后沿开关，正脉冲输入上跟随器，开前沿开关，输出+1800V；当在正脉冲信号下降沿时，形成的负脉冲，负脉冲后沿形成正脉冲，负脉冲输入上跟随器，先关掉前沿开关，正脉冲输入下跟随器开后沿开关。从而形成一个跟随输入正脉冲信号时间宽度，与前沿比较滞后7μs的1800V正脉冲，如图2-2-38所示。变压器T1、T2用E6或E7铁氧体磁芯，其初、次级绕组匝数，一定通过试验绕正确，使输入、输出波形比较好看，否则电路工作不正常。

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