CN110873758A - 一种高电压超声波发生电路及收发电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高电压超声波发生电路及收发电路，该高电压超声波发生电路包括：依次连接的触发电路、高电压电路和超声波传感器X1，以及分别为触发电路和高电压电路提供启动脉冲的控制电路。其中，控制电路可控制触发电路处于未加载状态，并控制高电压电路升压至预设高电压、且保持高电压电路与超声波传感器X1断开。控制电路可控制触发电路处于加载状态，并控制触发电路通过升压触发高电压电路与超声波传感器X1接通，瞬间为超声波传感器X1施加高频激励。本发明通过三电极火花隙开关TRG对超声波传感器施加激励，该开关不仅能够承受数千伏的高电压，而且导通速度很快，为ns级，从而可使高压电容器C1快速放电，以满足超声波传感器需要的高频激励。

Description

一种高电压超声波发生电路及收发电路

技术领域

本发明涉及超声波测量技术领域，尤其涉及一种高电压超声波发生电路及收发电路。

背景技术

目前石油工业中的钻井泥浆中含有大量的固体颗粒，原油开采中液体中含有原油、水、气、砂等多种介质，对超声波信号有严重的衰减，导致超声波的接收信号幅度太小，信噪比低，甚至无法进行测量。

为了解决上述问题，现有技术主要是耐高压电子器件产生高电压对发射传感器施加激励信号，其中主要的代表性文献如《自动化与仪器仪表》2019年第3期的论文“基于超声波声强无损检测的特高压GIL局部放电检测技术研究”，以及《仪表技术与传感器》2009年第8期的论文“超声管外测压中发射电路的设计”，这些方法受到电子器件耐高电压能力及高速等多方面的限制，能够实现的电压多为1000V左右，并无法很好地解决复杂介质及大口径管道的流量测量。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中受到电子器件耐高电压能力及高速等多方面的限制，能够实现的电压多为1000V左右，并无法很好地解决复杂介质及大口径管道的流量测量的缺陷，提供一种高电压超声波发生电路及收发电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种高电压超声波发生电路，包括：

依次连接的触发电路、高电压电路和超声波传感器X1，以及分别为所述触发电路和所述高电压电路提供启动脉冲的控制电路；

所述控制电路可控制所述触发电路处于未加载状态，并控制所述高电压电路升压至预设高电压、且保持所述高电压电路与所述超声波传感器X1断开；

所述控制电路可控制所述触发电路处于加载状态，并控制所述触发电路通过升压触发所述高电压电路与所述超声波传感器X1接通，瞬间为所述超声波传感器X1施加高频激励。

优选地，在本发明所述的高电压超声波发生电路中，所述高压电路包括：第一高压控制器D7、高压变压器Tr1、高压开关电路；

所述第一高压控制器D7与所述控制电路电连接，用于控制所述高压变压器Tr1的放电；

所述高压变压器Tr1的初级线圈与所述第一高压控制器D7和电源电连接，次级线圈与所述高压开关电路电连接，用于将低压转换为高压，并为所述高压开关电路充电；

所述高压开关电路与所述触发电路和所述超声波传感器X1连接，用于所述触发电路处于未加载状态时，升压至所述预设高电压并保持与所述超声波传感器X1断开；所述触发电路处于加载状态时，通过所述触发电路触发与所述超声波传感器X1接通，瞬间为所述超声波传感器X1施加高频激励。

优选地，在本发明所述的高电压超声波发生电路中，所述高压开关电路包括：第一二极管D1、高压电容器C1、三电极火花隙开关TRG；

所述高压变压器Tr1的次级线圈通过所述第一二极管D1为所述高压电容器C1充电，所述高压电容器C1的第一端与所述超声波传感器X1的第一端连接，所述高压电容器C1的第二端接地，所述三电极火花隙开关TRG的第一主电极G0接地，第二主电极G1与所述超声波传感器X1的第二端连接，控制极Z通过所述触发电路接地；

所述第二主电极G1与所述控制极Z之间的间隙为L2，所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的间隙为L1；

所述触发电路处于未加载状态时，所述高压变压器Tr1升压通过所述第一二极管D1为所述高压电容器C1充电，充电至所述预定高电压为V0时，所述第二主电极G1的电位为+V0，第一主电极G0的电位为零，控制极Z的电位为零，所述第二主电极G1与所述控制极Z之间的间隙的电场强度E1和所述第二主电极G1与所述第一主电极G0之间的间隙的电场强度E2均低于所述第二主电极G1与所述第一主电极G0之间的静态击穿场强EST1，所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的间隙的电场强度E3低于所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的静态击穿场强EST2；

其中，E1＝V0/L2，E2＝V0/L2，E3＝0/L1；所述静态击穿场强EST1为在直流电压作用下，所述第二主电极G1与所述第一主电极G0之间的击穿场强；所述静态击穿场强EST2为在直流电压作用下，所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的击穿场强。

优选地，在本发明所述的高电压超声波发生电路中，所述触发电路包括：第二高压控制器D8、触发变压器Tr2、触发开关电路；

所述第二高压控制器D8与所述控制电路电连接，用于控制所述触发变压器Tr2的放电；

所述触发变压器Tr2的初级线圈与所述第二高压控制器D8和电源电连接，次级线圈与所述触发开关电路电连接，用于将低压转换为高压，并为所述触发开关电路充电；

所述触发开关电路与所述三电极火花隙开关TRG的控制极Z连接，用于通过升压为所述控制极Z提供电压脉冲，触发所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的间隙L1被击穿，继而所述第二主电极G1与所述控制极Z之间的间隙L2被击穿，所述高压电容器C1快速放电至所述超声波传感器X1。

优选地，在本发明所述的高电压超声波发生电路中，所述触发开关电路包括：第二二极管D2、电容器C2、整形器Zs、第二电阻R2；其中，所述整形器Zs为具有间隙L3的两导电端；

所述触发变压器Tr2通过所述第二二极管D2为所述电容器C2充电，所述电容器C2的第一端与所述整形器Zs的第一导电端连接，所述电容器C2的第二端接地，所述三电极火花隙开关TRG的控制极Z一路连接所述整形器Zs的第二导电端，一路通过所述第二电阻R2接地；

所述触发电路处于加载状态时，所述触发变压器Tr2通过所述第二二极管D2为所述电容器C2充电，所述电容器C2的电压上升至所述整形器Zs的第一导电端与第二导电端的间隙被击穿时，所述触发开关电路对所述控制极Z提供电压脉冲+Vz，所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的间隙的电场强度E3’高于所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的静态击穿场强EST2，所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的间隙L1被击穿，继而所述第二主电极G1与所述控制极Z之间的间隙L2被击穿，所述高压电容器快速放电至所述超声波传感器X1；其中，E3’＝Vz/L1。

优选地，在本发明所述的高电压超声波发生电路中，所述第一高压控制器D7为第一场效应管D7，所述第一场效应管D7的栅极与所述控制电路电连接，漏极与所述高压变压器Tr1的初级线圈电连接，源极接地；

所述第二高压控制器D8为第二场效应管D8，所述第二场效应管D8的栅极与所述控制电路电连接，漏极与所述触发变压器Tr2的初级线圈电连接，源极接地。

优选地，在本发明所述的高电压超声波发生电路中，所述高电压超声波发生电路还包括：用于检测所述高压电容器C1电压的检测电路、第一取样电阻R5、第二取样电阻R6；

所述第一取样电阻R5和所述第二取样电阻R6串联，然后与所述高压电容器C1并联，所述检测电路的第一端连接在所述第一取样电阻R5和所述第二取样电阻R6之间，第二端连接所述控制电路。

本发明还构造了一种高电压超声波收发电路，包括：依次电连接并形成环路的权利要求1-7任一项所述的高电压超声波发生电路、用于收发信号结束后调节所述超声波传感器X1结束振荡的调节电阻R1、用于保护接收电路的限幅电路、以及接收电路。

优选地，在本发明所述的高电压超声波收发电路中，所述限幅电路包括：第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第三电阻R3、第四电阻R4；

电源通过所述第三电阻R3与所述第三二极管D3和所述第六二极管D6的正极电连接，所述超声波传感器X1的第一端与所述第三二极管D3的负极和所述第五二极管D5的正极电连接，所述第五二极管D5的负极和所述第四二极管D4的负极通过所述第四电阻R4接地，所述第四二极管D4的正极和所述第六二极管D6的负极与所述接收电路的输入端电连接。

优选地，在本发明所述的高电压超声波收发电路中，所述调节电阻R1的第一端与所述超声波传感器X1的第一端电连接，所述接收电路的输出端与所述调节电阻R1的第二端和所述超声波传感器X1的第二端电连接。

通过实施本发明，具有以下有益效果：

本发明通过控制触发电路通过升压触发高电压电路与超声波传感器X1接通，瞬间为超声波传感器X1施加高频激励，为解决复杂介质及大口径管道的流量测量提供了有效的激励方法。

具体通过采用了三电极火花隙开关TRG，通过击穿介质中的离子在瞬间释放高电压，产生的电压可达4kV甚至数万伏，导通速度可达ns级，从而可使高压电容器C1快速放电，以满足超声波传感器需要的高频激励。并且，本发明的限幅电路有效地限制电压过高，保护接收电路不被损坏。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明高电压超声波发生电路的模块图；

图2是本发明高电压超声波收发电路的示意图；

图3是本发明三电极火花隙开关TRG的示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

图1是本发明高电压超声波发生电路的模块图，如图1所示，本发明构造了一种高电压超声波发生电路，包括：依次连接的触发电路、高电压电路和超声波传感器X1，以及分别为触发电路和高电压电路提供启动脉冲的控制电路。

其中，控制电路可控制触发电路处于未加载状态，并控制高电压电路升压至预设高电压、且保持高电压电路与超声波传感器X1断开。

控制电路可控制触发电路处于加载状态，并控制触发电路通过升压触发高电压电路与超声波传感器X1接通，瞬间为超声波传感器X1施加高频激励。

具体地，如图2所示，在本实施例中，高压电路包括：第一高压控制器D7、高压变压器Tr1、高压开关电路；

第一高压控制器D7与控制电路电连接，用于控制高压变压器Tr1的放电。在本实施例中，第一高压控制器D7为第一场效应管D7，第一场效应管D7的栅极与控制电路电连接，漏极与高压变压器Tr1的初级线圈电连接，源极接地。

高压变压器Tr1的初级线圈与第一高压控制器D7和电源电连接，次级线圈与高压开关电路电连接，用于将电源的低压转换为高压，并为高压开关电路充电。在本实施例中，电源电压+VCC，整个电路提供+5V工作电压。

高压开关电路与触发电路和超声波传感器X1连接，用于触发电路处于未加载状态时，升压至预设高电压并保持与超声波传感器X1断开；触发电路处于加载状态时，通过触发电路触发与超声波传感器X1接通，瞬间为超声波传感器X1施加高频激励。

其中，高压开关电路包括：第一二极管D1、高压电容器C1、三电极火花隙开关TRG。如图3所示，三电极火花隙开关TRG包括第一主电极G0、第二主电极G1和控制极Z，第一主电极G0和第二主电极G1由半球形金属构成，控制极Z也为金属，其中第一主电极G0的中心有通孔，控制极Z插入孔内，为了使控制极Z与第一主电极G0不接触，可用绝缘材料将其隔开。设第二主电极G1与控制极Z之间的间隙为L2，控制极Z与第一主电极G0之间的间隙为L1。

高压变压器Tr1的次级线圈通过第一二极管D1为高压电容器C1充电，高压电容器C1的第一端与超声波传感器X1的第一端连接，高压电容器C1的第二端接地，三电极火花隙开关TRG的第一主电极G0接地，第二主电极G1与超声波传感器X1的第二端连接，控制极Z通过触发电路接地。

触发电路处于未加载状态时，控制电路通过发送脉冲通过第一高压控制器D7启动高压变压器Tr1，高压变压器Tr1升压通过第一二极管D1为高压电容器C1充电，充电至预定高电压为V0时，第二主电极G1的电位为+V0，第一主电极G0与地相连，电位为零，控制极Z通过触发电路接地，电位也为零。

在直流电压作用下，第二主电极G1与第一主电极G0之间有一定的静态击穿场强Est1，第一主电极G0与控制极Z之间也有一定的静态击穿场强Est2，在没有加载触发电路之前，不希望第二主电极G1与控制极Z之间的间隙以及控制极Z与第一主电极G0之间的间隙被自己击穿，这就要使间隙间的电场强度低于它的静态击穿场强，即第二主电极G1与控制极Z之间的间隙的电场强度E1和第二主电极G1与第一主电极G0之间的间隙的电场强度E2均低于第二主电极G1与第一主电极G0之间的静态击穿场强EST1，控制极Z与第一主电极G0之间的间隙的电场强度E3低于控制极Z与第一主电极G0之间的静态击穿场强EST2。其中，E1＝V0/L2，E2＝V0/L2，E3＝0/L1。

另外，触发电路包括：第二高压控制器D8、触发变压器Tr2、触发开关电路；

第二高压控制器D8与控制电路电连接，用于控制触发变压器Tr2的放电。在本实施例中，第二高压控制器D8为第二场效应管D8，第二场效应管D8的栅极与控制电路电连接，漏极与触发变压器Tr2的初级线圈电连接，源极接地。

触发变压器Tr2的初级线圈与第二高压控制器D8和电源电连接，次级线圈与触发开关电路电连接，用于将电源低压转换为高压，并为触发开关电路充电。

触发开关电路与三电极火花隙开关TRG的控制极Z连接，用于通过升压为控制极Z提供电压脉冲，触发控制极Z与第一主电极G0之间的间隙L1被击穿，继而第二主电极G1与控制极Z之间的间隙L2被击穿，高压电容器C1快速放电至超声波传感器X1。

其中，触发开关电路包括：第二二极管D2、电容器C2、整形器Zs、第二电阻R2。其中，整形器Zs为具有间隙L3的两导电端，该导电端为金属小球。

当控制电路发送脉冲通过第二高压控制器D8启动触发变压器Tr2，触发变压器Tr2通过第二二极管D2为电容器C2充电，电容器C2的第一端与整形器Zs的第一导电端连接，电容器C2的第二端接地，三电极火花隙开关TRG的控制极Z一路连接整形器Zs的第二导电端，一路通过第二电阻R2接地。

当触发电路处于加载状态时，触发变压器Tr2通过第二二极管D2为电容器C2充电，电容器C2的电压上升至整形器Zs的第一导电端与第二导电端的间隙被击穿时，触发开关电路对控制极Z提供一个正的电压脉冲+Vz，第二主电极G1与控制极Z之间的电位差由原来的+V0下降为V0-Vz，第一主电极G0与第二主电极G1之间的电位差不变，第一主电极G0与控制极Z之间的电位差由原来的零变为-Vz，各点间的电场强度是：第二主电极G1与控制极Z由原来的E1＝V0/L2变为E1’＝(V0-Vz)/L2，第二主电极G1与第一主电极G0之间维持原来的状态，E2’＝E2＝V0/L2，第一主电极G0与控制极Z之间由原来的E3＝0变为E3’＝Vz/L1。在直流电压作用下，第二主电极G1与第一主电极G0之间有一定的静态击穿场强Est1，第一主电极G0与控制极Z之间也有一定的静态击穿场强Est2，在没有加载触发电路之前，不希望第二主电极G1与控制极Z之间的间隙以及控制极Z与第一主电极G0之间的间隙被自己击穿，这就要使间隙间的电场强度低于它的静态击穿场强，即第二主电极G1与控制极Z之间的间隙的电场强度E1和第二主电极G1与第一主电极G0之间的间隙的电场强度E2均低于第二主电极G1与第一主电极G0之间的静态击穿场强EST1，控制极Z与第一主电极G0之间的间隙的电场强度E3低于控制极Z与第一主电极G0之间的静态击穿场强EST2。当控制极Z加以正脉冲时，使原来为E1的场强下降为E1’，这更不能使第二主电极G1与控制极Z之间发生击穿，但在控制极Z与第一主电极G0之间的间隙的电场强度由原来的零上升为E3’，若控制极Z与第一主电极G0之间的间隙的电场强度E3’高于控制极Z与第一主电极G0之间的静态击穿场强EST2，则控制极Z与第一主电极G0之间的间隙L1首先发生第一次发生局部击穿，此时，控制极Z上的电位由+Vz下降为零，使第二主电极G1与控制极Z之间的电场强度又上升为E1，由于在第一次发生局部击穿过程中会产生很强的火花，因而会造成气体电离，离子带负电飞去第二主电极G1，使第二主电极G1与控制极Z之间的间隙L2也被击穿，从而接通放电回路，高压电容器C1快速放电至超声波传感器X1，高压电容器C1放电后启动超声波传感器，经过限幅电路后由接收电路接收超声波信号。

在本实施例中，高电压超声波发生电路还包括：用于检测高压电容器C1电压的检测电路、第一取样电阻R5、第二取样电阻R6；

第一取样电阻R5和第二取样电阻R6串联，然后与高压电容器C1并联，检测电路的第一端连接在第一取样电阻R5和第二取样电阻R6之间，第二端连接控制电路。

如图2所示，本发明还构造了一种高电压超声波收发电路，包括：依次电连接并形成环路的上述所述的高电压超声波发生电路、用于收发信号结束后调节超声波传感器X1结束振荡的调节电阻R1、用于保护接收电路的限幅电路、以及用于接收超声波信号的接收电路。

其中，限幅电路包括：第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第三电阻R3、第四电阻R4。电源通过第三电阻R3与第三二极管D3和第六二极管D6的正极电连接，超声波传感器X1的第一端与第三二极管D3的负极和第五二极管D5的正极电连接，第五二极管D5的负极和第四二极管D4的负极通过第四电阻R4接地，第四二极管D4的正极和第六二极管D6的负极与接收电路的输入端电连接。

限伏电路的工作原理是当a点的电压大于电源电压5V时，第三二极管D3截止、第六二极管D6导通、第五二极管D5导通、第四二极管D4截止，使b点电压等于0V，通过以这样的方法防止过高的电压损坏接收电路，从而保护接收电路。当a点电压小于等于电源电压5V时，第三二极管D3导通、第六二极管D6截止、第五二极管D5截止、第四二极管D4导通，以这样的方法使a点电压等于b点电压，从而启动接收电路。

当发射和接收信号结束后，调节电阻R1使超声波传感器X1尽快结束振荡，调节电阻R1的第一端与超声波传感器X1的第一端电连接，接收电路的输出端与调节电阻R1的第二端和超声波传感器X1的第二端电连接。

通过实施本发明，具有以下有益效果：

本发明采用了三电极火花隙开关TRG，通过击穿介质中的离子在瞬间释放高电压，产生的电压可达4kV甚至数万伏，导通速度可达ns级，从而可使高压电容器C1快速放电，以满足超声波传感器需要的高频激励，为解决复杂介质及大口径管道的流量测量提供了有效的激励方法。并且，本发明的限幅电路有效地限制电压过高，保护接收电路不被损坏。

本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换和等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1.一种高电压超声波发生电路，其特征在于，包括：

依次连接的触发电路、高电压电路和超声波传感器X1，以及分别为所述触发电路和所述高电压电路提供启动脉冲的控制电路；

所述控制电路可控制所述触发电路处于未加载状态，并控制所述高电压电路升压至预设高电压、且保持所述高电压电路与所述超声波传感器X1断开；

所述控制电路可控制所述触发电路处于加载状态，并控制所述触发电路通过升压触发所述高电压电路与所述超声波传感器X1接通，瞬间为所述超声波传感器X1施加高频激励。

2.根据权利要求1所述的高电压超声波发生电路，其特征在于，所述高压电路包括：第一高压控制器D7、高压变压器Tr1、高压开关电路；

所述第一高压控制器D7与所述控制电路电连接，用于控制所述高压变压器Tr1的放电；

所述高压变压器Tr1的初级线圈与所述第一高压控制器D7和电源电连接，次级线圈与所述高压开关电路电连接，用于将低压转换为高压，并为所述高压开关电路充电；

所述高压开关电路与所述触发电路和所述超声波传感器X1连接，用于所述触发电路处于未加载状态时，升压至所述预设高电压并保持与所述超声波传感器X1断开；所述触发电路处于加载状态时，通过所述触发电路触发与所述超声波传感器X1接通，瞬间为所述超声波传感器X1施加高频激励。

3.根据权利要求2所述的高电压超声波发生电路，其特征在于，所述高压开关电路包括：第一二极管D1、高压电容器C1、三电极火花隙开关TRG；

所述高压变压器Tr1的次级线圈通过所述第一二极管D1为所述高压电容器C1充电，所述高压电容器C1的第一端与所述超声波传感器X1的第一端连接，所述高压电容器C1的第二端接地，所述三电极火花隙开关TRG的第一主电极G0接地，第二主电极G1与所述超声波传感器X1的第二端连接，控制极Z通过所述触发电路接地；

所述第二主电极G1与所述控制极Z之间的间隙为L2，所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的间隙为L1；

所述触发电路处于未加载状态时，所述高压变压器Tr1升压通过所述第一二极管D1为所述高压电容器C1充电，充电至所述预定高电压为V0时，所述第二主电极G1的电位为+V0，第一主电极G0的电位为零，控制极Z的电位为零，所述第二主电极G1与所述控制极Z之间的间隙的电场强度E1和所述第二主电极G1与所述第一主电极G0之间的间隙的电场强度E2均低于所述第二主电极G1与所述第一主电极G0之间的静态击穿场强EST1，所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的间隙的电场强度E3低于所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的静态击穿场强EST2；

其中，E1＝V0/L2，E2＝V0/L2，E3＝0/L1；所述静态击穿场强EST1为在直流电压作用下，所述第二主电极G1与所述第一主电极G0之间的击穿场强；所述静态击穿场强EST2为在直流电压作用下，所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的击穿场强。

4.根据权利要求3所述的高电压超声波发生电路，其特征在于，所述触发电路包括：第二高压控制器D8、触发变压器Tr2、触发开关电路；

所述第二高压控制器D8与所述控制电路电连接，用于控制所述触发变压器Tr2的放电；

所述触发变压器Tr2的初级线圈与所述第二高压控制器D8和电源电连接，次级线圈与所述触发开关电路电连接，用于将低压转换为高压，并为所述触发开关电路充电；

所述触发开关电路与所述三电极火花隙开关TRG的控制极Z连接，用于通过升压为所述控制极Z提供电压脉冲，触发所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的间隙L1被击穿，继而所述第二主电极G1与所述控制极Z之间的间隙L2被击穿，所述高压电容器C1快速放电至所述超声波传感器X1。

5.根据权利要求4所述的高电压超声波发生电路，其特征在于，所述触发开关电路包括：第二二极管D2、电容器C2、整形器Zs、第二电阻R2；其中，所述整形器Zs为具有间隙L3的两导电端；

所述触发变压器Tr2通过所述第二二极管D2为所述电容器C2充电，所述电容器C2的第一端与所述整形器Zs的第一导电端连接，所述电容器C2的第二端接地，所述三电极火花隙开关TRG的控制极Z一路连接所述整形器Zs的第二导电端，一路通过所述第二电阻R2接地；

所述触发电路处于加载状态时，所述触发变压器Tr2通过所述第二二极管D2为所述电容器C2充电，所述电容器C2的电压上升至所述整形器Zs的第一导电端与第二导电端的间隙被击穿时，所述触发开关电路对所述控制极Z提供电压脉冲+Vz，所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的间隙的电场强度E3’高于所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的静态击穿场强EST2，所述控制极Z与所述第一主电极G0之间的间隙L1被击穿，继而所述第二主电极G1与所述控制极Z之间的间隙L2被击穿，所述高压电容器快速放电至所述超声波传感器X1；其中，E3’＝Vz/L1。

6.根据权利要求5所述的高电压超声波发生电路，其特征在于，所述第一高压控制器D7为第一场效应管D7，所述第一场效应管D7的栅极与所述控制电路电连接，漏极与所述高压变压器Tr1的初级线圈电连接，源极接地；

所述第二高压控制器D8为第二场效应管D8，所述第二场效应管D8的栅极与所述控制电路电连接，漏极与所述触发变压器Tr2的初级线圈电连接，源极接地。

7.根据权利要求3所述的高电压超声波发生电路，其特征在于，所述高电压超声波发生电路还包括：用于检测所述高压电容器C1电压的检测电路、第一取样电阻R5、第二取样电阻R6；

所述第一取样电阻R5和所述第二取样电阻R6串联，然后与所述高压电容器C1并联，所述检测电路的第一端连接在所述第一取样电阻R5和所述第二取样电阻R6之间，第二端连接所述控制电路。

8.一种高电压超声波收发电路，其特征在于，包括：依次电连接并形成环路的权利要求1-7任一项所述的高电压超声波发生电路、用于收发信号结束后调节所述超声波传感器X1结束振荡的调节电阻R1、用于保护接收电路的限幅电路、以及接收电路。

9.根据权利要求8所述的高电压超声波收发电路，其特征在于，所述限幅电路包括：第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第三电阻R3、第四电阻R4；

电源通过所述第三电阻R3与所述第三二极管D3和所述第六二极管D6的正极电连接，所述超声波传感器X1的第一端与所述第三二极管D3的负极和所述第五二极管D5的正极电连接，所述第五二极管D5的负极和所述第四二极管D4的负极通过所述第四电阻R4接地，所述第四二极管D4的正极和所述第六二极管D6的负极与所述接收电路的输入端电连接。

10.根据权利要求9所述的高电压超声波收发电路，其特征在于，所述调节电阻R1的第一端与所述超声波传感器X1的第一端电连接，所述接收电路的输出端与所述调节电阻R1的第二端和所述超声波传感器X1的第二端电连接。

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