Вертикальный сейсмоприемник Советский патент 1983 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров кол баний в сейсмометрии и виброметрии.

Известны приемники колебаний, включающие инерционную массу и преобразователь С1 J.

Однако все они имеют жестко фиксированные относительно корпуса оси максимальной чувствительности, что не позволяет производить -измерения в выбранном направлении при произвольной ориентации корпуса.

Наиболее близким к предлагаемому является вертикальный сейсмоприемник, содержащий корпус, жидкостную инерционную массу и пьезокерамический преобразователь, установленный в корпусе .2.

Однако он также обладает осью ма симальной чувствительности, зафиксированной относительно корпуса, и не допускает произвольной ориентации корпуса относительно вертикали без ухудшения точности измерения параметров вертикальных колебаний.

Цель изобретения - повышение точности измерения колебаний при одновременном упрощении условий работы.

Указанная цель достигается тем, что в вертикальном сейсмоприемнике, -содержащем корпус, жидкостную инерционную массу и пьезокерамический преобразователь, установленный -в корпусе, пьезокерамическйй преобразователь выполнен в виде пустотелой радиально поляризованной сфры, частично заполненной жидкостной инерционной массой.

На чертеже представлен вертикальный сейсмоприемник.

В корпусе 1 размещен пьезокерамический преобразователь сферическо формы 2, частично заполненный жидкостной инерционной массой 3, Герметизирукяцая пробка 4 закрывает отверстие, служащее для заливки массы и коммутационного вывода с внутренней обкладки 5 сферы.

Сейсмоприемник работает.следующим образом.

Ускорение, испытываемое корпусом приводит к воздействию инерционной массы на пьезоэлектрический преобразователь и, как следствие итого образованию электрического заряда на обкладках сферы. При этом давление Р на любой участок внутренней части пьезоэлбмента будет опреде.ляться так:

.,+«)a,

где р - плотность жидкостной инерционной массы; h - глубина от сво-. бодноЛ поверхности до горизрнта, в плоскости которого находится выбран-:

ный участок; g - ускорение силы тяжести; ag - вертикальная и а. - горизонтальная составляющие внешнего переменного ускорения. Так как ускорения , измеряемые в сейсмометрии малы, по сравнению с g, то выражени под корнем можно разложить в ряд-и, опустив члены второго порядка малости, получить следукяаее выражение:

,2

а

Р(+°в)

1+«(

Если (внешнее ускорение действует по вертикали), то пульсационная составляющая давления рав.на:

/ с

Ч

PnVAbC f ()r

-e)Vi

(.,

Если (внешнее ускорение дей CTsyer по горизонтали), то

/ -П К

f1 42 /-p1ic5 pt,«,.

Р

пульс

Во втором случае уровень пульсационного давления будет много меньше, чем при воздействии вертикального ускорения той же величины.

Так, например, при ,01 подавление боковых составляющих будет не менее 54 дб.

В качестве инерционной массы может быть выбрана пра1 :тически любая жидкость, однакй если жидкость агрессивна, например кислота или ртуть, то внутреннюю обкладку пьезоэлемента следует покрыть соответствующим изолятором для защиты от вредного прямогЬ воздействия на материал обкладки и сферы. Предпочтение следует отдавать жидкостям с большим удельным весом, так как это повьипает чувствительность сейсм приемника. Пьезоэлектрический преобразователь должен заливаться не полностью, так как в противном слу,чае, вследствие различных температурных коэффициентов расширения материалов преобразователя и массы, неизбежна высокая чувствительность сейсмоприемника i к вариациям темпертуры..

В изготовленном опытном образце сейсмоприемника была применена -стандартная сферическая пьезокерамическая.головка диаметром 50 мм с толщиной стенки 3 мм. В качестве инерционной массы использовалась ртуть. Данный сейсмопрИемник имеет коэффициент преобразования 40 мВ-с работает до ускорений 5,0 М/с в диапазоне частот 0,1-600 Гц при любом положении внешнего корпуса.

7аким образсм, предлагаемый самоориентирующийся вертикальный сейсмоприемник обладает рядом ценных .качеств, которые могут обеспечить i ему широкое применение в сейсморазвке и сейсмометрии. Объединение мио3 1038902 . -

жества таких сейсмоприемников в ко-ность сейсмораэведочных работ, так су позволит изготавливать наземныекак в процессе работы не требуется буксируюЬ(йе сейсмокосы (наподобиеati расстановка сейсмоприемников по применяющихся в морской сейсмораз- .трассе, ни установка их по вертика- ведке), использование которых сможетли, необходимо только на время ресущественно повысить производитель 5 гистрации приостановить буксировку.

ВЕРТИКАЛЬНЫЙ СЕЙСМОПРИЕМНИК, содержащий корпус, жидкостную инерционную массу и пьеэокерамический преобразователь, установленный в корпусе, отличающийся тем, что, с целью повыиения точности измерения колебаний при одновременном упрощении УСЛОВИЙ работы, пьезокерамический преобразователь выполнен в виде пустотелой радиально поляризованной сферы, частично заполненной жидкостной инерционной массой.