Вертикальный сейсмоприемник Советский патент 1987 года по МПК G01V1/16 

10

20

25

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров вер- тикальнь1х колебаний в сейсмометрии и.виброметрии.

Цель изобретения - повышение чувствительности и помехоустойчивости при уменьшении веса вертикального сейсмоприемника.

На чертеже представлен вертикальный сейсмоприемник, общий вид.

В корпусе 1 размещен пьезоэлектрический преобразовательный элемент, состоящий из двух концентрично распо- 15 ложенных пустотелых пьезокерамичес- ких сфер нарзгжной 2 и внутренней 3, имеющих противоположные направления . радиальной поляризации; Жидкостная инерционная масса 4 размещена в полости между сферами 2 и 3. При этом внутренняя обкладка 5 сферы 2 электрически соединена с наружной обкладкой 6 сферы 3. Пробка 7 запирает . отверстие для заливки жидкостной инерционной массы 4. Электрический сигнал снимается с наружной обкладки 8 сферы 2 внутренней обкладки 9 .сферы 3.

Сейсмоприемник рабоает следующим образом.

При воздействии на приемник ускорения жидкостная инерционная масса 4 .воздействует на пьезоэлектрические преобразовательные элементы 2 и 3 таким образом, что давление, развиваемое жидкостной инерционной массой 4, является сжимающим для внутренней сферы 3 (приложено снаружи) и растя- для наружной сферы 2 (приложено изнутри). Интегральные значения механических напряжений, испытываемых сферами 2 и 3 и определяемых величинами действующих на их поверхности давлений, благодаря малости зазора между, сферами 2 и 3, равны. Равенство механических напряжений и близость геометрических размеров сфер приводит к появлению на обкладках 5, 8 и 9, 6 практически равных по величине электрических напряжений. При этом благодаря встречной поляризации пьезоэлектрических сфер 2-й 3 на обкладках 6 и 8 индуцируются заряды одного знака, а на обкладках 5 и 9 другого. Поэтому при последовательном включении сфер 2 и 3, обеспечи- ваемом электрическим соединением обкладок 5 и 6, результирующее на13541482

пряжение, снимаемое с обкладок 8 и 9, равно сумме электрических напряжений на сферах 2 и 3.

Таким образом, при воздействии на предлагаемый сейсмоприемник колебательных ускорений на его выходе индуцируется электрическое напряжение, величина которого в два раза превышает напряжение, снимаемое с сейсмоприемника с чувствительным элементом в виде одной сферы, находящегося в тех же условиях. Кроме того, последовательное включение пьезоэлементов, имеющих противоположные направления поляризации, позволяет существенно- сни.зить влияние флуктуации окружающей температуры на показания сейсмоприемника, так как электрические заряды наводящиеся на пьезоэлементах вследствие пиро- эфАекта, вычитаются в предлагаемой конструкции, компенсируя друг друга, и не проходят на выходные клеммы сейсмоприемника. Ра.змещение жидкостной массы в полости между сферами позволяет значительно (в 2-3 раза) снизить суммарную массу приемника. Концентричное взаимное расположение сфер 2 и 3 обуславливает идентичность характеристик сейсмоприемника при произвольном размещении корпуса в пространстве. Этому также способствует уменьшение воздушного объема в полости между сферами, на- личие которого преследует оДну только цель; предохранение элементов сейсмоприемника от механических разрушений вследствие разности коэф- 4Q фициентов обьемного расширения сфер 2 и 3 и инерционной массь 4.

30

35

Формула изобретения Вертикальный сейсмоприемник, со-.

45 держащий корпус и установленный в нем первый пьезокерамический преобразователь в виде пустотелой радиально поляризованной сферы, частично заполненной жидкостной инерционной мас5Q сой, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и помехоустойчивости при -умень щении веса вертикального сейсмоприемника, он дополнительно содержит

gg второй пьезокерамический преобразователь сферической формы, имеющий про- . тивоположное направление радиальной поляризации и установленный концент- рично внутри первого пьезокерамичесФормула изобретения Вертикальный сейсмоприемник, со-.

45 держащий корпус и установленный в нем первый пьезокерамический преобразователь в виде пустотелой радиально поляризованной сферы, частично заполненной жидкостной инерционной мас5Q сой, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и помехоустойчивости при -умень щении веса вертикального сейсмоприемника, он дополнительно содержит

gg второй пьезокерамический преобразователь сферической формы, имеющий про- тивоположное направление радиальной поляризации и установленный концент- рично внутри первого пьезокерамичес 1354148

кого преобразователя, а жидкостнаяладка первого пьезокерамического преинерционная масса размещена в полос-образователя электрически соединена

ти между пьезокерамическими преобра-с наружной обкладкой второго пьезозователЯ ми, при этом внутренняя обк-керамического преобразователя.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров вертикальных колебаний в сейсмометрии и виброметрии. Целью изобретения является повышение чувствительности и помехоустойчивости при уменьшении веса вертикального сейсмоприемника. Сейсмоприемник выполнен в виде двух концентрически расположенных пьезо- керамических сфер 2 и 3, промежуток между которыми залит тяжелой жидкостной инерционной массой 4. Радиальная поляризация сфер взаимно противоположна, а сами пьезопреобра- зователи включены параллельно. Вследствие получаемый сигнал удваивается, а помехи, вызванные пиро- эффектом в пьезокерамике, вычитаются. Толщина зазора между сферами может быть сделана малой, что снижает массу сейсмоприемника, не уменьшая его чувствительности. 1 ил. С (Л с со СП 4 )4 О)