Акустический преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G01V1/04 G01V1/52 

(Л

с

Изобретение относится к акустическим преобразователям, применяемым в морских и скважинных геофизических приборах, и может быть использовано в геологоразведочной, нефтяной, газовой и других отраслях промьшшенности. Акустический преобразователь содержит пьезоэлемент, размещенный между накладками и сжатьш армирующим зле- ментом. Целью изобретения является повьшение электроакустического КПД. Армирующий элемент вьшолнен в виде одной или двух соединенных акустически прозрачным кольцом гофрированных трубок, при этом конць трубок скреплены с торцами накладками. Введение гофрированных трубок и акустически прозрачного кольца позволяет получить зиачительное увеличение электроакустического коэффициента полезного действия, а также дополнительный положительный эффект в виде снижения резоианснбй частоты.1 з.п.ф-лы,2 ил.

со

чЗ

о: О сд

1 13

Изобретение относится к акустическим преобразователям, используемым в морских и скважинных геофизических приборах, и может быть использовано в геологоразведочной, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности

Цель изобретения - повышение электроакустического КПД.

На фиг.1 схематически показан ; акустический преобразователь; на фиг.2 - то же, вариант вьшолнения.

Акустический преобразователь (фиг.1) содержит секционированный пьезоэлемент 1 из пьезошайб или пье- зодисков, склеенных между собой. Пье- зоэлемент может быть выполнен из одного куска пьезокерамйки. Поляризация пьезокерамики продольная. На торцах пьезоэлемента расположены накладки 2 и 3. Армирующий элемент (фиг.2) выполнен в виде двух одинаковых гофрированных трубок 4 и 5, между которыми размещено акустически прозрачное кольцо 6, соединенное с концами трубок с помощью пайки, сварки или другого способа крепления. Другие концы армирующих элементов соединены с торцами накладок 2 и 3. Внутри преобразователя размещена звукопроводящая компенсационная жидкость. Компенсатор давления выполнен в виде резиновой трубки, размещенной поверх акустически прозрачного кольца, выполненного из металла с радиально направленными отверстиями. Пространство между наружной поверхностью пьезоэлемента 1 и внутренней поверхностью гофрированных трубок 4 и 5, заполненное жидкостью, образует волновод, причем скорость распространения звука в жидкости равна примерно одной трети от скорости распространения звука в пьезокерамике, что необходимо для ползгчения сфазированности колебаний, излучаемых (или принимаемых) наружной поверхностью накладок 2 и 3.

Акустический преобразователь работает следующим образом.

При подаче выходного напряжения резонансной частоты на зажимы А и Б пьезозлемента 1 последний увеличивает или уменьшает свой продольный размер вместе с накладками 2 и 3, приводящими в движение и упругую гофрированную трубку. Механические потери в упругом армирующем элементе в данном случае преобразуются в колеба

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ния гофрированных трубок, передающих акустическую энергию в окружающее пространство.

Электроакустический КПД К возрастает вследствие роста сопротивления излучения г g за счет увеличения поверхности излучения из- за введения в преобразователь упругого армирующего элемента в виде гофрированных трубок 4 и 5, с размещенньм между ними звуко- прозрачньм кольцом. Механические потери в упругом армирующем элементе, приводящие к понижению коэффициента электромеханической трансформации N, в предлагаемом преобразователе реализуются в полезную энергию излучения, что и приводит к повьппению электроакустического КПД Кер, который оказывается равным 87,5%, что. на 37,5% больше значения Kgq типового акустического преобразователя с армирующим стальным болтом, равного около 40-50%.

В процессе проведения стандартных гидроакустических измерений обнаружен дополнительный положительный эффект -.наличие резонанса на гораздо более низкой, чем расчетный резонанс 1950 Гц, частоте 380 Гц, что позволяет уменьшить продольные размеры преобразователя.

Повьш1ение электроакустического КПД варианта акустического преобразователя (фиг.2) объясняется дальнейшим увеличением сопротивления излучения г , а также повьш1ением механической добротности, введением в преобразователь волновода и выводом энергии через акустически прозрачное кольцо 6. I Формула изобретения

с торцами накладок.

ff

Фиг.

фце.2