Магнитострикционный преобразователь аппаратуры акустического каротажа Советский патент 1989 года по МПК B06B1/08 

1

N

Изобретение относится к геофизике и предназначено для использования в аппаратуре акустического каротажа в качестве излучающего преобразователя.

Цель изобретения - расширение полосы излучения в низкочастотную область и повышение эффективности при сохранении поперечных размеров пре- образователя.

На фиг.1 изображен магнитострик- ционный преобразователь; на фиг.2 - то же, вариант исполнения.

Магнитострикционный преобразователь (фиг.1) содержит активный витой сердечник 1 и обмотку 2 возбуждения. Сердечник состоит из отдельных секций 3-5 с различной собственной частотой механического резонанса. Акустический демпфер 6 расположен с одного торца преобразователя. На фиг.1 также показаны активный излучающий участок А преобразователя и пассивный участок В. Конфигурация активных торцов секций может быть закругленная или (для повышения эффективности) плоская, как это показано на фиг.1.

Я

1

со

00 ОЭ

со

На фиг.2 приведен частный случай выполнения трехсекционного магнито- стрикционного преобразователя с суммированием четырех полуволн акустических колебаний от всех секций. Здесь же показан акустический демпфер (поглотитель), расположенный на пассивной торцовой стороне преобразователя.

При подаче электрического импульса возбуждения в обмотку 2 преобразователя магнитодвижущая сила, вызванная током в обмотке, приводит к удлинению отдельных секций 3-5. Каждая из секций своей активной торцовой поверхностью излучает в рабочую среду упругий импульс с частотой, близкой к собственной частоте механического резонанса. Демпфер поглощает акустическую энергию с противоположных пассивных торцовых поверхностей преобразователя. На активном участке А импульсы от активных торцов секций суммируются, формируя в рабочей среде вблизи преобразователя суммарный акустический импульс, параметры которого в основном определяются коэффициентом К. Этот коэффициент связывает величину зазора между активными торцами секций, вре- мя прохождения колебания от одной из внутренних секций по рабочей сре- де до внешней и разность периодов колебаний этих секций:

bi. v,

ЙТ,- - К (Т1 - Т;),

ерелы

где Т,,, Т- - соответственно периоды колебаний внешней и внутренней секций (Т1 ,),

отсюда

Л1

ч;

K-vCpeAM Ti - Т,)Если подставить

21i Т, и

VMttT

получим

Д11; 2К JSKftSL (1,-1,).

ЦЛПТ

Расположение витых секций так, что меньшие по размерам секции помещены внутри больших, позволяет в (Ограниченных размерами внешней

5

секции габаритных получить высокоэффективный и широкополосный магни- тострикционный преобразователь. При

ограниченных поперечных размерах преобразователя путем выбора оптимального количества секций разной длины и толщины активного материала в каждой секции можно целенаправленно изменять частотные свойства преобразователя и его эффективность.

Формула изобретения 1. Магнитострикционный преобразователь аппаратуры акустического каро5 тажа, содержащий активный стержневой сердечник, выполненный из отдельных секций с различной собственной частотой механического резонанса, и электрическую обмотку возбуждения, от -

0 личающийся тем, что, с целью расширения полосы излучения в низкочастотную область и повышения эффективности при сохранении поперечных размеров, секции выполнены из вытянутых вдоль оси преобразователя витков, расположенных один в полости другого, причем обмотка возбуждения охватывает боковые поверхности секций.

0 2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что пассивные торцовые поверхности секций соединены между собой и с акустичес - ким демпфером, а излучающие торцовые

5 поверхности секций разнесены.

3. Преобразователь по пп.1 и 2, отличающий ся тем, что расстояние между излучающими торцовыми поверхностями секций определяет0 ся из выражения

Д1„ (1, - 1;), V мат

где vcpeAb, , v мат - соответственно

скорость распрост5ранения упругой

волны в рабочей среде и в материале магнитострик- ционного сердеч0ника;

1 1 1;- соответственно

длина наружной (1-й) и одной из внутренних (1-й) есекций,

v 1 3 5 7 причем К Ј, -, Ј; ; ...

к ,

У

/V среды

Изобретение относится к геофизике и предназначено для использования в аппаратуре акустического каротажа. Цель изобретения - увеличение широкополосности и эффективности при органических поперечных размерах. Стержневой сердечник преобразователя выполнен из витых совмещенных секций разной длины, имеющих различные частоты механического резонанса, которые расположены одна в полости другой. Преобразователь имеет пассивную торцовую сторону, которая содержит акустический демпфер, и активную торцовую сторону, где разнос между торцовыми сторонами секций определяется задаваемым номером полуволн суммирования от каждой секции. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.