Пьезоэлектрический сейсмоприемник Советский патент 1989 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к средствам сейсмометрии, а именно к устройствам, преобразующем упругие колебания в электрические, и может быть использовано для регистрации упругих волновых процессов.в высокочастотной сейсморазведке и сейсмоакустике.

Цель изобретения - повьпиение чувствительности пьезоэлектрического сейсмоприемника.

На чертеже изображена конструкция сейсмоприемника.

Сейсмоприемник содержит цилиндрический корпус 1, ратмегаенную в нем цилиндрическую инертную массу 2 и пьезоэлементы 3. По периметру инертной массы вблизи ее торцоп расположены два тора - резиновых кольца 4 круглого сечения, кон гактирую1цих внешней поверхностью с корпусом 1. В инертной массе 2 выполнено осевое отверстие, в котором установлены два твердых шарика 5 и расположенная между ними в эпоксидном компаунде 6 пружина 7. Шарики 5 выступают за торцы инертной массы и прижаты к центральной части пьезоэлементов 3, выполненных в виде биморфных прямоугольных пластин. Пьезоэлементы установлены на цилиндрических опорах 8, располагаемых параллельно друг другу по противоположньм краям пьезоэлементов перпендикулярно их продольной оси и между Плоскостью пьезоэлементов и изолирующими прокладками 9 в торцовьк частях корпуса приемника. Электрические сигналы с обклалок пьезоэлементов снимаются погредством прижимных контактов К).

149

В качестве цилиндрических опор 8 могут быть использованы отрезки металлической проволоки диаметром, меньшим величины максимально возможного прогиба пьезоэлементов, что исключает разрушение пьезоэлементов при больших ускорениях корпуса приемника.

В собранном виде сейсмоприемника при еще жидком состоянии эпоксидного компаунда 6 пружина 7 с равным для обоих шариков 5 усилием поджимает их к пьезоэлементам 3 и при затвердевания пьезоэлементов, определяю1цяи высокую чувствительность приемника. Резиновые кольца 4, на которых установлена инертная масса, обладая податливостью в направлении продольной оси приемника (за счет возможности растяжения их внешней поверхности и сжатия внутренней), обеспечивают возможность колебательных движений инертной массы соосно с корпусом. При этом эластичность колец определяет эффективное деьтфирование собственных колебаний инертной массы,

Изобретение относится к сейсмометрии, а именно к устройствам, преобразующим упругие колебания в электрические, и может быть использовано в высокочастотной сейсморазведке и сейсмоакустике. Цель - повышение чувствительности. Установкой пьезоэлементов на цилиндрических опорах обеспечивается односторонний прогиб, при котором на каждой обкладке индуцируются только одноименные заряды. Резиновые кольца, на которых установлена инертная масса в корпусе, обеспечивают возможность колебательных движений ее соосно с корпусом. А их высокая поперечная жесткость определяет низкий уровень паразитных (поперечных) колебаний инертной массы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

25

НИИ компаунда шарики 5, имея жесткий 5 обуславливая, тем самым, линейность контакт с пьезоэлементами, прочно связываются в единое целое с инертной массой.

Шарики 5 выполняются из твердого материала с той целью, чтобы обеспе- 20 чивалась возможность передачи пьезоэлементами колебаний в широком диапазоне частот. При выполнении шариков из металла обеспечивается также последовательность электрического соединения Льезоэлементов и тем самым возрастание вдвое чувствительности приемника.

Диаметр осевого отверстия инертной ма,ссы выбирают таким образом, чтобы содержащийся между шариками эпоксидный компаунд не смог проникнуть в зазор между поверхностью шариков и поверхностью осевого отв.ерстия.

Сейсмоприемник работает следующим образом.

30

35

амплитудно-частотной характеристики приемника.

Высокая поперечная жесткость резиновых колец (поскольк в поперечной плоскости приемника резиновые кольца работают только на сжатие) определяет низкий уровень паразитных (поперечных) колебаний инертной массы и делает возможным использование инертной массы значительной величины что обеспечивает расширение амплитуд но-частотной характеристики приемника в область низких частот. I

Предлагаемый приемник, по сравнению с базовым объектом и известным приемником помимо высокой чувствительности и линейной амплитудно-частотной характеристики в широком диапазоне частот имеет простую конструк цию, обладает эксплуатационной надеж ностью.

Упругие колебания среды, в которой установлен приемник, смещают его

корпус 1 относительно инертной массы 2. Вследствие этого инертная масса посредством выступающих на ее торцах шариках 5 оказывает воздействие на пьезоэлементы 3, вызывая их изгибные деформации, пропорционально величине которых на обкладках пьезоэлементов индуцируются электрические заряды

Установкой предлагаемой конструкции пьезоэлементов на цилиндрических опорах обеспечивается односторонний

прогиб пьезоэлементов, при котором одна поверхность пьезоэлемента испытывает только деформацию сжатия, а другая только деформацию растяжения

и, следовательно, на одной обкладке пьезоэлемента индуцируются только одноименные заряды. Этим достигается при прочих р.чнных услопиях максимально ВОЗМОЖН111Й к(1эф(Ьициент преобразова

обуславливая, тем самым, линейность

амплитудно-частотной характеристики приемника.

Высокая поперечная жесткость резиновых колец (поскольк в поперечной плоскости приемника резиновые кольца работают только на сжатие) определяет низкий уровень паразитных (поперечных) колебаний инертной массы и делает возможным использование инертной массы значительной величины, что обеспечивает расширение амплитудно-частотной характеристики приемника в область низких частот. I

Предлагаемый приемник, по сравнению с базовым объектом и известным приемником помимо высокой чувствительности и линейной амплитудно-частотной характеристики в широком диапазоне частот имеет простую конструкцию, обладает эксплуатационной надежностью.

д

40 Формула изобретения

0

5

поверхностью инерционной массы у ее торцов и стенками корпуса установле//И

тороидальной формы.

±±