Способ регистрации упругих колебаний Советский патент 1976 года по МПК G01V1/24 

давление, называемая спинодалью) все менее и менее сильные возмущения, передаваемые жидкости окружающей, ее сплошной средой, приводят к фазовому переходу - соответственно вскипанию или кристаллизации.

Проведенные авторами исследования на модельных сейсмографах, реализующих указанный способ, а также эксперименты и режимные наблюдения, выполненные авторами на Камчатских и Рейнехартом - на американских гейзерах, сопоставленные с датами сильных землетрясений, происходящих в районах расположения этих гейзеров, механизм извержения которых связан с воздействием сейсмических волн на метастабильную (перегретую) гейзерную воду, позволяют считать, что на основе предлагаемого способа могут быть разработаны специальные сейсмографы для долгосрочного прогноза землетрясений.

Для регистрации волнового процесса по вскипанию перегретой жидкости (фиг. 1) сосуд 1, помещенный в изучаемую сплошную среду 2, заполняют рабочей жидкостью 3 и герметизируют. Перегрев жидкости проводят либо путем создания разряжения, растягивающего жидкость (вакуумный насос 4, соединенный с сосудом I, или сильфон 5 с механическим приводом бит. п.), либо медленным нагревом сосуда 1 с помощью нагревателя 7. По показаниям термометра 8 и датчика 9 давления, установленных внутри сосуды 1, определяют степень метастабильности жидкости.

Применение способа реализуется следующим образом.

Волна возмущения (продольная или поперечная), распространяющая по сплошной среде, приходя в место расположения сосуда 1, вызывает колебания как стенок сосуда, так и жидкости, находящейся в нем.

Если энергетические параметры волны (мощность, амплитуда, частота колебаний) являются достаточно высокими для инициирования образования в жидкости зародыщей пара, то происходит самопроизвольное вскипание жидкости, сопровождающееся подъемом давления в сосуде 1. Фиксация вскипания осуществляется по показаниям датчика 9 давления или любого другого бесконтактного датчика 10 (емкостного, фотоэлектрического), реагирующего на изменение фазового состава в сосуде 1.

Сосуд 1, помещенный в сплощную среду 2 с температурой TOO (фиг. 2), заполнен рабочим веществом 3. Сосуд снабжен нагревателем 4 и охлаждающим контуром 5. Функции нагревателя и холодильника могут быть совмещены в единой конструкции, представляющей собой набор полупроводниковых спаев, соединенных последовательно, и в соответствии с эффектом Пельтье нагревающих или охлаждающих сосуд относительно окружающей среды в зависимости от направления постоянного тока в цепи такой термоэлектрической батареи. Сосуд снабжен термометром 6 и, например, фотоэлектрическим датчиком 7, реагирующим на изменение фазового состава рабочего вещества.

Применение явления в зависимости от соотношения между температурой равновесной кристаллизации вещества Гцр и температурой среды реализуется следующим образом.

При (работа без дополнительного контура охлаждения 5).

Включением нагревателя 4 расплавляют рабочее вещество, фиксируемое датчиком фазового состава, затем нагреватель 4 выключают, а жидкость начинает охлаждаться вследствие теплопотерь в окружающую среду. Темп охлаждения определяется степенью заданного

перегрева жидкости относительно TOO, теплоемкостью и объемом жидкости, температуропроводностью окружающей среды, конструкцией сосуда, в частности теплопроводностью его стенок. Охлаждение жидкости проводят

таким образом, что температурные градиенты в ней минимальны.

Охлаждаясь до температур , регистрируемых термометром 6, жидкость становится метастабильной. Волна возмущения, распространяющаяся по сплощной среде 2, приходя в место расположения сосуда 1, вызывает колебания как стенок сосуда, так и жидкости, находящейся в нем. Если энергетические параметры волны (мощность, амплитуда,

частота колебаний) являются достаточно высокими для инициирования образования в жидкости зародышей твердой фазы, то происходит самопроизвольная кристаллизация вещества, сопровождающаяся подъемом его темнературы. Фиксация этого момента осуществляется по показаниям термометра 6 и датчика 7.

После этого процесс повторяют - нагрев, расплавление, остывание и т. д.

При (работа с дополнительным холодильником).

Если температура равновесной кристаллизации ГКР близка или меньше температурь окружающей среды TOO, то применяется контур охлаждения 5. Включая его, снижают температуру жидкости. После охлаждения жидкости до , осуществляемого с минимальной пространственной температурной неоднородностью, фиксация волн возмущения осуществляется аналогично .

Формула изобретения

Способ регистрации упругих колебаний с использованием датчика упругих колебаний, приводимого в контакт с объектом, в котором возникают упругие колебания, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения фиксации момента прохождения упругих колебаний через локализованную область, в качестве датчика используют сосуд с жидкой средой, находящейся В метастабильном состоянии, при этом регистрируют ее фазовый переход, по наличию которого судят о появлении упругих колебаний месте нахождения датчика.