Пьезоэлектрический сейсмоприемник Советский патент 1977 года по МПК G01V1/16 

жа и корпуса выбраны таким образом, чтобы обеспечить свободное вертикальиое, но не горизонтальное перемещение сейсмомассы внутри корпуса. Биморфные пьезоэлементы 5 представляют собой миллиметровые диски из керамики ЦТС диаметром 50 мм, приклеенные с двух сторон токопроводящим клеем к миллиметровой стальной пластине. Верхняя и нижняя биморфные пластины 5 нрикренлены винтами но периферийному ободу, соответственно, к сейсмомассе 2 и нижней крышке 6 сейсмоприемника. Два средних биморфьых элемента объединены втулкой 7, выполненной из органического стекла, в пьезобиморфную ячейку.

Получение изгибных колебаний происходит за счет использования металлических роликов 8, расположенных с двух сторон пьезобиморфной ячейки. Эти ролики обеспечивают механический и электрический контакт между элементами. Для демпфирования сейсмомассы, а также для центровки роликов между пьезобиморфными пластинами проложены поролоновые прокладки 9. Такая же прокладка прижимает сейсмомассу сверху. Применение поролоновых прокладок уменьшает добротность всей механической системы. Крышки 6 и 10 закрывают сейсмоприемник снизу и сверху. Отверстие 11 служит для вывода проводника от верхнего биморфного элемента 5. Из корпуса прибора выведены проводники, соединенные с металлическими пластинами верхнего и нижнего биморфных элементов. Все пластины поляризованы в одном направлении.

Схема включения элементов, изображенная

на фиг. 2, обеспечивает параметры системы: (

- и 4ф, где С и ф - емкость и чувствительность одной пьезоэлектрической пластины. Устройство работает следующим образом. При изменении сейсмоприемником параметров движения сейсмомасса 2 из-за сил инерции отстает от колебаний корпуса 1 устройства. Вследствие этого происходит деформация биморфных элементов 5 и на их обкладках возникает разность потенциалов. При движении корпуса сейсмоприемника 1 вверх и ВНИЗ каждые соседние пары пьезоэлементов 5 изгибаются в противоположные стороны. Чувствительность сейсмоприемника можно увеличить, применяя нужное количество пьезобиморфных ячеек. Нижняя граничная рабочая частота сейсмоприемника определяется исключительно постоянной времени цепи сейсмоприемник - усилитель.

При испытании приемник работал на усилитель с входным сопротивлением 200 мом и коэффициентом усиления 100, собранный на интегральной схеме К167УНЗ.

В результате проведенных испытаний собранного макета устройства были получены следующие характеристики: резонансная частота Гц, емкость 11000 пф. Данная конструкция сейсмоприемника позволяет получить чувствительность, значительно превышающую чувствительность прототипа, (измеряются ускорения порядка 40-Ю см/сек), и имеет небольшие габариты. Это позволяет использовать предложенный тип сейсмоприемника в автономной, например донной или полевой, аппаратуре, применяемой при глубинном сейсмическом зондировании.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический сейсмоприемник, содержаший пьезоэлектрический элемент, корпус и инерционную массу, отличающийс я тем, что, с целью повыщения чувствительности и расширения частотного диапазона в области низких частот, пьезоэлектрический элемент выполнен в виде наборной из пьезобиморфных ячеек пьезоэлектрической пружины, состоящей из четырех дисковых биморфных пьезоэлектрических элементов, из которых верхний защемлен по периферийному ободу на инерционной массе, два средних образуют пьезобиморфнунэ ячейку, а нижний периферийным ободом опирается н нижнюю крышку корпуса сейсмоцриемника, при этом верхний ц нижний биморфньш элементы электрически и механически соединена с пьезобиморфной ячейкой посредством латунных роликов, центрированных поролоновыми прокладками - демпферами,

Источники информации, Принятые во внимание при экспертизе

1.Иориш Ю. И. Вйброметрия, изд-во «Машиностроительной литературы, М., 1963, стр. .

2.Авторское свидетельство № 389479, кл. Q 01V 1/16, 26.07.71.

3- Авторское свидетельство № 397868, кл. G 01V 1/16, 28.02.72.