Акустический преобразователь Советский патент 1978 года по МПК B06B1/00 G01V1/00 

Изобретение относи гея к геофизике и может использоваться в приборах акустического каротажа, главным образом малых (менее 80 мм) диаметров в качестве излучающего акустического преобразователя. Известны излучающие низкочастотные преобразователи для проведения акустического каротажа, например, обсаженных скважин в диапазоне частот 15 кГц и ниже . Эти преобразователи из-за низкого электроакустического КПП требуют для возбуждения больших накопительных емкостей и затрат энергии. Наиболее близок к предлагаемому изоб ретению акустический преобразователь, со держащий блок из пьезоэлементов и соединяющее их вещество 2. При этом пьезоэлектрические элементы склеиваются низкоскоростным заполнителем и этим достигается понижение его собственной частоты. Однако для возбуждения преобразователя необходимо высокое напряжение питания, что снижает его надежность. Уменьшение напряжения питания может быть достигнуто путем уменьшения толщины отдельных пьезоэлектрических секций. Но в этом случае получается многослойная система, что приводит к уменьшению отдаваемой мощности преобразователей и их эффективности. Цель изобретения - повышение эффективности и снижение собственной частоты излучения преобразователя. Это достигается тем, что он снабжен магнитострикционным сердечником с обмотками возбуждения, соединенными с укрепленным на сердечнике блоком, пьезоэлементов, причем резонансная частота основной моды колебаний сердечника равна резонансной частоте- блока пьезоэле- ментов. На чертеже изображен предлагаемый акустический преобразователь, вариант. Он содержит в качестве магнигострикционного элемента стержневой магнитострикционный сердечник 1, выполненный в виде замкнутого магннгтопровода, иэгютовленного из ленты материала, пьезоэлектрические элементы 2, например цилиндры, которые склеены между собой в монолитную конструкцию-блок герметизирующим компаундом 3. Компаунд является изолятором, разделяющим первичную обмотку 4 возбуждения от вторичной обмотки 5, в данном случае повышающей. Выводы повышающей обмотки 5 соединены с электродами пьезоэлектрических элементов, которые электрически запараЛлелены. Тонкостенный корпус 6 после сборкиуказанных элементов соединяет их в единое целое. Корпус заканчивается заглушкой 7. С помощью хвостов ка 8 и резьбового посадочного моста 9, преобразователь соединяется с другими элементами скважинного прибора. Электр энергия возбуждения подводится к преобразователю через электровводы 1О. На электровводы надеты резиновые уплотнительные кольца 11 и предохранительная эластичная вставка 12. Узлы прибора, на ходящиеся с разных сторон преобразователя, соединяются проводником 13. При работе преобразователя подается напряжение на первичную обмотку 4 возбуждения через электровводы 10. Стержневой магнитострикционный сердечник 1 возбуждается на первой продольной моде колебаний, определяемой его длиной. Эти механические колебания через соединяющий компаунд 3 передаются на блок пьезоэлектрических элементов 2 и вызываю в нем вынужденные колебания. Электрическое напряжение возбуждения поступае (трансформируется) на пьезоэлектрически элементы от вторичной обмотки 5 и вы- ывает колебания, соответствующие основой моде механических колебаний магни- тострикционного сердечника 1. За счет такого двойного возбуждения и наличия собственного резонанса в блоке пьезоэлементов на частоте, соответствующей основной моде колебаний магнитострикционного сердечника, данная мода колебаний становится превалирующей в суммарном спектре излучения преобразователя. В преобразователе может использоваться последовательное включение обмоток возбуждения магнитострикционного сердечника и повышающей (понижающей) обмотки возбуждения пьезоэлементов. Преобразователь позволяет в малогабаритном исполнении добиваться повышения .эффективности путем возбуждения низкочастотной составляющей при сохранении электроакустического КПП. Ф о р.м ула изобретения Акустический преобразователь, содержащий блок из пьезоэлементов и соединяющее их вещество, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности и снижения собственной частоты излучения, он снабжен магнитострикционным сердечником с обмотками возбуждения, соединенными с укрепленным на сердечнике блоком пьезоэлементов, причем резонансная частота основной моды колебаний сердечника равна резонансной частоте блока пьезоэлементов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 438962, кл. Q01V 1/04, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР NO 44О810, кл. Н 04 R 17/00, 1972.

W