Приемное сейсмическое устройство непрерывной структуры Советский патент 1978 года по МПК G01V1/16 

при улучшении технологичности его изготовления.

Цель достигается тем, что в нредлагаемом устройстве каждая чувствительная система содержит твердый сжимаемый электроизоляционный элемент с изменяющимся под действием механических напряжений объемом, расположенный между деформирующимся элементом и, по крайней мере, одним из электродов.

Кроме того, сжимаемый элемент содержит гибкий слой, выполненный из упругого материала, имеющего выемки, а также, сж 1маемый элемент содержит гибкий слой, выполненный из тканого материала.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в плоской форме, первый вариант; на фиг. 2 и 3 - то же, второй вариант; на фиг. 4 - третий вариант выполнения устройства в виде нескольких комилектов одинаковой полярности, разрез; на фиг. 5 - четвертый вариант выполнения устройства в виде нескольких комплектов элементов обратной полярности, разрез; на фиг. 6 - вариант устройства, содержащего два чувствительных элемента, связанных с их арматурами, одинаковой полярности, закрепленных с двух сторон изолирующей полосы и соединенных носледовательно; на фиг. 7 - вариант устройства, чувствительные элементы расположены так же, как и на фиг. 6, а арматуры соединены параллельно; на фиг. 8 - пятый вариант выполнения устройства, различные элементы имеют цилиндрическую форму, разрез; на фиг. 9- шестой вариант выполнения устройства, одна из арматур и оба элемента намотаны на цилиндрический сердечник, разрез; на фиг. 10 - седьмой вариант выполнения устройства, содержащего ансамбли типа представленных на фиг. 1 или 2, намотанные спирально в противоположном направлениях; на фиг. 11 - вариант устройства на фиг. 1 или 2, специально приспособленный для наземного использования; на фиг. 12 - вариант устройства на фиг. 1 или 2, с переменной щириной; на фиг. 13 - вариант устройства на фиг. 9 с витками с переменным шагом.

Датчик, проиллюстрированный на фиг. 1, содержит комплект из трех плоских элементов, длина которых намного больше, чем их ширина. Он содержит первую арматуру 1, образованную металлической лентой или оплеткой, с которой скреплен элемент 2, выполненный из электроизоляционного материала. Структура этого элемента (или материала, из которого он образован) выбрана такой, чтобы он был сжимаемым, т. е. чтобы его объем изменялся при приложении к нему механических напряжений. В качестве неограничивающего примера можно выбрать изолирующий элемент в форме решетки, например, перфорированную или тканую ленту.

Изолирующий элемент покрыт деформирующимся элементом 3, обладающим постоянной электрической поляризацией. Можно выбрать, например, элемент, выполненный из материала типа «электрет. Этот материал получают, например, путем поляризации лент, толпадна которых заключена между восемью и двадцатью пятью микронами и которые выполнены из пластического материала тина полипропилена Р. Т. F. Е., полиэтилен терефтальта и т. д. Эта поляризация осуществляется путем облучения электронами или приложением электрического ноля, причем матераил нагревают приблизительно до температуры размягчения путем эффекта Корона, путем ультрафиолетового облучения и т. д.

«Электретовая лента сама покрыта металлизированным слоем 4, образующим

вторую арматуру.

Когда механичеекие напряжения приложены к комплекту из трех элементов 1, 2 и

3и «Электретовая лента перемещается по отношению к арматурам и поляризующее

ее внутреннее электрическое поле наводит на них электрические заряды, и регистрируется изменение электрического напряжения между двумя арматурами.

Неизображенные электрические проводНИКИ соединяют арматуру с регистрируюН1ей аппаратурой.

Но варианту выполнения, представленному на фиг. 2 и 3, устройство содержит комплект, образованный «электретовой

лентой 3, каждая из поверхностей которой отделена от двух плоских металлических полос 1, 5, играющих роль арматуры, двумя полосами 2 и 6, аналогичными полосе 2, представленной на фиг. 1. Комплект может быть покрыт изолирующей оболочкой

7из гибкого материала.

Согласно проиллюстрированному на фиг.

4третьему варианту выполнения, можно составить устройство из трех комплектов, наложенных один на другой, идентичных проиллюстрированному на фиг. 3, и, в более общем случае, произвольное количество этих комплектов, последовательно соединенных. Нри этом возрастает чувствительность устройства при уменьшении его емкости.

Другие способы выполнения датчика предназначены для уменьшения недостатков, возникающих вследствие изгибов. Когда гибкий датчик изогнут, некоторые зоны испытывают растяжение, а другие - сжатие. На этих зонах наводятся электрические заряды, которые искажают сейсмическую информацию.

Согласно варианту выполнения на фиг. 5, два комплекта датчиков типа представленного на фиг. 2 или 3 связаны и расположены по одну и другую сторону от полосы

8из гибкого изолирующего материала. В случае, когда комплекты датчиков, расположенные по обе стороны от изолирующей полосы 8, не связаны с ней жестко, они испытывают одинаковый изгиб и дают заряды одинакового знака, если их полярность одинакова. Для того, чтобы исключить эти искажающие заряды, можно изменить полярность комплектов иа противоположную, как это показано на фиг. 5.

Если два датчика жестко соединены один с другим, при изгибе один из них испытывает сжатие, а другой - растяжение, и они вырабатывают искажающие электрические заряды противоположных знаков. В этом случае, чтобы исключить искажение, следует полярность комплектов сделать одинаковой,что проиллюстрировано

на фиг. 6, где арматуры соединены последовательно, и на фиг. 7, где арматуры соединены параллельно.

В выполнении по фиг. 8 комплект датчиков имеет цилиндрическую форму.

Элементы в нем составлены в комплект так же, как и в выполнении по фиг. 1 или 2. Он содержит последовательно от центра к периферии несущий сердечник 9 (центральное ядро), выполненное из гибкого изолирующего пластического материала, покрытое снаружи гибкой арматурой 10, которая может быть получена путем металлизации наружной поверхности центрального ядра

9,затем первым изолирующим слоем 11, чувствительным «электретовым элементом 12, вторым изолирующим слоем 13, второй проводящей арматурой 14 и наружной изолирующей и гибкой оболочкой 15.

В варианте выполнения с фиг. 9 комплект образован посредством составления в стопку изолирующей сетки, «электретовой ленты и ее металлизированного слоя (фиг. 1), намотанного спиралью с постоянным щагом на центральное ядро 16 цилиндрической формы из проводящего материала.

Датчик, проиллюстрированный на фиг.

10,содержит центральное цилиндрическое изолирующее ядро 17, вокруг которого намотан комплект 18 датчика по выполнению по фиг. 1 или 2. Этот комплект окружен изолирующим элементом, например полоской 19 гибкого изолирующего материала, намотанной на комплект 18. Второй комплект 20, идентичный первому комплекту 18, намотан по спирали обратного направления по отнощению к первой поверх изолирующей полосы 19. Арматуры двух комплектов 18 и 20 датчиков параллельно соединены посредством колец 21 а, 216, 22а, 226 и подсоединены к необозиаченной регистрирующей аппаратуре.

Преимущество примененной в этом варианте выполнения датчика структуры состоит в осуществлении двойной компенсации помех, связанных с изгибами: с одной стороны, согласно принципу, проиллюстрированному на фиг. 5, путем разной полярности электродов, и. с другой стороны, в связи с тем, что при заданной длине устройства при движениях изгиба одинаковое число участков витков работает на растяжение и на сжатие. При этом, число обмоток неограничено. В более общем случае один или несколько ансамблей-датчиков могут быть намотаны на сердечник 17 и соединены способом, проиллюстрированным на фиг. 4 и 5.

Описанные устройства приспособлены в основном для измерений в воде. Датчик непрерывной структуры согласно

изобретению может быть приспособлен для наземного использования, см. фиг. 11.

В этом случае используют комплект плоской формы, типа показанного на фиг. 1, 2, 4 или 5 и на одной из его сторон помещают маленькие массы 23, например, из свинца, в качестве инерционной массы. Кроме того, эти массы способствуют контакту приемного устройства с почвой. Эти массы могут, например, быть расположены

под гибкой оболочкой 24, которая их удерживает.

По варианту на фиг. 12 устройство выполнено таким образом, что его чувствительность в его различных зонах изменяется в зависимости от расстояния этих зон от центра устройства, с целью улучщения его направленности. Для этого, например, щирина датчика в центре делается больщей,

чем на концах.

В случае датчика цилиндрической формы можно изменить таг намотки комплекта. Шаг намотки будет больщим на концах датчика, чем в центре (фиг. 13).

Не выходя за рамки изобретения, могут быть осуществлены другие варианты выполнения.

Формула изобретения

45

Приемное сейсмическое устройство непрерывной структуры, содержащее, по крайней мере, одну чувствительную систему, включающую два электрода, расположенные с обеих сторон деформирующегося элемента, обладающего постоянной электрической поляризацией, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей устройства при улучщении технологичности его изготовления, каждая чувствительная система содержит твердый сжимаемый электроизоляционный элемент с изменяющимся под действием механических напряжений объемом, расположенный между деформирующимся элементом и, по крайней мере, одним из электродов.

2. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что сжимаемый элемент содержит

7

гибкий слой, выполненный из зпругого материала, имеющего выемки.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сжимаемый элемент содержит гибкий слой, выполненный из тканого материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3432000, кл. 181-51, опублик. 1969.

2.Патент США № 2649579, кл. 340-17, опублик. 1953.

(fut.S

я

IS

I

Zia tla f7