RU2574218C2 - Устройство для контроля характеристик сейсмоакустических датчиков - Google Patents
Устройство для контроля характеристик сейсмоакустических датчиков Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574218C2 RU2574218C2 RU2014121948/28A RU2014121948A RU2574218C2 RU 2574218 C2 RU2574218 C2 RU 2574218C2 RU 2014121948/28 A RU2014121948/28 A RU 2014121948/28A RU 2014121948 A RU2014121948 A RU 2014121948A RU 2574218 C2 RU2574218 C2 RU 2574218C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiating element
- seismic
- acoustic sensor
- working surface
- optical
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 11
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для контроля характеристик датчиков, применяющихся при мониторинге различных технических объектов. Согласно заявленному устройству использована система, в которой фотоприемник, оптически квантовый генератор и приемный модуль соединены оптическим волокном через оптический разветвитель. Причем приемный модуль установлен на жестких опорах и акустически развязан с излучающим элементом и контролируемым сейсмоакустическим датчиком. Технический результат - повышение достоверности получаемых результатов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к геофизическим, в частности сейсмоакустическим, методам исследований и может быть использовано для контроля характеристик датчиков, применяющихся при мониторинге различных технических объектов.
Известно устройство [1], в котором выполняется калибровка системы с помощью оптического интерференционного измерителя линейных перемещений, для него в акустический контакт с монолитным передающим блоком вводится стандартный преобразователь акустической эмиссии, устанавливается калибруемый преобразователь акустической эмиссии на место стандартного, запоминается и обрабатывается сигнал.
К недостаткам следует отнести низкую достоверность, так как оптическим интерферометром снимается информация о смещении поверхности монолитного блока, а не о смещении рабочей поверхности исследуемого датчика. Смещение в точке измерения оптическим интерферометром не совпадает со смещением рабочей поверхности исследуемого датчика, так как не учитывается присоединенная масса, акустический контакт, пространственное распространение акустической волны в монолитном блоке и прочее.
Наиболее близким является устройство [2], содержащее излучающий пьезоэлемент, опорное зеркало, оптически квантовый генератор, оптически прозрачную призму с двумя параллельными полупрозрачными зеркалами, расположенными под углом 45° к основанию, а опорное зеркало и оптически квантовый генератор закреплены с обеих сторон оптически прозрачной призмы диаметрально противоположно.
К недостаткам следует отнести низкую достоверность, т.к. в устройстве используются два полупрозрачных зеркала и мощность как зондирующего, так и полезного сигнала существенно снижены, что пагубно влияет на достоверность всего устройства. Не контролируется непосредственное смещение рабочей поверхности датчика, что также снижает достоверность. Сложность устройства делает его слабореализуемым.
Целью изобретения является повышение достоверности и упрощение устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве контроля характеристик сейсмоакустических датчиков, содержащем излучающий элемент, зеркало, оптически квантовый генератор и фотоприемник, на рабочую поверхность контролируемого сейсмоакустического датчика сверху установлен излучающий элемент в виде кольца, концентрично с излучающим элементом на рабочей поверхности контролируемого сейсмоакустического датчика установлено зеркало, приемный модуль, соединенный с помощью оптических волокон с оптическим разветвителем, один вход которого соединен с оптическим квантовым генератором, а второй с фотоприемником, размещен концентрично с излучающим элементом с его обратной стороны и закреплен на жестких опорах, акустически развязанных с контролируемым сейсмоакустическим датчиком и излучающим элементом.
На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства.
Контролируемый сейсмоакустический датчик 1 закрепляется в вертикальном положении и рабочая поверхность обращена вверх. На рабочей поверхности контролируемого сейсмоакустического датчика 1 установлен излучающий элемент 2, выполненный, например, из пьезокерамики, в виде кольца. Концентрично с излучающим элементом 2 установлены: зеркало 4, закрепленное на рабочей поверхности контролируемого сейсмоакустического датчика 1, и приемный модуль 3, закрепленный на жестких опорах 8 и акустически развязанный с контролируемым сейсмоакустическим датчиком 1 и излучающим элементом 2. Приемный модуль 3 с помощью оптического волокна 9 соединен через оптический разветвитель 5 с оптическим квантовым генератором 6 и фотоприемником 7. Выход контролируемого сейсмоакустического датчика 1 соединен с приемным устройством В, а излучающий элемент 2 подключен к излучающему устройству - генератору, выход фотоприемника 7 соединен с приемным устройством А.
Устройство работает следующим образом. Так как сейсмоакустические датчики обычно работают в диапазоне частот 0,6-10,0 КГц, то в качестве излучающего элемента может быть использована пьезокерамика. На рабочую поверхность закрепленного в вертикальном положении контролируемого сейсмоакустического датчика 1 устанавливают излучающий элемент 2. Концентрично излучающему элементу 2 в его центре на жестких опорах 8 устанавливают приемный модуль 3, а напротив - на рабочей поверхности контролируемого сейсмоакустического датчика 1 закрепляют зеркало 4. Причем контролируемый сейсмоакустический датчик 1, излучающий элемент 2 и зеркало 4 акустически развязаны от остальных элементов устройства. В то же время приемный модуль 3, оптический разветвитель 5, зеркало 4,оптический квантовый генератор 6, оптическое волокно 9 и фотоприемник 7 входят в состав волоконно-оптического лазерного интерферометра. На излучающий элемент 2 подается необходимый для контроля сейсмоакустического датчика 1 электрический сигнал от генератора. Излучающий элемент 2 преобразует электрический сигнал в механический и возбуждает рабочую поверхность контролируемого сейсмоакустического датчика 1. Механические колебания рабочей поверхности контролируемого сейсмоакустического датчика 1 контролирует волоконно-оптический лазерный интерферометр, и на выходе фотоприемника 7 имеем электрический сигнал, пропорциональный механическому смещению рабочей поверхности контролируемого сейсмоакустического датчика 1, который фиксируется приемным устройством А. Одновременно на выходе контролируемого сейсмоакустического датчика 1 имеем электрический сигнал, пропорциональный механическому смещению рабочей поверхности контролируемого сейсмоакустического датчика 1, которое контролирует приемное устройство В. Зная абсолютное значение смещения рабочей поверхности контролируемого сейсмоакустического датчика 1 в заданный момент времени, зафиксированное приемным устройством А, и в то же самое время имея отклик контролируемого сейсмоакустического датчика 1 на это воздействие, зафиксированное приемным устройством В, можно контролировать характеристики сейсмоакустического датчика 1. При контроле характеристик контролируемого сейсмоакустического датчика 1 нет необходимости контролировать акустический контакт, т.к. вполне достаточно знать абсолютное смещение непосредственно рабочей поверхности контролируемого сейсмоакустического датчика 1. Предложенное устройство свободно от такой зависимости, как присоединенная масса, т.к. в нем (масса излучающего элемента 2) всегда постоянна.
Таким образом, при непосредственном одновременном контроле смещения рабочей поверхности контролируемого сейсмоакустического датчика и его отклика на это механическое воздействие можно с большей достоверностью судить о характеристиках контролируемого сейсмоакустического датчика. В то же время предложенное устройство существенно проще аналогичных известных устройств, т.к. оно лишено таких громоздких и хрупких элементов, как полупрозрачные призмы, и дополнительного пьезоэлемента для контроля акустического контакта.
Литература
1. Патент РФ №2321849, G01N 29/04, 2008.
2. Патент РФ №2165 092, G01N 1/16, 2001.
Claims (1)
- Устройство для контроля характеристик сейсмоакустических датчиков, содержащее излучающий элемент, зеркало, оптически квантовый генератор и фотоприемник, отличающееся тем, что на рабочую поверхность контролируемого сейсмоакустического датчика сверху установлен излучающий элемент в виде кольца, концентрично с излучающим элементом на рабочей поверхности контролируемого сейсмоакустического датчика установлено зеркало, приемный модуль, соединенный с помощью оптических волокон с оптическим разветвителем, один вход которого соединен с оптическим квантовым генератором, а второй с фотоприемником, размещен концентрично с излучающим элементом с его обратной стороны и закреплен на жестких опорах, акустически развязанных с контролируемым сейсмоакустическим датчиком и излучающим элементом.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014121948/28A RU2574218C2 (ru) | 2014-05-29 | Устройство для контроля характеристик сейсмоакустических датчиков |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014121948/28A RU2574218C2 (ru) | 2014-05-29 | Устройство для контроля характеристик сейсмоакустических датчиков |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014121948A RU2014121948A (ru) | 2015-12-10 |
| RU2574218C2 true RU2574218C2 (ru) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2618497C1 (ru) * | 2016-04-04 | 2017-05-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Устройство для калибровки сейсмоакустических преобразователей |
| RU2624832C1 (ru) * | 2016-10-18 | 2017-07-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Способ контроля установки сейсмоакустического преобразователя |
| RU2645037C1 (ru) * | 2017-04-28 | 2018-02-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Сейсмоакустический преобразователь |
| RU2650799C2 (ru) * | 2016-04-04 | 2018-04-17 | Олег Викторович Горбачев | Оптоволоконный акустико-эмиссионный способ определения пластических деформаций больших инженерных сооружений |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2165092C1 (ru) * | 1999-09-01 | 2001-04-10 | Вычислительный центр Дальневосточного отделения РАН | Устройство контроля характеристик сейсмоакустических датчиков |
| RU2321849C2 (ru) * | 2005-04-14 | 2008-04-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума (НИЦПВ) | Способ калибровки преобразователей акустической эмиссии и устройство для его реализации |
| CN102508318A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-06-20 | 浙江大学 | 用于地震计静态标定的精密倾斜平台装置 |
| UA77339U (ru) * | 2012-07-26 | 2013-02-11 | Институт Геофизики Им. С.И. Субботина Нан Украины | Устройство для калибровки сейсмометров |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2165092C1 (ru) * | 1999-09-01 | 2001-04-10 | Вычислительный центр Дальневосточного отделения РАН | Устройство контроля характеристик сейсмоакустических датчиков |
| RU2321849C2 (ru) * | 2005-04-14 | 2008-04-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума (НИЦПВ) | Способ калибровки преобразователей акустической эмиссии и устройство для его реализации |
| CN102508318A (zh) * | 2011-09-30 | 2012-06-20 | 浙江大学 | 用于地震计静态标定的精密倾斜平台装置 |
| UA77339U (ru) * | 2012-07-26 | 2013-02-11 | Институт Геофизики Им. С.И. Субботина Нан Украины | Устройство для калибровки сейсмометров |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2618497C1 (ru) * | 2016-04-04 | 2017-05-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Устройство для калибровки сейсмоакустических преобразователей |
| RU2650799C2 (ru) * | 2016-04-04 | 2018-04-17 | Олег Викторович Горбачев | Оптоволоконный акустико-эмиссионный способ определения пластических деформаций больших инженерных сооружений |
| RU2624832C1 (ru) * | 2016-10-18 | 2017-07-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук | Способ контроля установки сейсмоакустического преобразователя |
| RU2645037C1 (ru) * | 2017-04-28 | 2018-02-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тихоокеанский государственный университет" | Сейсмоакустический преобразователь |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5832157A (en) | Fiber optic acoustic emission sensor | |
| RU2485454C2 (ru) | Распределенная волоконно-оптическая система регистрации виброакустических сигналов | |
| US4653905A (en) | Fiber optic range finder systems | |
| WO2020141479A1 (en) | Device and method for testing a test object | |
| CN109638630A (zh) | 一种片上集成的光学微腔表面波光力振荡装置 | |
| US7206259B2 (en) | Ultrasound sensor and ultrasound measurement device | |
| RU2574218C2 (ru) | Устройство для контроля характеристик сейсмоакустических датчиков | |
| Tan et al. | Hydrostatic pressure insensitive dual polarization fiber grating laser hydrophone | |
| KR100902045B1 (ko) | 간섭계를 이용한 표면 진동 측정 시스템 및 방법 | |
| Yu et al. | Frequency-division multiplexing sensing system based on multilongitudinal mode fiber lasers and beat frequency demodulation | |
| RU2595688C2 (ru) | Устройство для калибровки сейсмоакустических преобразователей | |
| NO333376B1 (no) | Forsterket trestrukturteknologi for fiberoptisk sensormatrise. | |
| RU2457453C1 (ru) | Волоконно-оптический преобразователь давления | |
| KR101540541B1 (ko) | 펨토초 레이저 발생장치 및 그와 연동하는 도막두께 측정장치 | |
| RU2550761C1 (ru) | Способ контроля динамических характеристик сейсмоакустических преобразователей | |
| RU2610382C1 (ru) | Способ настройки максимальной чувствительности волоконно-оптического гидрофона | |
| RU2618497C1 (ru) | Устройство для калибровки сейсмоакустических преобразователей | |
| Huang et al. | Rock mass acoustic emission detection using DFB fiber lasers | |
| RU101848U1 (ru) | Сейсмограф | |
| RU2624832C1 (ru) | Способ контроля установки сейсмоакустического преобразователя | |
| Tanaka et al. | Temperature-independent fiber Bragg grating underwater acoustic sensor array using incoherent light | |
| JP2014174037A (ja) | 変位計測機構 | |
| Zhu et al. | Ultrasound sensing with a photonic crystal slab | |
| RU2645037C1 (ru) | Сейсмоакустический преобразователь | |
| Zhang et al. | Four-element fiber laser hydrophone array |