RU2595693C2 - Method of calibrating seismoacoustic transducers - Google Patents

Method of calibrating seismoacoustic transducers Download PDF

Info

Publication number
RU2595693C2
RU2595693C2 RU2014151087/05A RU2014151087A RU2595693C2 RU 2595693 C2 RU2595693 C2 RU 2595693C2 RU 2014151087/05 A RU2014151087/05 A RU 2014151087/05A RU 2014151087 A RU2014151087 A RU 2014151087A RU 2595693 C2 RU2595693 C2 RU 2595693C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transducers
calibrated
seismic
monolithic block
acoustic
Prior art date
Application number
RU2014151087/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014151087A (en
Inventor
Игорь Александрович Кривошеев
Мрина Игоревна Игнатьева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки вычислительный центр Дальневосточного отделения Российской академии наук
Priority to RU2014151087/05A priority Critical patent/RU2595693C2/en
Publication of RU2014151087A publication Critical patent/RU2014151087A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2595693C2 publication Critical patent/RU2595693C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: geophysics.
SUBSTANCE: invention relates to geophysical, particularly seismoacoustic, methods of analysis and can be used for calibration characteristics of seismoacoustic transducers. Method uses a monolithic block with two small diameter holes symmetrically from centre ona diagonal. Installing two - reference and calibrated - seismic-acoustic transducers on monolithic block with centres of working surfaces on opening. Controlling acoustic contact of reference and calibrated transducers with monolithic block. Determining directly offset working surfaces of reference and calibrated seismic acoustic transducers separately through openings interference linear displacement gauges. Linear displacement measuring instruments used are multibeam optical interferometers, which are separated from monolithic block, a radiation source mounted on monolithic block. Oscillations are excited so that displacement of working surfaces of reference and calibrated seismic-acoustic converters are identical in same given moment in time. Measuring electrical signals from outputs of reference and calibrated seismic-acoustic transducers, based on which calibration is carried out.
EFFECT: high reliability of calibration of seismic acoustic transducers.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к геофизическим, в частности к сейсмоакустическим, методам исследований и может быть использовано для калибровки характеристик сейсмоакустических преобразователей.The invention relates to geophysical, in particular to seismic-acoustic, research methods and can be used to calibrate the characteristics of seismic-acoustic transducers.

Известен [1] способ, осуществляющий калибровку преобразователей на калибровочном блоке с использованием лазерной интерференционной измерительной системы и источника сигнала.Known [1] is a method for calibrating transducers on a calibration block using a laser interference measuring system and a signal source.

К недостаткам можно отнести низкую достоверность, т.к. лазерная интерференционная измерительная система измеряет смещение свободной поверхности калибровочного блока, а не рабочей поверхности калибруемого преобразователя, и совершенно не учитывается присоединенная масса преобразователя.The disadvantages include low reliability, because The laser interference measuring system measures the displacement of the free surface of the calibration block, and not the working surface of the calibrated transducer, and the attached mass of the transducer is not taken into account at all.

Известен [2] способ, где оба преобразователя эталонный и калибруемый устанавливаются на монолитный блок, излучателем возбуждают монолитный блок, а затем производят измерения.There is a known [2] method where both reference and calibrated transducers are mounted on a monolithic block, a monolithic block is excited by an emitter, and then measurements are made.

К недостаткам относится низкая достоверность, т.к. не контролируется акустический контакт преобразователей, не измеряется смещение рабочих поверхностей этих же преобразователей и, как следствие, такая калибровка является достаточно грубой.The disadvantages include low reliability, because the acoustic contact of the transducers is not controlled, the displacement of the working surfaces of the same transducers is not measured, and, as a result, such a calibration is rather rough.

Известен [3] способ, в котором с помощью оптического интерференционного измерителя линейных перемещений выполняется калибровка системы, состоящей из источника акустического сигнала и монолитного передающего блока, после чего в акустический контакт с монолитным передающим блоком вводится стандартный преобразователь, обрабатывается и запоминается сигнал от этого преобразователя, затем устанавливается калибруемый преобразователь на место стандартного, записывается и обрабатывается второй сигнал в компьютере, который сравнивается с сохраненным эталонным.There is a known [3] method in which a system consisting of an acoustic signal source and a monolithic transmitting unit is calibrated using an optical interference linear displacement meter, after which a standard transducer is introduced into acoustic contact with a monolithic transmitting unit, the signal from this transducer is processed and stored, then the calibrated converter is installed in place of the standard one, the second signal is recorded and processed in the computer, which is compared with guarded reference.

К недостаткам следует отнести низкую достоверность, т.к. лазерная интерференционная измерительная система не измеряет смещение рабочей поверхности преобразователей и не контролирует акустический контакт преобразователей с монолитным блоком, ввиду чего ошибки измерений могут быть весьма значительными.The disadvantages include low reliability, because The laser interference measuring system does not measure the displacement of the working surface of the transducers and does not control the acoustic contact of the transducers with the monolithic block, and therefore the measurement errors can be very significant.

Заявленное решение направлено на повышение достоверности калибровки сейсмоакустических преобразователей.The claimed solution is aimed at increasing the reliability of the calibration of seismic-acoustic transducers.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, заключающемся в использовании излучателя, фотоприемника и интерференционного измерителя линейных перемещений дополнительно используют монолитный блок с двумя отверстиями малого диаметра симметрично центра на диагонали, устанавливают два эталонный и калибруемый сейсмоакустических преобразователя на монолитный блок центрами рабочих поверхностей на отверстия, контролируют акустический контакт эталонного и калибруемого преобразователей с монолитным блоком, определяют непосредственно смещения рабочих поверхностей эталонного и калибруемого сейсмоакустических преобразователей раздельно через отверстия интерференционными измерителями линейных перемещений, в качестве которых используют многолучевые оптические интерферометры, и которые развязаны с монолитным блоком, источником излучения, установленным на монолитном блоке, возбуждают колебания так, чтобы смещения рабочих поверхностей эталонного и калибруемого сейсмоакустических преобразователей были одинаковы в один и тот же заданный момент времени, затем измеряют электрические сигналы с выходов эталонного и калибруемого сейсмоакустических преобразователей, по которым проводят калибровку.This goal is achieved by the fact that in the known method, which consists of using a radiator, a photodetector and an interference linear displacement meter, they additionally use a monolithic block with two small-diameter holes symmetrically centered on the diagonal, install two reference and calibrated seismic-acoustic transducers on the monolithic block with the centers of the working surfaces on the holes control the acoustic contact of the reference and calibrated transducers with a monolithic block, determine the bias of the working surfaces of the reference and calibrated seismic-acoustic transducers separately through openings by interference linear displacement meters, which are used as multi-beam optical interferometers, and which are decoupled from a monolithic block, a radiation source mounted on a monolithic block, excite oscillations so that the displacements of the working surfaces of the reference and calibrated seismic acoustic transducers were the same at the same given point in time, then measure the electrical signals from the outputs of the reference and calibrated seismoacoustic transducers, which are calibrated.

Сущность предложенного способа заключается в следующем. Для проведения достоверной калибровки сейсмоакустических преобразователей необходимо сравнивать их характеристики с характеристиками эталонного сейсмоакустического преобразователя находящихся в одинаковых условиях. Т.к. сейсмоакустические преобразователи работают в диапазоне частот 0,5-10,0 КГц, то можно использовать монолитный блок с двумя отверстиями по диагонали. Установить на монолитный блок оба преобразователя эталонный и калибруемый центрами рабочих поверхностей на отверстия. Оба преобразователя должны одинаково возбуждаться, а сравниваемые параметры определяются одновременно на их выходах. При этом необходимо контролировать акустический контакт эталонного и калибруемого преобразователей с монолитным блоком.The essence of the proposed method is as follows. To conduct reliable calibration of seismic-acoustic transducers, it is necessary to compare their characteristics with those of a reference seismic-acoustic transducer under the same conditions. Because Since the seismic-acoustic transducers operate in the frequency range of 0.5-10.0 KHz, it is possible to use a monolithic block with two diagonal openings. Install both transducers on the monolithic block, standard and calibrated by the centers of the working surfaces on the holes. Both transducers should be equally excited, and the compared parameters are determined simultaneously at their outputs. In this case, it is necessary to control the acoustic contact of the reference and calibrated transducers with a monolithic block.

Использование двухлучевых интерферометров в качестве интерференционного измерителя линейных перемещений [1, 3] малоэффективно, т.к. большой разбаланс плеч приведет к снижению чувствительности и, в конечном счете, к существенной ошибке и невозможности вести измерения. В этом случае целесообразно использовать многолучевой оптический интерферометр в качестве интерференционного измерителя линейных перемещений с возможностью проводить измерения колебательных поверхностей преобразователей через отверстия. Что и предлагается в настоящем решении. Причем необходимо использовать многолучевые оптические интерферометры таким образом, чтобы они физически не контактировали с монолитным блоком, т.е. должны быть акустически развязаны с ним.The use of double-beam interferometers as an interference meter of linear displacements [1, 3] is ineffective, because a large imbalance of the shoulders will lead to a decrease in sensitivity and, ultimately, to a significant error and the inability to take measurements. In this case, it is advisable to use a multi-beam optical interferometer as an interference linear displacement meter with the ability to measure the vibrational surfaces of the transducers through the holes. As proposed in this decision. Moreover, it is necessary to use multipath optical interferometers so that they do not physically come into contact with the monolithic block, i.e. should be acoustically decoupled from him.

На фиг. 1 приведена функциональная схема, позволяющая понять работу предложенного способа. На монолитный блок 4 с изготовленными отверстиями 5 устанавливают два преобразователя эталонный 1 и калибруемый 2 так, чтобы центры их рабочих поверхностей находились над отверстиями 5. Источник излучения 3 возбуждает монолитный блок 4 в его центре. Источником возбуждения 3 добиваются одинакового смещения рабочих поверхностей преобразователей 1 и 2. Эти смещения фиксируются через отверстия 5 интерференционными измерителями линейных перемещений 6 и 7. После того, как значения на выходах интерференционных измерителей линейных перемещений 6 и 7 будут равны, можно фиксировать и сравнивать выбранные характеристики с электрических выходов преобразователей 1 и 2.In FIG. 1 shows a functional diagram that allows you to understand the operation of the proposed method. Two reference transducers 1 and calibrated 2 are mounted on the monolithic block 4 with the holes 5 made so that the centers of their working surfaces are above the holes 5. The radiation source 3 excites the monolithic block 4 in its center. An excitation source 3 achieves the same displacement of the working surfaces of the transducers 1 and 2. These displacements are fixed through the holes 5 by the interference linear meters 6 and 7. After the values at the outputs of the interference linear meters 6 and 7 are equal, you can fix and compare the selected characteristics from the electrical outputs of converters 1 and 2.

В результате одновременного контроля выбранных характеристик на выходах преобразователей эталонного и калибруемого при одинаковых смещениях их рабочих поверхностей, контролируемых интерференционными измерителями линейных перемещений, можно с большей достоверностью проводить калибровку сейсмоакустических преобразователей.As a result of the simultaneous control of the selected characteristics at the outputs of the reference and calibrated transducers at the same displacements of their working surfaces, controlled by interference linear displacement meters, it is possible to calibrate seismoacoustic transducers with greater reliability.

ЛитератураLiterature

1. Желкобаев Ж. и др. Лазерная метрология акустических наносмещений.1. Zhelkobaev Zh. Et al. Laser metrology of acoustic nanodisplacements.

Фотоника, 2009, №5, с. 14-17.Photonics, 2009, No. 5, p. 14-17.

2. Стандарт США «Е076-94».2. US standard "E076-94".

3. Патент РФ №2321849 от 10.05.2008.3. RF patent No. 2321849 dated 05/10/2008.

Claims (1)

Способ калибровки сейсмоакустических преобразователей, заключающийся в использовании излучателя и интерференционного измерителя линейных перемещений, фотоприемника, отличающийся тем, что используют монолитный блок с двумя отверстиями малого диаметра симметрично от центра на диагонали, устанавливают два - эталонный и калибруемый - сейсмоакустических преобразователя на монолитный блок центрами рабочих поверхностей на отверстия, контролируют акустический контакт эталонного и калибруемого преобразователей с монолитным блоком, определяют непосредственно смещение рабочих поверхностей эталонного и калибруемого сейсмоакустических преобразователей раздельно через отверстия интерференционными измерителями линейных перемещений, в качестве которых используют многолучевые оптические интерферометры и которые развязаны с монолитным блоком, источником излучения, установленным на монолитном блоке, возбуждают колебания так, чтобы смещения рабочих поверхностей эталонного и калибруемого сейсмоакустических преобразователей были одинаковы в один и тот же заданный момент времени, затем измеряют электрические сигналы с выходов эталонного и калибруемого сейсмоакустических преобразователей, по которым проводят калибровку. A method of calibrating seismic-acoustic transducers, which consists in using an emitter and an interference linear displacement meter, a photodetector, characterized in that they use a monolithic block with two small-diameter holes symmetrically from the center on the diagonal, install two - reference and calibrated - seismic-acoustic transducers on a monolithic block with centers of working surfaces holes, control the acoustic contact of the reference and calibrated transducers with a monolithic block, determine Directly shift the working surfaces of the reference and calibrated seismic-acoustic transducers separately through openings with interference linear displacement meters, which are used as multi-beam optical interferometers and which are isolated from a monolithic block, a radiation source mounted on a monolithic block, excite vibrations so that the displacements of the working surfaces of the reference and calibrated seismic transducers were the same at the same given moment time, and then measured electrical signals from the outputs of the reference and calibrated seismic acoustic transducers for which calibration is performed.
RU2014151087/05A 2014-12-16 2014-12-16 Method of calibrating seismoacoustic transducers RU2595693C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014151087/05A RU2595693C2 (en) 2014-12-16 2014-12-16 Method of calibrating seismoacoustic transducers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014151087/05A RU2595693C2 (en) 2014-12-16 2014-12-16 Method of calibrating seismoacoustic transducers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014151087A RU2014151087A (en) 2016-07-10
RU2595693C2 true RU2595693C2 (en) 2016-08-27

Family

ID=56372533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014151087/05A RU2595693C2 (en) 2014-12-16 2014-12-16 Method of calibrating seismoacoustic transducers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2595693C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU155867A1 (en) *
SU1539650A1 (en) * 1987-09-10 1990-01-30 Институт Электросварки Им.Е.О.Патона Method of calibrating reception-amplification channel in acousto-emissive check
US7168323B1 (en) * 1999-09-28 2007-01-30 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for optical vibration sensing
RU2321849C2 (en) * 2005-04-14 2008-04-10 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума (НИЦПВ) Method and device for calibration of acoustic emission converters
RU116632U1 (en) * 2012-01-11 2012-05-27 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Чистые технологии-СПб" DIAGNOSTIC SYSTEM FOR MEASURING FREE VIBRATIONS OF A MONITORED OBJECT
RU124397U1 (en) * 2012-03-30 2013-01-20 Открытое акционерное общество "Радиоавионика" CALIBRATION DEVICE FOR ULTRASONIC PROBE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU155867A1 (en) *
SU1539650A1 (en) * 1987-09-10 1990-01-30 Институт Электросварки Им.Е.О.Патона Method of calibrating reception-amplification channel in acousto-emissive check
US7168323B1 (en) * 1999-09-28 2007-01-30 Rockwell Automation Technologies, Inc. System and method for optical vibration sensing
RU2321849C2 (en) * 2005-04-14 2008-04-10 Открытое акционерное общество Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума (НИЦПВ) Method and device for calibration of acoustic emission converters
RU116632U1 (en) * 2012-01-11 2012-05-27 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Чистые технологии-СПб" DIAGNOSTIC SYSTEM FOR MEASURING FREE VIBRATIONS OF A MONITORED OBJECT
RU124397U1 (en) * 2012-03-30 2013-01-20 Открытое акционерное общество "Радиоавионика" CALIBRATION DEVICE FOR ULTRASONIC PROBE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014151087A (en) 2016-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Búa-Núñez et al. Instrumentation system for location of partial discharges using acoustic detection with piezoelectric transducers and optical fiber sensors
US7679996B2 (en) Methods and device for ultrasonic range sensing
JP4008470B2 (en) Measuring method and apparatus for measuring polarization mode dispersion of optical fiber
US20160213283A1 (en) Length measuring device
RU2013109302A (en) METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE TEMPERATURE OF THE VIBRATION SENSOR OF THE VIBRATION METER
US9001614B1 (en) System for self-localizing near field data processing
CN110231006A (en) Air Coupling ultrasound interferometry
US20180011058A1 (en) Method and arrangement for the analysis of gas characteristics
US11796419B2 (en) Distributed Brillouin laser sensor
JP2017015707A (en) Axial force measuring apparatus, axial force measuring method, ultrasonic inspection apparatus, ultrasonic inspection method and vertical probe fixture used for the same
CN116772742B (en) Method for measuring vibration mark depth of continuous casting square billet
RU2595693C2 (en) Method of calibrating seismoacoustic transducers
US20180081020A1 (en) Systems and methods for object detection
RU2688834C2 (en) Method for determining mass imbalance of hemispherical resonator for solid-state wave gyroscope
KR101185434B1 (en) Vibration measuring sensor and appratus using the optical fiber
RU2558651C1 (en) Method of monitoring dynamic characteristics of seismoacoustic sensors
RU2612271C1 (en) Method of seismoacoustic transducers calibration
RU2165092C1 (en) Gear testing characteristics of seismic-acoustic transducers
RU2595688C2 (en) Device for calibration of seismoacoustic transducers
RU2624832C1 (en) Method of controlling seismoacoustic converter installation
CN114018391A (en) Method and device for inhibiting interference light intensity fading
RU2618497C1 (en) Device for sizing seismic acoustic transducers
JP5733029B2 (en) Inspection device and inspection method for underwater transmitter
RU2645037C1 (en) Seismoacoustic converter
RU2563603C1 (en) Sensitivity determination method using hydroacoustic receiver field

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171217