SU1045189A1 - Акустический преобразователь - Google Patents

Abstract

АКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВА .ТЕЛЬ, содержащий заполненный диэле рической жидкостью герметичный цилиндрический звукопрозрачный корпу С торцовыми эвукоиэолирукждими крыш ками, закрепленный в нем продольный вибратор, выполненный в виде двух соосных полупакетов из пол ризованных пьеэошайб и размещенной между ними пластины из пассивного материала, снабженных пассивными накладками,ст нутыми армирующим элементом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности в режиме излучени , в промежутках между наклгщками симметрично размещены V-образные акустические жесткие экраны с отверс ти ми, соединенные своими основани ми с пластиной, а кра ми - с кра ми накладок, внешн   поверхность кото .рых выполнена концентрично внутрен- $g ней поверхности корпуса.

Description

Изобретение относитс  к скважинным и гидроакустическим преобразовател м .и может быть использовано в геофизической аппаратуре, гидроакустических приборах, а также дл  построени  аппаратуры акустического воздействи  на нефт ные и газовые плас .ГРЫ дл  интенсификации технологических процессов.

Известен сегментированный цилинлри .ческий преобразователь, выполненный из набора тонких сегментов (призм) 1 .

Недостатками данного прюобразова тел   вл ютс  большие акустические потери в местах соединени  (склейки) призм и мала  прочность, а следо)эательно , и мала  достижима  мощность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  акустический преобразователь, содержащий заполненный диэлектрической жидкостью герметичный цилиндрический з укопрозрачный корпус с торцовыми звукоизолирующими крышками, закреп ленный в нем продольный вибратор,, вы полненный в виде двух соосных полу пакетов из пол ризованных пьезошайб и размещенной между ними пластины из пассивного материала, снабженных пассивными накладками, ст нутыми армирующим эле 1ентом 2,

Недостаток известного устройства состоит в низкой эффективности в режиме излучени  .

Цель .изобретени  - повышение эффективности в режиме излучени ,

Поставленна  цель достигаетс  тем что в акустическом преобразователе, содержащем заполненный диэлектрической жидкостью герметичный цилиндрический звукопрозрачный корпус с торцовыми звукоизолирующими крьшжами, закрепленный в нем продольный вибратор , выполненный в виде двух соосных полупакетов из пол ризованных пьеэошайб и размещенной между ними пластиной из пассивного материала, снабженных пассивными йакладками, ст нутыми армирующим элементом, в промежутках между накладками симметрично размещены V-образные акустические жесткие экраны с отверсти ми, соедин нные своими основани ми с пластиной , а кра ми - с кра ми накладок, внешн   поверхность которых выполненё концентрично внутренней поверхнос тй корщса.

На фиг. 1 изображен предлагаемый преобразователь; на фиг. 2 - то же., ыид сбоку.,

Акустический .преобразователь представл ет: собой продольный полуволновый преобразователь симметричного типа, обт нутый сверху защитной звукопрозрачной резиновой или иной оболочкой I. Внешн   часть верхней накладки 2, выполненна  в виде дуги окружности требуемого ралиуса, имеет отверстие дл  головки армирующего болта 3. Тыльна  поверхность . накладки примыкает к торцу верхнего полупакета 4 из продольно пол ризованных пьезокерамических шайб. В Vобразном акустически жестком экране 5 выполнены отверсти , а торцы его . опираютс  на кра  защитной звукопрозрачной оболочки 6. Отверсти  7 и 8 экрана 5 соедин ют затыльное прост-, ранство А с полрстью Б, а сам экран соедин етс  с пластиной 9 посредством болта 10, число которых, может быть равно одному или более. Между полупакетами размещена пластина 9 пр моугольной формы. Торцы экрана 5 соедин ютс  с защитной оболочкой 6 посредством бол.тов 12, К торцу нижнего полупакета 11 из пьезокерамики, аналогичной полупакету 4, примыкает накладка 13, выполненна  аналогично верхней. Дл  симметрии конструкции центральный угол, в который вписываетс  дуга наклсщки 2 или 13, выбираетс  равным пор дка 90-120 хот  могут быть прин ты и другие значени  этих углов.

Преобразователь также содержит -акустически жесткий экран 14, анало;гичный экрану 5, крепежный болт 15; (аналогичный болту 10, отверсти  16 и 17 между полост ми В иГ и защит ,ную звукопрозрачную оболочку 18, аналогичную оболочке б, выполн.енную из резины, фторопласта, металла и др. .

Внутренн   полость корпуса заполнена трансформаторным маслом, кремнеорганической жидкостью и др. Д-вво преобразовател  подключен к положительным электродам пьезокерамики полупакетов 4 и 11, а аналогичный Е-ввод - к отрицательным. Элементы 2, 4, 9, 11 и 14 сжаты с помощью армируквдего болта 3, ввинченного в накладку 13, и склеены между собой с помощью прочного кле , например типа ДМ5-65, ПЛ-20 или др. Экранирующа  накладка 19 (фиг. 2) из порис ой резины приклеена на верхнюю акустически жесткую крышку 20. Если экран 20 качественный, то эйран 19 может отсутствовать. Экран 21 выполнен аналогично экрану 19. Крышки 20 и 23 с помсодью болтов 22 креп тс  к торцам экранов 5 и 14, а также к пластине 9. Сальниковое устройство 24 служит дл  вывода кабел  25. Рассто ние aS равно половине длины волны в компенсационной жидкости на резонансной частоте.

Акустический преобразователь раЗотает следующим образом.

В режиме излучени  при подаче на вводы Е и Д положительного полупериода напр жени  возбуждени  от генеоа: тора (не показан) высокой частоты длина полупакетов 4 и 11, а вместе с ними и всего преобразовател  вслед ствие продольного пьеэоэффекта увели чиваетс . Наружна  поверхность накла док 2 и 13 создает в иэвучиваемом пространстве акустическую волну сжати . Тыльные поверхности а и 5, нак ладок создают в это врем  Тв компенсационной жидкости, заполн ющей полости А-Г, волну разрежени , причем эта волна распростран етс  от поверх ностей о ki В с временной -задержкой на полпериода, так как путь dБ и Ь6 раэен половине длины волны. Акустическа  энерги  от поверхнос тей о и Ъ проходит через отверсти  7,   17 экранов. 5 и 14.При этом, за счет поперечного пьезоэффекта в излучении участвует и наружна  поверхность полупакетов 4 и 11, ко .тора  излучает продольные волны в фа зе с тыльными поверхност ми наклодок 2 и 13. Полупакеты могут быть за полнены воздухом, если преобразова:тель предназначен дл  работы на небольшой глубине, или же той же крмг

,

25

фиг 2 пенсационной жидкостью, что и полости А-Г. Энерги  таким образом будет излучатьс  во все стороны от излучател  в виде цилиндрических волн и с повышенной эффективностью, поскольку в излучении участвуют наружные и тыльные поверхности .излучател . Так как штотадь тыльной поверхности оказываетс  достаточно большой-, то сопротивление излучени  окажетс  примерно в 2-4 -раза больше сопротивлени  излучени  известного преобразовател . Таким образом, эффективность предлагаемого преобразовател  удаетс  по-высить в 2-4 раза за счет увеличени  сопротивлени  излучени  примерно в 2-4 раза, форма диаграммы направленности преобразована из прожекторной в цилиндрическую, что особенно важ- нопри использовании преобразовател  в скважинах дл  реализации различных технологических процессов и проведэ ни  геологоразведки. Пьезокерамический элемент может быть заменен на магнитострикционный, имеющий витой или шихтованный стержень.

Claims (1)

1. ( АКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВА.'ТЕЛЬ, содержащий заполненный диэлектрической жидкостью герметичный ци'линдрический звукопрозрачный корпус с торцовыми звукоизолирующими крыш· ками, закрепленный в нем продольный, вибратор, выполненный в виде двух соосных полупакетов из поляризованных пьезошайб и размещенной между ними пластины из пассивного материала, снабженных пассивными накладками,стянутыми армирующим элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в режиме излучения, в промежутках между накладками симметрично размещены V-обраэные . акустические жесткие экраны с отверс тиями, соединенные своими основаниями с пластиной, а краями - с краями накладок, внешняя поверхность которых выполнена концентрично внутренней поверхности корпуса.