SU1492333A1 - Пьезоэлектрический сейсмоприемник - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сейсмометрии, а именно к устройствам, преобразующим упругие колебани  в электрические, и может быть использовано в высокочастотной сейсморазведке и сейсмоакустике. Цель - повышение чувствительности. Установкой пьезоэлементов на цилиндрических опорах обеспечиваетс  односторонний прогиб, при котором на каждой обкладке индуцируютс  только одноименные зар ды. Резиновые кольца, на которых установлена инертна  масса в корпусе, обеспечивают возможность колебательных движений ее соосно с корпусом. А их высока  поперечна  жесткость определ ет низкий уровень паразитных (поперечных) колебаний инертной массы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к средствам сейсмометрии, а именно к устройствам, преобразующем упругие колебани  в электрические, и может быть использовано дл  регистрации упругих волновых процессов.в высокочастотной сейсморазведке и сейсмоакустике.

Цель изобретени  - повьпиение чувствительности пьезоэлектрического сейсмоприемника.

На чертеже изображена конструкци  сейсмоприемника.

Сейсмоприемник содержит цилиндрический корпус 1, ратмегаенную в нем цилиндрическую инертную массу 2 и пьезоэлементы 3. По периметру инертной массы вблизи ее торцоп расположены два тора - резиновых кольца 4 круглого сечени , кон гактирую1цих внешней поверхностью с корпусом 1. В инертной массе 2 выполнено осевое отверстие , в котором установлены два твердых шарика 5 и расположенна  между ними в эпоксидном компаунде 6 пружина 7. Шарики 5 выступают за торцы инертной массы и прижаты к центральной части пьезоэлементов 3, выполненных в виде биморфных пр моугольных пластин. Пьезоэлементы установлены на цилиндрических опорах 8, располагаемых параллельно друг другу по противоположньм кра м пьезоэлементов перпендикул рно их продольной оси и между Плоскостью пьезоэлементов и изолирующими прокладками 9 в торцовьк част х корпуса приемника. Электрические сигналы с обклалок пьезоэлементов снимаютс  погредством прижимных контактов К).

149

В качестве цилиндрических опор 8 могут быть использованы отрезки металлической проволоки диаметром, меньшим величины максимально возможного прогиба пьезоэлементов, что исключает разрушение пьезоэлементов при больших ускорени х корпуса приемника .

В собранном виде сейсмоприемника при еще жидком состо нии эпоксидного компаунда 6 пружина 7 с равным дл  обоих шариков 5 усилием поджимает их к пьезоэлементам 3 и при затвердевани  пьезоэлементов, определ ю1ц и высокую чувствительность приемника. Резиновые кольца 4, на которых установлена инертна  масса, облада  податливостью в направлении продольной оси приемника (за счет возможности раст жени  их внешней поверхности и сжати  внутренней), обеспечивают возможность колебательных движений инертной массы соосно с корпусом. При этом эластичность колец определ ет эффективное деьтфирование собственных колебаний инертной массы,

25

НИИ компаунда шарики 5, име  жесткий 5 обуславлива , тем самым, линейность контакт с пьезоэлементами, прочно св зываютс  в единое целое с инертной массой.

Шарики 5 выполн ютс  из твердого материала с той целью, чтобы обеспе- 20 чивалась возможность передачи пьезоэлементами колебаний в широком диапазоне частот. При выполнении шариков из металла обеспечиваетс  также последовательность электрического соединени  Льезоэлементов и тем самым возрастание вдвое чувствительности приемника.

Диаметр осевого отверсти  инертной ма,ссы выбирают таким образом, чтобы содержащийс  между шариками эпоксидный компаунд не смог проникнуть в зазор между поверхностью шариков и поверхностью осевого отв.ерсти .

Сейсмоприемник работает следующим образом.

30

35

амплитудно-частотной характеристики приемника.

Высока  поперечна  жесткость резиновых колец (поскольк в поперечной плоскости приемника резиновые кольца работают только на сжатие) определ ет низкий уровень паразитных (поперечных) колебаний инертной массы и делает возможным использование инертной массы значительной величины что обеспечивает расширение амплитуд но-частотной характеристики приемника в область низких частот. I

Предлагаемый приемник, по сравнению с базовым объектом и известным приемником помимо высокой чувствительности и линейной амплитудно-частотной характеристики в широком диапазоне частот имеет простую конструк цию, обладает эксплуатационной надеж ностью.

Упругие колебани  среды, в которой установлен приемник, смещают его

корпус 1 относительно инертной массы 2. Вследствие этого инертна  масса посредством выступающих на ее торцах шариках 5 оказывает воздействие на пьезоэлементы 3, вызыва  их изгибные деформации, пропорционально величине которых на обкладках пьезоэлементов индуцируютс  электрические зар ды

Установкой предлагаемой конструкции пьезоэлементов на цилиндрических опорах обеспечиваетс  односторонний

прогиб пьезоэлементов, при котором одна поверхность пьезоэлемента испытывает только деформацию сжати , а друга  только деформацию раст жени 

и, следовательно, на одной обкладке пьезоэлемента индуцируютс  только одноименные зар ды. Этим достигаетс  при прочих р.чнных услопи х максимально ВОЗМОЖН111Й к(1эф(Ьициент преобразова

обуславлива , тем самым, линейность

амплитудно-частотной характеристики приемника.

Высока  поперечна  жесткость резиновых колец (поскольк в поперечной плоскости приемника резиновые кольца работают только на сжатие) определ ет низкий уровень паразитных (поперечных) колебаний инертной массы и делает возможным использование инертной массы значительной величины, что обеспечивает расширение амплитудно-частотной характеристики приемника в область низких частот. I

Предлагаемый приемник, по сравнению с базовым объектом и известным приемником помимо высокой чувствительности и линейной амплитудно-частотной характеристики в широком диапазоне частот имеет простую конструкцию , обладает эксплуатационной надежностью .

д

Claims (2)

1.Пьезоэлектрический сейсмоприем- ник, содержащий корпус, пьезоэлектрические элементы и цилиндрическую инертную массу, подвешенную в корпусе , отличающийс  тем,что, с целью повышени  чувствительности, пьезоэлементы вып(5 1нены в виде пр моугольных пластин и установлены на цилиндрических опорах, расположенных параллельно друг другу ме аду торцовыми част ми корпуса и пьезоэлементами вдоль их меньших сторон, причем в центрах торцов инертной массы закреплены шаровые элементы, контактирую- uine с центрами пьезотлемеитов.

2.Сейсмоприемник пч п,1, о т чающийс   тем, что, с целью улучшени  амплитуди() 1ЧГГНОЙ хал и|

поверхностью инерционной массы у ее торцов и стенками корпуса установле//И

тороидальной формы.

±±