SU898364A1 - Устройство дл возбуждени упругих колебаний - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к акустическим методам разведочной геофизики, где источники упругих колебаний электромеханического преобразовани  энергии используют электрогидравлический эффект и может быть использовано при сейсмоакустических методах исследований иа акватори х морей и океанов.

Известны устройства возбуждени  упругих колебаний при сейсмоакустических исследовани х, содержащие емкостной накопитель энергии, управл емый разр дник и излучатель упругих колебаний 1.

Недостатком этих устройств  вл етс  нестабильность параметров возбуждаемьк импульсов давлени .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство возбуждени  упругих колебаний , содержащее соединенные между собой излучатель и генератор импульсов , состо щий из регулируемого высоковольтного выпр мител , соединенного с емкостным накопителем и разр дником, управл емым синхронизатором . В этом устройстве сделана попытка решить задачу стабилизации параметров излучаемых импульсов давлени  путем стабилизации разр дного напр жени  2 .

Однако устройство имеет недостаточную стабильность параметров возбуждаемых импульсов давлени , обусловленную ,- как показывают исследовани , главным образом изменением межзлектродного рассто ни  от разр да к разр ду из-за неравномерного разрушени  (сгорани ) электродов и изол ционного материала между ними.

Цель изобретени  - повышение стабильности возбуждаемых импульсов упругих колебаний с межзлектродным рассто нием , при котором наблюдаетс  максимум КПД преобразовани  электри- ческой энергии в акустическую.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство возбуждени  упругих 3 . 89 колебаний, содержащее, соединенные между собой излучатель и генератор импульсов, состо щий из регулируемого высоковольтного выпр мител , соединенного с емкостными накопителем и разр дником, управл емым внешним синхронизатором, снабжено измеритель ным сопротивлением, дополнительным генератором импульсов, пороговой схемой и схемой совпадени , причем емкостные накопители генераторов импульсов соединены между собой, измерительным сопротивлением и со входом пороговой схемы, два выхода пороговой схемы соединены с регулировочны ми входами регулируемых выпр мителей а третий - с управл емым разр дником дополнительного генератора импульсов через схему совпадени  И, управл емую внешним синхронизатором. На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - семейство кривых токовых импульсов дл  различных межзлектродных рассто ний. Устройство возбуждени  упругих колебаний (фиг. 1) содержит излучатель 1, соединенный через управл емый разр дник 2 с емкостным накопителем 3 и регулируемым выпр мителем 4. Излучатель 1 соединен также через управл емый разр дник 5 с.емкостным накопителем 6 и регулируемым выпр мителем 7. Последовательно в цепь разр да емкостных накопителей 3 и 6 включено измерительное сопротивление 8, а их обща  точка соединена со вхо дом пороговой схемы 9, два выхода пороговой схемы 9 соединены с регули ровочными входами регулируемых выпр  мителей 4 и 7, а третий - с управл емым разр дником 5 через схему совпадени  К 10, второй вход схемы совпадени  И 10 и управл емый разр дник 2 соединены с внешним синхронизатором . Излучатель 1, измерительное сопротивление 8 и регулируемые выпр ми тели 4 и 7 соединены с общей шиной. На фиг. 2 крива  11 тока соответствует критическому межэлектродному рассто нию. Крива  12 тока соответствует межэлектродному рассто нию меньше критического. Крива  13 тока соответствует межэлектродному рассто  нию больше критического. Проводились исследовани  по вы влению зависимостей величины и формы импульсов тока в разр дной цепи устройств возбуждени  упругих колебаний при использовании электрогидравлического эффекта. Бьшо установлено, что дл  каких-то определенных условий среды разр да (.температура, соленость и пр.), существует свое определенное критическое межэлектродное рассто ние , где наблюдаетс  смена типа разр да . Так при межэлектродных рассто ни х больше критического наблюдаетс  коронный разр д, при рассто ни х меньше критического наблюдаетс  пробой . Смена типа разр да имеет свое отражение в форме и величине импульса тока в разр дной цепи. Было замечено, что максимальное преобразование электрической энергии в акустическую, т. е. самый большой КПД преобразовани  энергии, находитс  у незавершенного ( коронного разр да вблизи критического рассто ни . Использу  результаты исследований, предлагаетс  устройство стабилизации параметров импульсов давлени , которые  вл ютс  зависимыми от многих переменных и, прежде всего от межэлектродного рассто ни . Регулирование величины межэлектродного рассто ни  ведетс  путем изменени  подводимой электрической энергии к электродам. Причем, чтобы величина подводной электрической энергии при регулировании межэлектродного рассто ни  меньше вли ла на импульс давлени , подводима  энерги  измен етс  по разному. Так, при уменьшении межэлектродного рассто ни  электрическа  энерги  уменьшаетс  путемуменьшени  напр жени  на емкоетном накопителе, а при увеличении рассто ни  , она увеличиваетс  путем увеличени  емкости накопител  где W - энерги  зар женного накопител ; С - емкость накопител ; и - напр жение на накопителе. Устройство возбуждени  упругих колебаний работает следующим образом. От сети переменного тока через регулируемый выпр митель 4 зар жаетс  емкостной накопитель 3 до нескольких киловольт (3-10 кВ J. По команде внешнего запуска емкостной накопитель 3 разр жаетс  через управл емый разр дник 2 на излучатель I, который обычно конструктивно выполнен в виде

отрезка коаксиального кабел , центральна  жила и оплетка которого  вл ютс  электродами и расположены в воде , причем, вода  вл етс  естественной средой, где происходит разр д и электромеханическое преобразование электрической энергии в акустическую

С измерительного сопротивлени  8 снимаетс  напр жение и подаетс  на |вход пороговой схемы 9. Это напр жение соответствует форме тока в разр дной цепи. На фиг. 2 крива  11 тока соответствует нормальной работе излучател  с межэлектродным рассто нием близким к критическому, при котором происходит незавершенный разр  ( коронный)с наибольшим КПД преобразовани  энергии. При уменьшении межэлектродного рассто ни  незавершенный разр д переходит в завершенный (пробой) , которому соответствует крива  12 тока. При увеличении межэлектродного рассто ни  незавершенный разр д продолжает оставатьс  незавершенньм , но амплитуда тока уменьшаетс  ( крива  13 тока на фиг. 2).

Если по какой-либо причине происходит уменьшение межэлектродного рассГо ни , что соответствует кривой 12 тока (фиг. 2), срабатывает порогова  схема 9 по нижнему уровню, и на регулируемый выпр митель 4 с пороговой схемы поступает команда. С регулируемого выпр мител  снимаетс  пониженное напр жение, до которого зар жаетс  емкостной накопитель 3, и очередной разр д в цепи излучател  происходит с пониженной энергией и напр жением по отношению к предыдущему циклу разр да. Это, в свою очередь, приводит к пониженному разрушению изол ции и электродов излучател  и увеличивает межэлектродное рассто ние до нормального, не вызыва  изменени  амплитуды импульса давлени .

Если у излучател  в процессе работы произошло увеличение межэлектродного рассто ни , что соответствует кривой 1.3 тока (фиг. 2) срабатывает порогова  схема 9 по верхнему уровню и поступает команда на регулируемый выпр митель 7 и разрешение на работу управл емого разр дника 5 от очередного импульса запуска через схему совпадени  И 10. По этой коман де с регулируемого выпр мител  7 подаетс  выбранное напр жение на емкостной накопитель 6 и при очередном запус через излучатель 1 идет разр дный ток двух емкостных накопителей 3 и 6 энергии что приводит к более интенсивному разрушению изол ции и элктродов излучател  и восстанавливае прежний межэлектродный промежуток. Увеличение энергии при разр де путе увеличени  емкости за счет подключени  второго накопител  приводит к незначительному увеличению амплитуды импульса давлени , практически малозаметному.

Работа предлагаемого устройства разобрана дл  случа  выполнени  излучател  в виде отрезка коаксиального кабел , но это не исключает ег работоспоробности и положительного эффекта при других вариантах излучателей .

Claims (2)

1.. Авторское свидетельство СССР № 243205, кл. G 01- V 1/157, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР № 504994, кл. G 01 V 1/157, 1974 (прототип).

22Т

о/

/u/

Т W

Й/г./

X