SU911404A1 - Сейсмический датчик - Google Patents

Description

(Ц) СЕЙСМИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

1

Изобретение относитс  к приборостроительной промышленности и может быт использовано дл  определени  механических колебаний грунта, например, в строительной технике или в системах сейсмической сигнализации.

Основными конструктивными элементами известного сейсмического датчика  вл ютс  масса, упругие элементы , демпфирующие устройства и выходные органы. Принцип действи  датчика заключаетс  в том, что инертна  масса, не имеюща  жесткой св зи с корпусом, жестко св зана с преобразователем Механических колебаний в электрические сигналы СП.

Однако чувствительность таких датчиков в значительной мере дграничиваетс  величиной инертной массы, а наличие упругих элементов и демпфирующих устройств усложн ет конструкцию и уменьшает надежность.

Известен также пьезоэлектрический, датчик, инертна  масса ,которого имеет жесткую св зь с корпусом через пьезопреобразователь 23.

Несмотр  на простоту конструкции пьезодатчика с инертной массой его чувствительность также в значительной степени ограничена величиной инертной массы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  сейсмический датчик, состо щий из корto пуса, удлинител  и герметизированного чувствительного элемента. Сейсмический датчик Имеет корпус клинообразной формы из однородного материала , в котором вмонтирован чувствиIS тельный элемент, состо щий из металлической пустотелой коробки с мембраной , на которой жестко закреплена пластинка пьезопреобразовател , имеюща  выводные проводники дл  подклю20 чени .

Клинообразный корпус сейсмодатмика имеет специальные срезы на гран х что позвол ет облегчить установку в 39 грунт и улучшает восприимчивость сей смических колебаний. Работа сейсмодатчика заключаетс  в том, что будучи установлены в грунт,, мембрана чувствительного эле мента воспринимает колебани  частиц грунта, по вл ющиес  в момент прохождени  сейсмических волн. Закрепленный на мембране пьезоэлемент повтор ет колебани , мембраны преобразовыва  их в электрические сигналы соответственно воздействию сейсмических волн ГЗ. Недостатком такого сейсмодатчика  вл етс  низка  чувствительность, ограниченна  жесткостью корпуса датчика и размерами пьезокерамического элемента. Кроме этого, датчик обладает недостаточной надежностью из-за возможных поломок пьезоэлемента при чрезмерных нагрузках на мембрану, jнапример при замораживании влажного :грунта. , Цель изобретени  - повышение чувс вительности с одновременным обеспече-25 |Нием высокой надежности при долговременной эксплуатации. Поставленна  цель достигаетс  тем что часть удлинител  чувствительного элемента расположена внутри корпуса дно которого и.удлинитель жестко сое динены с чувствительным элементом, причем пространство между удлинителе и внутренними стенками корпуса герме тизировано упругим материалом. На фиг„ t представлена принципиальна  схема сейсмического датчика; на фиг. 2 - электромагнитна  зависимость чувствительности сейсмического датчика от длины удлинител . Сейсмический датчик содержит корпус 1, удлинитель 2, чувствительный элемент 3 в виде упругого подкреплени  , преобразователи 5 В зазоре между корпусом 1 и удлинителем 2 с чувствительным элементом 3 содержитс  упругий материал - герметик 6. Сейсмический датчик снабжен электрическими выводами 7. На фиг. 2 по оси абсцисс отложена длина удлинител  Й в метрах, а по оси ординаты - чувствительность в мк Устройство работает следующим об разом. Сейсмодатчик. установленный в гоунт, корпусом 1 и удлинителем 2 воспринимает колебани  частиц грунt та, по вл ющиес  в момент прохождени  сейсмических волн. Закрепленный жестко между корпусом 1 и удлинителем 2 чувствительный элемент, 3 через упругое подкрепление с жестко установленным преобразователем 5, например, выполненным из пьезокерамики, воспринимает колебани  корпуса 1 и удлинител  2, преобразу  их в электрические сигналы соответственно воздействию сейсмических волн Дл  подключени  сейсмического датчика предусмотрены электрические выводы 7. Принцип действи  приемника заключаетс  в том, что будучи установленным в грунт, жестка  конструкци  приемника воспринимает колебани  частиц грунта одновременно корпусом и удлинителем 2. Но так как крайние точки корпуса 1 и удлинител  2 наход тс  на некотором рассто нии, равном длине приемника, то колебани  частиц грунта происход т в соответствии с прохождением сейсмических волн, не  вл ютс  идентичными по частоте и не совпадают по фазе. В одно и то же врем , например в Случае прохождени  продольной сейсмической волны, приемник может использовать сжатие или раст жение в зависимости от направлени  перемещени  части грунта. В этой св зи максимальна  чувствительность приемника может быть получена при его длине, равной полуволне сейсмического колебани  ( м), что не достигаетс  из-за резкого увеличени  приемника в св зи с необходимостью обеспечить его жесткость. Однако ,уже при длине приемника около 0,2 м (фиго 2) его чувствительность в несколько раз выше чувствительности известного электродинамического сейсмоприемника типа СВ-10, с увеличением длины приемника (врр) до 1,5 м его чувствительность возрастает .практически по линейному закону , а далее при ПР выше 1,5 м, скорост нарастани  чувствительности, уменьшаетс , что подтверждает описанный принцип действи . При изменени х веса приемника (удлинител ) заметных изменений чувствительности не наблюдаетс . Таким образом, предлагаемый сейсмический датчик позвол ет повысить чувствительность, упростить конструкцию и увеличить надежность. ,

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Сейсмический датчик, состо щий из корпуса, удлинител  и герметизированного чувствительного элемента, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  чувствительности и надежности, часть удлинител  расположена внутри корпуса, дно которого и удлинитель жестко соединены с чувствительным элементом, причем пространство между удлинителем и корЭПЮ 6

   пусом герметизировано упругим материалом

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   К Справочник Датчик контрол  и регулировани , М., Машгиз, 19б5, Со ttSS-SSK
2. 2„ Иориш Ю.И . Виброметри . М., Машгиз, 1963, с. 568-569.
3. 3. Патент США № 380б909, кл. , опублик, (прототип)

   ц мкВ

   fltOO1200/eeff800600