Акустический преобразователь

 

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 поляризованных пьеэошайб 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 наклгщками симметрично размещены V-образные акустические жесткие экраны с отверс тиями, соединенные своими основаниями с пластиной, а краями - с краями накладок, внешняя поверхность кото .рых выполнена концентрично внутрен- $g ней поверхности корпуса.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

PECflVSflHW (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О ПОКРЫТИЙ 1

1 (21) 344561/18-10 (22) 24,05.82 (46) 30.09,83. Бюл. Р 36 (72) В.Н.Носов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии (53) 534.232(088.8) (56) 1. Свердлин Г.М. Гидроакустические преобразователи и антенны, Л., Судостроение, 1980, 2. Патент США Р 354330, кл. 340-10, 1970 (прототип).

f (54 ) (57) АКУСТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВА-! ТЕЛЬ, содержащий заполненный диэлектрическойй жидкостью герметичный ци линдрический звукопрозрачный корпус

g(51) 0 01 Ч 1 40 Н 04 R 1 0 с торцовыми эвукоиэолирукв(ими крышками„ закрепленный в нем продольный вибратор, выполненный в виде двух соосных полупакетов иэ поляризованных пьеэошайб и размещенной между ними пластины из пассивного материала, 1 снабженных пассивными накладками, стянутыми армирующнм элементом, о т л и ч аю щ и и -ятем,,что, с целью повышения эффективности в режиме излучения, в промежутках между накладками симметрично размещены Ч-обраэныв акустические жесткие экраны с отверс тиями, соединенные своими основаниями с пластиной, а краями - с краями накладок, внешняя поверхность которых выполнена концентрично внутрен- @ ней поверхности корпуса °

1045189 ружности требуемого радиуса, имеет отверстие для головки армирующего болта 3. Тыльная поверхность накладки примыкает к торцу верхнег полупакета 4 нэ продольно поляриэованных пьеэокерамических шайб. В Vобразном акустически жестком экране

5 выполнены отверстия, а торцы его . опираются на края защитной звукопроз. рачной оболочки 6. Отверстия 7 и 8 экрана 5 соединяют эатыльное прост-, ранство A с полостью Б, а сам экран соединяется с пластиной 9 посредством болта 10, число которых. может быть равно одному или более, Между

-15 полупакетами размещена пластина 9 прямоугольнгй формы. Торцы экрана 5 соединяются с защитной оболочкой 6 посредством болтов 12, К торцу нижнего полупакета 11 из пьезокерамики, аналогичной полупакету 4, примыкает накладка 13, выполненная аналогично верхней. Для симметрии конструкции центральный угол, в который вписывается дуга накладки 2 или 13, выбирается равным порядка 90-120, хотя могут быть приняты и другие значения этих углов.

Преобразователь также содержит . .акустически жесткий экран 14, аналогичный экрану 5, крепежный болт 15, 1аналогичный болту 10, отверстия 16 и 17 между полостями В и Г и защит" ,ную эвукопроэрачную оболочку 18, . аналогичную оболочке 6, выполненную иэ резины, фторопласта, металла и

M др.

Внутренняя полость корпуса заполнена трансформаторным маслом, кремполупакетов иэ поляризованных пьезошайб и размещенной между ними пластиной иэ пассивного материала, снаб" женных пассивными йакладками, стянутыМи армирующим элементом, в промежутках между накладками симметрично размещены Ч-образные акустические жесткие экраны с отверстиями, соедищнныв своими основаниями с пласти, ной, а краями — .с краями накладок, внешняя поверхность которых выполнена концентрично внутренней поверхнос ти корпуса.

На фиг, 1 изображен предлагаемый преобразователь; на фиг. 2 - то же, ыид сбоку. помощью прочного клея, например типа ДМ5-65, ПД-20 или др. Экранирующая накладка 19 (фиг. 2) из пористой резины приклеена на верх- нюю акустически жесткую крышку 20.

Если экран 20 качественный, то экран

19 может отсутствовать. Экран ?1 выполнен аналогично экрану 19. Крышки 20 и 23 с помощью болтов 22 крепятся к торцам экранов 5 и 14, а также к

55 пластине 9. Сальниковое устройство

24 служит для вывода кабеля 25. Расстояние а8 равно половине длины вол. ны в компенсационной жицкости на резонансной частоте.

Акустический преобразователь работает следукщим образом.

Акустический .преобразователь предИзобретение относится к скважинным и гидроакустическим преобразователям и может быть использовано в геофизической аппаратуре, гидроакустических приборах, а также для построения аппаратуры акустического. воздействия на нефтяные и гаэовые плас rm для интенсификации технологических процессов.

Известен сегментированный цилиндрический преобразователь, выполненный иэ набора тонких сегментов (приэм) (1).

Недостатками данного преобразователи являются большие акустические потери в местах соединения (склейки) призм и малая прочность, а следова" тельно, и малая достижимая мощность.

Наиболее близким к предлагаемому по .технической сущности является акустический преобразователь, содер" жащий заполненный диэлектрической жидкостью герметичный цилиндрический зъукопрозрачный корпус с торцовыми: звукоиэалирующими крымсками, закрепленный в нем продольный вибратор, выполненный в виде двух соосных полу пакетов из поляризованных пьезошайб и размещенной между ними пластины из пассивного материала, снабженных пассивными накладками, стянутыми армирующим-элементом (2).

Недостаток известного. устройства состоит в низкой эффективности в режиме излучения..

Цель .изобретения - повышение эффективности в режиме излучения.

Поставленная цель достигается тем что в акустическом преобразователе, содержащем заполненный диэлектрической жидкостью герметичный цилиндрический звукопрозрачный.корпус с торцовыми эвукоиэолирующими крьмками, закрепленный в нем продольный вибратор, выполненный в виде двух соосных ставляет:собой продольный полуволновый преобразователь симметричного типа, обтянутый сверху. защитной звукопрозрачной резиновой или иной оболочкой 1. Внешняя часть верхней нак-, ладки 2, выполненная в виде дуги ок- неорганической жидкостью и др. Д-ввод преобразователя подключен к положи4О тельным электродам пьезокерамики полупакетов 4 и 11, а аналогичный

Е-ввод — к отрицательным. Элементы

2, 4, 9, 11 и 14 сжаты с помощью армирующего болта 3, ввинченного в нак45 ладку 13, и склеены между собой с

В режиме излучения при подаче на вврды Е и Д положительного полупериода напряжения возбуждения от генерал

1045189

Составитель В.Вавер

; Редактор Ю.Ковач ТехредЛ.Микеш.

Корректор И.Эрдейи

Заказ 7548/49 Тираж 710 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП, Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 тора (не показан) высокой частоты длина полупакетов 4 и ll а вместе с ними и всего преобразователя вследствие продольного пьезоэффекта увеличивается. Наружная поверхность накладок 2 и 13 создает в извучиваемом пространстве акустическую волну сжатия. Тыльные поверхности а и, накФ % ладок создают s это время в компен« сационной жидкости, заполняющей полости A-Г, волну разрежения, причем эта волна распространяется от поверх- ностей 0 и Ь с временной эадержкой на полпериода, так как путь аб и b8 рарен половине длины волны.

Акустическая энергия от поверхностей а и Ъ проходит через отверстия

7, 8, 16 и 17 экранов. 5 и 14. При этом за счет поперечного пьезоэффекта в излучении участвует и наружная поверхность полупакетов 4 и 11, которая излучает продольные волны в фа-. зе с тыльными поверхностями наклодок 2 и 13. Полупакеты могут быть заполнены воздухом, если преобразова- .тель предназначен для работы на небольшой глубине, или же той же ком3 пенсационной жидкостью, что и полос- ти A-Г.

Энергия таким образом будет излучаться во все стороны от излучателя в виде цилиндрических волн и с повы-. шенной эффективностью„ поскольку в излучении участвуют наружные и тыльные поверхности .излучателя.. Так как площадь тыльной поверхности оказывается достаточно большой; то сопро1О тивление излучения окажется примерно ,в 2-4 раза больше сопротивления излучения известного преобразователя.

Таким образом, эффективность предлагаемого преобразователя удается по-.

15 высить в 2-4 раза за счет увеличения сопротивления излучения примерно в

2-4 раза, форма диаграммы направленности преобразована иэ.прожекторной в цилиндрическую, что особенно важ-2О но при использовании преобразователя. в скважинах для реализации различных технологических процессов и проведения геологоразведки. Пьезокерамический элемент может быть заменен на 5 .магнитострикционный, имеющий витой нли шнхтованный стержень.