Пьезоэлектрический сейсмоприемник

 

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЕЙСМОПРИЕМНИК , содержащий герметичный корпус, полностью заполненный жидкостью, и упруго подвешенную в корпусе инертную массу с полостью, в которой с зазором размещен экран, соединенный с инертной массой при . помощи стер}кневого пьезоэлемента, консольно укрепленного на инертной массе, причем экран выполнен полым, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных .возможностей путем обеспечения круговой диаграммы направленности, экран выполнен кольцеообразным и снабжен укрепленным внутри него на середине его высоты диском с отверстиями , стержневой пьезоэлемент выполнен цилиндрическим и жестко скреплен своим свободным концом с диском, а инертная масса выполнена в виде двух одинаковых дисков обтекасл с емой формы, жестко связанных между собой стойками. N9 6Л сд о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) З(511 G 01 V 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

«

F

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3593164/24-25 (22) 20.05.83 (46} 23.11.84, Бюл. 1(- 43 (72) A.C.Òðèôoíîâ и Ю.С.Исаев (71) Украинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 550.834(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 397868, кл. G 01 V 1/16, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3560284/18-25, кл. С 01 Ч 1/16, 1983 (прототип). (54)(57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЕЙСМОПРИЕМНИК, содержащий герметичный корпус, полностью заполненный жидкостью, и упруго подвешенную в корпусе инертную массу с полостью, в которой с зазором размещен экран, соединенный с инертной массой при помощи стер„кневого пьезоэлемента, консбльно укрепленного на инертной массе, причем экран выполнен полым, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей .путем обеспечения круговой диаграммы направленности, экран выполнен кольцеообразным и снабжеи укрепленным внутри него на середине его высоты диском с отверстиями, стержневой пьезоэлемент выполнен цилиндрическим и жестко скреплен своим свободным концом с диском, а инертная масса выполнена д в виде двух одинаковых дисков обтекаф емой формы, жестко связанных между собой стойками.

С:! !2557> 2

Изобретение относится к измери. тельной технике, в частности к устройствам, преобразующим механические колебания в электрические, и может быть использовано в виброметрии, сейсмологии и сейсморазвед" ке

Извсстен пьезоэлектрический сейсмаметр, содержащий сферическую инертную массу, три пары пьезоэлементов, оси чувствительности которых расположены по трем взаимно перпендикулярным направлениям (!) .

Недостатком сейсмометра является наличие в нем статического воз-. 13

| действия инертной массы на пьезо,элементы, что снижает чувствительность пьезоэлементов, Кроме того, сей-маметр имеет неравномерную характеристику направленности, за-, трудняющую обработку регистрируемых материалов.

Наиболее близким к изобретению является пьезоэлектрический сейсмаприемник, содержащий герметичный корпус, полностью заполненный жидкостью, и упруго подвешенную в корпусе инертную массу с полостью, в которой с зазором размещен экран, соединенный с инертной массой по30 средством стержневого пьезоэлемента, консольно укрепленного на инертной массе, причем экран выполнен пальи.

В пзвестном сейсмоприемнике устранено статическое воздействие инертной массы на пьезоэлемент (2) .

НедоcòàткoM известного устройства является отсутствие возможности обеспечения круговой равномерной,циаграммы направленности в силу того, что геометрия полости в инертной массе,. конструкция экрана и пьезоэлемента допускают измерения колебаний лишь в одном горизонтальном направлении.

Цель изобретения — расыирение функциональных возможностей путем обеспечения круговой диаграммы направленности.

Указанная цель достигается тем, что в пьезоэлектрическом сейсмоприемнике, содержащем герметичный кор- 30 пус, полностью заполненный жидкостью, H упруго подвешенную в корпусе инертНУЮ MQCCj С ПОЛОСТЬЮq В КОТОРОН С .зазором размещен экран, соединенный с инертной массой при помощи стержне-33 ваго пьезоэлемента, кансольно укрепленного на инертной массе„ причем экран выполнен полым, экран выполнен кольцеобразным и снабжен укрепленным внутри него на середине его высоты диском с отверстиями, стержневой пьезоэлемент выполнен цилиндрическим и жестко скреплен своим свободным концом с диском, а инертная масса выполнена в виде двух одинаковых цискав обтекаемой формы, жестко связанных между собой стойками.

На чертеже, представлен сейсмоприемник, общий вид, С корпусом ) сейсмоприемника, ПОлнОстью заполненным жидкостью посредством пружинного подвеса 2 связана инертная масса 3, выполненная в виде двух одинаковых дисков обтекаемой формы, которые жестко скреплены между собой стойками 4.

Б центре нижнего основания верхнего диска инертной массы 3 консольно установлен цилиндрический пьезоэлемент 5, к которому жестко крепится диском 6 кольцеообразный экран ?.

Экран 7 имеет двойные полые стенки

8, обеспечивающие жесткость экрана и компенсирующие его вес в жидкости, исключая тем самым статическое воздействие веса экрана на пьезоэлемент 5 е

Под воздействием упругих колебаний в горизонтальной плоскости корпус вместе с заключенной в нем жидкостью смещается относительно инертной массы

3, которая благодаря обтекаемой форме не испытывает заметного воздействия са стороны жидкости. Усилие, оказываемое жидкостью на экран 7, пропорционально плошади проекции экрана HG плоскость, параллельную его продольной оси. Под воздействием этого усилия экран 7 смещается относительна инертной массы 3, вследствие чего пьезоэлемент 5 испытывает изгибну о деформацию, пропорционально которой вырабатывает электрический сигнал. Цилиндрическая форма экрана и пьезоэлемента обеспечивает круговую диаграмму направленности сейсмоприемника в горизонтальной плоскости.

При вертикальном смещении сейсмоприемпика жидкость воздействует на основании дисков инертной массы 3 и перегородку экрана 7. Вследствие этого экран смещается вместе с инертной массой, не оказывая воздействия на пьезоэлемент.

Небольшие отклонения ориентации корпуса сейсмоприемника от вертикаль" най оси не влияют на его работоспоСоставитель И.Спасский

Редактор О.Бугир Техред,З,Палий Корректор 0.Тигор

Заказ 8534/34 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э 1125 собность, так как свободный пружинный подвес 2 инертной массы 3 обеспечивает вертикальную ориентацию чувст- вительной системы сейсмоприемника.

Жидкость, полностью заполняющая корпус сейсмоприемника, помимо своего основного назначения — передачи смещения корпуса экрану, оказывает также эффективное демпфирование 10 пружинного подвеса 2 инертной массы

3. Кроме этого, плотность жидкости определяет высокочастотную часть амплитудно-частотной характеристики сейсмоприемника — чем меньше плотность жидкости, тем более высоко570 4 частотные колебания способен воспринимать сейсмоприемник.

ПредлагаемьпЪ сейсмопрнемник, обладая круговой диаграммой направ-. ленности, обеспечивает регистрацию упругих колебаний в горизонтальной плоскости без искажений, независимо от направления их прихода в точку регистрации в диапазоне частот от нескольких килогерц.

Преимущество предлагаемого сейсмоприемника заключается в наличии круговой диаграммы направленности, высокой чувствительности и ровной частотной характеристики в широком диапазоне частот,