Пьезоприемник давления для сейсморазведки

 

ПЬЕЗОПРИЕМНИК ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ, содержащий корпус, два симметричных пьезопреобразователя , каждый из которых состоит из пьезоэлемента, закрепленного на металлической мембране, и токовыводы, один из которых соединен с мембранами , отличающийся тем, что ,с целью повьшения чувствительности и помехозащшценности, пьезоприемник давления содержит две дополнительные металлические мембраны, упруго закрепленные по краям в корпусе , а также механически и электрически соединенные с центрами пьезопреобразователей , при этом второй токовывод соединен с дополнительными мембранами.

СОЮЗ ССНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕОЪаЛИК (19) (11) 4(5() 01 V 1!16

Г - З

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -"

ЮСУДАРСТЗЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР лй а а (54) (57) ПЬЕЗОПРИЕМНИК ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ

СЕЙСМОРАЗВЕДКИ, содержащий корпус, 7 2 1

Й АВТОРСНОВФЪГ СЮЩВТВ1ЬСТВУ (21) 3524182/18 25 (22) 21, 12. 82 (46) 15.02.85. Бюл. Ф 6 (72) А.Д.Павлов, И.М.Пантюхин, С.Г.Тактаров, Г.В.Шишанов и Б.Я.Нтивельман (53) 550.834(088.8) (56) 1. Кулиев Ю.Н. и др. Пьезоприемники давлений. Изд-во Ростовского университета. 1976, с. 122.

2 ° Пьезоприемник НС-202. Реклама фирмы Geomecanipue, Франция, 1977 (прототип). два симметричных пьеэопреобразователя, каждый из которых состоит из пьезоэлемента, закрепленного на металлической мембране, и токовыводы, один из которых соединен с мембранами, отличающийся тем, что,с целью повьппения чувствительности и помехозащищенности, пьезоприемник давления содержит две дополнительные металлические мембраны, упруго закрепленные по краям в корпусе, а также механически и электри- чески соединенные с центрами пьезопреобразователей, при этом второй токовывод соединен с дополнительными мембранами.

1140074

Изобретение относится к аппаратуре для сейсмической разведки на акваториях, в частности к пьезоприемникам давления.

Наиболее распространены пьезоприемники с чувствительным элементом изгибного типа, имеющие повышенную акустическую чувствительность.

Известен пьезоприемник, чувствительным элементом которого является дисковая пьезокерамическая пластина, наклеенная токопроводящим клеем на металлическую мембрану, защемленную по контуру Pt). 15

При морских сейсмических работах с источниками малой мощности, проводимых на высоких скоростях буксировки, приводящих к большим уровням буксировочных шумов, для увеличения 20 глубинности исследований необходимо дальнейшее повышение отношения сигнал/помехи, что достигается путем увеличения акустической чувствительности приемников. 25

Наиболее близким к предлагаемому является пвеэоприемник давления для сейсморазведки, содержащий корпус, два симметричных пьезопреобразователя, каждый из которых состоит 3р из пьезоэлемента, закрепленного на металлической мембране, и токовыводы, один из которых соединен с мембранами E2 ).

Недостатком известной конструкции З5 является расположение пайки и контактного провода наружного электрода пьезокерамической пластины на самой пластине, что нарушает механическую симметрию чувствительного элемента 4р и приводит к повышению чувствительности пьезоприемника и к вибрации.

Цель изобретения — повышение чувствительности и помехозащищенности. 45

Указанная цель достигается тем, что пьезоприемник давления для сейсморазведки, содержащий корпус, два симметричных пьезопреобразователя, каждый из которых состоит из пьезо- gp элемента, закрепленного на металлической мембране, и токовыводы, один из которых соединен с мембранами, содержит две дополнительные металлические мембраны, упруго закрепленные 55 по краям в корпусе, а также механически и электрически соединенные с центрами пьезопреобразователей, при этом второй токовывод соединен с дополнительными мембранами.

Сущность изобретения заключается в передаче внешнего давления, действующего по всей площади мембраны, на центральную точку пьезоэлемента, что .обеспечивает больший прогиб ньезокерамики и приводит к увеличению выходного сигнала. Для обеспечения механической симметрии и понижения чувствительности к помехам вибрационного происхождения выступ мембраны соединяется с пьезокерамической пластиной так, чтобы между ними был надежный электрический и механический контакт (например, с помощью пайки), На чертеже схематически представлена предлагаемая конструкция пьезоприемника.

В корпусе 1 посажены на клей металлические мембраны 2 с пьезокера;мическими пластинами 3, образующие пьезопреобразователи. Между мембранами и корпусом имеется зазор, необходимый для прогиба мембран под воздействием полезного сейсмического сигнала. Величина зазора выбира— ется такой, чтобы было предотвращено разрушение пьезокерамики при больших прогибах мембран, например под воздействием повышенного гидро.статического давления. Мембраны 2 зафиксированы прижимными изолирующими шайбами 4, на корпус по контуру опираются дополнительные мембраны 5.

В центре последних имеются выступы

6 с отверстиями, через которые осуществляется приклеивание mrna npunauвание мембран 5 к наружным электроI дам пьезокерамических пластин. Съем напряжения с наружных электродов пьезоэлементов осуществляется через мембраны. 5, а с внутренних электродов пьезоэлементов — с металлических ьюмбран 2. Пьезоприемник снару- жи герметизируется компаундом 7, обеспечивающим неискаженную передачу полезных акустических колебаний на механический усилитель. т.

Устройство работает следующим образом.

Под воздействием акустического давления мембрана 5 вследствие подвижного соединения с корпусом 1 пьезоприемника перемещается вдоль корпуса 1 и через выступ 6 действует на пьезокерамическую пластину 3, Преимущества изобретения заключаются в том, что с помощью механических усилителей может быть увеличена акустическая чувствительность пьезоприемников в два и более раз, 10 а съем напряжения с наружного электрода пьезокерамической пластины с помощью механического усилителя мембраны с выступом повышает симметрию устройства и:приводит к снижению шумов ыибрационного происхождения, вследствие чего повышается отношение сигнал/шум сейсмических записей, увеличивается глубинность сейсмических исследований и повы20 шается качество данных, получаемых при морских сейсмических работах.

Составитель М.Спасский

Редактор С.Лисина Техред О.Неце Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 258/35 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

3 1140 вызывая ее прогиб и генерацию электрического сигнала. При этом, поскольку усилие передается в центральную точку пьезоэлемента, его прогиб выше, чем в случае, если давление равномерно распределено по всей площади пьезоэлемента. Таким образом, мембрана с центральным выступом действует как механический усилитель, причем коэффициент усиления теоретически может достигать 4. Испы ганные в лабораторных условиях образцы пьезоприемников с такими механическими усилителями имели коэффициент усиления в пределах

1,5-2,5. Кроме того, токоотвод от внешних электродов подопреобразователей посредством выступов мембран

5 обеспечивает высокую симметричность как по расположению токовывода, так и по его массе (например, 074 массе капли припоя), что, в свою очередь, повышает помехозащищенность пьезоприемника.