Пьезоэлектрический сейсмоприемник

 

Изобретение относится к сейсмометрии, а именно к устройствам, преобразующим упругие колебания в электрические, и может быть использовано в высокочастотной сейсморазведке и сейсмоакустике. Цель - повышение чувствительности. Установкой пьезоэлементов на цилиндрических опорах обеспечивается односторонний прогиб, при котором на каждой обкладке индуцируются только одноименные заряды. Резиновые кольца, на которых установлена инертная масса в корпусе, обеспечивают возможность колебательных движений ее соосно с корпусом. А их высокая поперечная жесткость определяет низкий уровень паразитных (поперечных) колебаний инертной массы. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 V 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНЫ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ пО иэОБРетениян и ОтнРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4176751/24-25 (22) 08. 01. 87 (46) 07.07.89. Бюл. Ф 25 (71) Украинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) А.С.Трифонов (53) 550.834 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 980033, кл. G 01 Ч 1/16, 1981.

Авторское свидетельство СССР

F 911406, кл. G О1 V 1/16, 1980. (54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ CEACMOIIPHEMНИК (57) Изобретение относится к сейсмометрии, а именно к устройствам, преИзобретение относится к средствам сейсмометрии, а именно к устройствам, преобразующим упругие колебания в электрические, и может быть использовано для регистрации упругих волновых процессов.в высокочастотной сейсморазведке и сейсмоакустике.

Цель изобретения — повьппение чувствительности пьезоэлектрического сейсмоприемника, Ла чертеже изображсна конструкция сейсмоприемника, Сейсмоприемник содержит цилиндрический корпус 1, размещенную в нем цилиндрическую инертную массу 2 и пьезоэлементы 3. По периметру инертной массы вблизи ее торцов расположеHbl дна тора — резиновых кольца 4 круглого сечения, контактирующих внеÄÄSUÄÄ 1492333 А 1 образующим упругие колебания в электрические, и может быть использовано в высокочастотной сейсморазведке и сейсмоакустике. Цель — повышение чувствительности. Установкой пьезоэлементов на цилиндрических опорах обеспечивается односторонний прогиб, при котором на каждой обкладке индуцируются только одноименные заряды, Резиновые кольца, на которых установлена инертнач масса в корпусе, обеспечивают возможность колебательных движений ее соосно с корпусом. А их высокая поперечная жесткость определяет низкий уровень паразитных (поперечных) колебаний инертной массы.

1 з.п. ф-лы, 1 ил. шней поверхностью с корпус.ом 1. В инертной массе 2 выполнено осевое отверстие, в котором установлены два ффЬ твердых шарика 5 и расположенная между ними в эпоксидном компаунде

6 пружина 7, Марики 5 выступают за торцы инертной массы и прижаты к центральной части пьезоэлементов 3, выполненных в виде биморфных прямоугольных пластин, Пьезоэлементы установлены на цилиндрических опорах 8, располагаемых параллельно друг другу по противоположньг краям пьезоэлемен- ер тов перпендикулярно их продольной оси и между Плоскостью пьезоэлементов и изолирующими прокладками 9 в торцовых частях корпуса приемника.

Электрические сигна-п с Г кладок пьезоэлементов снимаются посре-tc òâîì прижимных контактов 10.

2333 нии пьезоэлементов, определяющий высокую чувствительность приемника, Резиновые кольца 4, на которых установлена инертная масса, обладая податливостью в направлении продольной оси приемника (за счет возможности растяжения их внешней поверхности и сжатия внутренней), обеспечивают

1ð возможность колебательных движений инертной массы соосно с корпусом.

При этом эластичность колец определяет эффективное демпфирование собственных колебаний инертной массы, обуславливая, тем самым, линейность амплитудно-частотной характеристики приемника, Высокая поперечная жесткость резиновых колец (поскольку в поперечной плоскости приемника резиновые кольца работают только на сжатие) определяет низкий уровень паразитных (поперечных) колебаний инертной мас25 сы и делает возможным использование инертной массы значительной величины, что обеспечивает расширение амплитудно-частотной характеристики приемника в область низких частот.

Упругие колебания среды, в которой установлен приемник, смещают его корпус 1 относительно инертной массы 40

2. Вследствие этого инертная масса посредством выступающих на ее торцах шариках 5 оказывает воздействие на ъ пьезоэлементы э, вызывая их изгибные деформации пропорционально Величине 45 которых на обкладках пьезоэлементов индуцируются электрические заряды.

Установкой предлагаемой конструкции пьезоэлементов на цилиндрических опорах обеспечивается односторонний прогиб пьезоэлементов, при котором одна поверхность пьезоэлемента испытывает только деформацию сжатия, а другая только деформацию растяжения и, следовательно, на одной обкладке пьезоэлемента индуцируются только одноименные заряды. Зтим достигается при прочих pIIIIHI,к условиях максимально возможный коэффи (иент преобразова3 149

В качестве цилиндрических опор 8 могут быть использованы отрезки металлической проволоки диаметром, меньшим величины максимально возможного прогиба пьезоэлементов, что исключает разрушение пьезоэлементов при больших ускорениях корпуса приемника.

В собранном виде сейсмоприемника при еще жидком состоянии эпоксидного компаунда 6 пружина 7 с равным для обоих шариков 5 усилием поджимает их к пьезоэлементам 3 и при затвердевании компаунда шарики 5, имея жесткий контакт с пьезоэлементами, прочно связываются в единое целое с инертной массой.

Шарики 5 выполняются из твердого материала с той целью, чтобы обеспечивалась возможность передачи пьезоэлементами колебаний в широком диапазоне частот. При выполнении шариков из металла обеспечивается также последовательность электрического соединения йьезоэлементов и тем самым возрастание вдвое чувствительности приемника.

Диаметр осевого отверстия инертной массы выбирают таким образом, чтобы содержащийся между шариками эпоксидный компаунд не смог проникнуть в зазор между поверхностью шариков и поверхностью осевого отверстия.

Сейсмоприемник работает следующим образом.

Предлагаемый приемник, по сравнению с базовым объектом и известным приемником помимо высокой чувствительности и линейной амплитудно-частотной характеристики в широком диапазоне частот имеет простую конструкцию, обладает эксплуатационной надежностью.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Пьезоэлектрическии сейсмоприемHHK содержащий корпус, пьезоэлектрические элементы и цилиндрическую инертную массу, подвешенную в корпусе, о т л и ч а ю щ и и с и тем,что, с целью повышения чувствительности, пьезоэлементы выполнены в виде прямоугольных пластин и установлены на цилиндрических опорах, расположенных параллельно друг другу мещ у торцовыми частями корпуса и пьезоэлементами вдоль их меньших сторон, причем в центрах торцов инертной массы закреплены шаровые элементы, контактирующие с центрами пьезо клементов.

2. Сейсмоприемник в и.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения амплитудно- а тoòíoé ха1492333 6 ны эластичные демпфирующие прокладки тороидальной формы, рактеристики, между цилиндрической поверхностью инерционной массы у ее торцов и стенками корпуса установлеСоставитель Д,Заргарян

Редактор Г.Волкова Техред М.Дидык

Корректор И.Муска

Заказ 3876/50 Тираж 484 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101