Устройство для приема акустических сигналов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социалистических

Республик ()934409 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 090480 (21) 290 960 7/18-25

34)М Кп з с присоединением заявки М

C O1 V 1/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070682. Бюллетень 11о 21

Дата опубликования описания 070682 (ЗЗ) УДК 550.834 (088. 8) 1

И.И. Пельтек, В.Г. Дмитриев и H.Ê. Зозу я (72) Авторы изобретения

Днепропетровская геофизическая комплек ная ИЫедйцЪя объединения Укргеофизика (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к технике приема упругих колебаний окружающей среды, в частности к устройствам, имеющим пьезоэлектрический преобра.зователь звуковых колебаний, и может быть использовано .при геофизической разведке месторождений полезных ископаемых и инженерных исследованиях межскважинного пространства горных пород методами акустического просвечивания.

Известны приемные устройства звуковых колебаний, которые обычно состоят из пьезоэлемента, преобразующие упругие колебания в электрический сигнал, и избирательного усилителя слабых сигналов (11.

Однако в случаях скважинных ис следований, когда усилитель необходимо поместить в непосредственной близости от пьезоэлемента, соединяя их в общем кожухе (скважинном приборе) на расстоянии нескольких сотен метров от регистрируемой аппаратуры, создание избирательных систем для усиления и выделения из шумов узкополосных низкочастотных (1-3 кГц— частоты, .используемые при просвечивании межскважинных пространств) сигналов малых уровней представляет большие трудности, особенно при конструировании малогабаритных скважинных устройств. Это объясняется тем, что для получения достаточной избирательности необходимо использовать резонансные контуры, габариты и технология изготовления которых ограничивают применение их в скважинных приемных устройствах.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для приема акустических сигналов, которое состоит из пьезоэлемента с электродами избирательного усилителя. Для выделения полезного сигнала используется звуковой спектрометр, который является наземной частью комплекта аппаратуры (2).

Недостатком такого приемного устройства является его широкая полоса пропускания и, как следствие, низкая помехозащищенность, что значительно снижает эффективность выделения полезного сигнала в условиях измерений с высоким уровнем индустриальных акустических помех. Кроме того, для выделения полезного сигнала необходимо испольэовать дорогостоящий и сложный прибор — звуковой

З0 спектрометр.

934409

Цель изобретения — повышение помехозащищенности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для приема акустических сигналов, содержащем пьезоэлемент с электродами и избира- 5 тельный усилитель, дополнительно введен регулируемый усилитель, а один иэ электродов выполнен в виде двух электрически изолированных секторов, первый из которых подключен на входы избирательного и дополнительного регулируемого усилителей, а второй— к выходу дополнительного регулируемого усилителя, управляющий вход которого соединен с выходом избира- 15 тельного усилителя °

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства для приема акустических сигналов.

Устройство содержит пьезоэлемент 20

1, одна из обкладок которого разделена.на два сектора — приемный 2 и компенсационный 3, активное звено 4. обратной отрицательной связи, выполненное в виде регулируемого уси- 5 лителя, и избирательный усилитель 5 °

Эвено отрицательной обратной связи включено между приемным и компенсационным секторами разделенной обкладки пьезоэлемента.

При воздей твии акустического сигнала на пьезоэлемент 1 íà его приемном секторе 2 вследствие прямого пьезоэлектрического эффекта появляется напряжение,, которое подается на вход избирательного усилителя 5 и на вход звена 4 отрицательной обратной связи, Если частота акустического сигнала лежит за пределами полосы пропускания избирательного усилителя, 40 его выходное напряжение минимально.

Часть этого напряжения, воздействуя по управляющему входу на активное звено отрицательной обратной связи, поддерживает максимальным его коэф- 45 фициент передачи. В результате этого на компенсационный сектор подается напряжение отрицательной обратной связи, которое вызывает в пьезоэлементе обратный пьезоэффект, что 50 уменьшает чувствительность пьезоэлемента к акустическим сигналам, частота которых отличается от полосы пропускания избирательного усилителя.

По мере приближения частоты акусти- 55 ческого сигнала к полосе пропускания избирательного усилителя возрастает его выходное напряжение, которое, воздействуя на активное звено отрицательной обратной связи, уменьшает его коэффициент передачи, и сниженное напряжение, поступающее на компенсационный сектор, уменьшает обратный пьезоэлектрический эффект, вследствие чего возрастает чувствительность пьезоэлемента.

При частоте акустического сигнала, равной резонансной частоте избирательно1о усилителя, напряжение отрицательной обратной связи становится равным нулю и пьезоэлемент достигает своей максимальной чувствительности. Использование пьезоэлемента, разделенного по одной обкладке на два электрически изолированных по. постоянному току сектора — приемный и компенсационный, и включение между ними активного звена отрицательной обратной связи, выполненного в виде регулируемого усилителя с коэффициентом передачи, обратно пропорциональным управляющему напряжению, выгодно отличает предлагаемое устройство для приема акустических сигналов от прототипа, так как улучшается его избирательность и помехозащищенность. В результате упрощается весь канал приема и обработки акустических сигналов и отпадает необходимость в использовании дорогостоящих и сложных приборов для селекции полезного сигнала — звуковых спектрометров.

Ф

Формула изобретения

Устройство для приема акустических сигналов, содержащее пьезоэлемент с электродами и избирательный усилитель, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, устройства, в него вве- . ден дополнительный регулируемый. усилитель, а один из электродов выполнен в виде двух электрически изолированных секторов, первый из которых подключен на входы избирательного и дополнительного регулируемого усилителей, а второй — к выходу дополнительного регулируемого усил1ргеля, управляющий вход которого соединен с выходом избирательного усилителя ° .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Горбатов A.A., Рудашевский Г.Е.

Акустические методы и средства измерения расстояний в воздушной среде.

М., Энергия, 1973, с. 56-60.

2. Бутузов Ю.A. и др. Аппаратура

Межскважинного прозвучивания МП-1.

Сб. Геофизическая аппаратура, вып. 64,, Л., Недра, .1978, с. 131132 (прототип).

934409

Составитель Т. Райкова

Редактор М. Ткач Техреду.Пекарь Корректор Й. Стец

Заказ 3930/42 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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