Сейсмодатчик

 

СЕЙСМОДАТЧИК, содержащий корпус, чувствительный элемент. включающий преобразователь и удлини .тель, и упругий герметизирующий материал, .отличающийся тем, что, с целью повь шения его чувствительности в твердых окружающих средах, удлинитель размещен в корпусе и выполнен из двух частей, между которыми расположен преобразователь , жестко закрепленный своими концами на внутренних торцах удлинителя, на наружных торцах которого жестко закреплены опорные элементы, установленные снаружи.корпуса , причем корпус изолирован от чувствительного и опорных элементов упругим герметизирующим материаилом. со СП 4iiii

09) (И) 3C58 G 01 N 1 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДФ СТВЕННОЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ н автсюснаму sv (21) 2878906/18-25 (.22) 05 ..02. 80 (46) 15. 05. 83. Бюл. 9 18 (72) A.Ô. Городовский. (71) Всесоюзное научно-производст- венное геолого-геофизическое объе- . динение по разведке нефти и газа (53) 550. &34(088.8) (56) 1. Патент США 9 3806909, кл. G 01 М 1/16, впублик. 1974.

2.. Авторское .свидетельство СССР

9. 911404 кл. G 01 V 1/16, 1975 (прототип) (54) (57) СЕИСМОДАТЧИК, содержащий корпус,. чувствительный элемент, включающий преобразователь и удлини ,тель, и упругий герметиэирующий материал, . о т л и-ч а ю шийся тем, что, с целью повышения его чувствительности в твердых окружающих средах, удлинитель размещен в корпусе и выполнен из двух частей, между которыми расположен преобразователь, жестко закрепленный своими концами на внутренних торцах удлинителя, на наружных торцах которого жестко закреплены опорные элементы, установленные снаружи корпуса, причем корпус изолирован от чувствительного и опорных элементов упругим герметизирующим материалом.

1017954

Изобретение относится к сейсморазведочной технике и может быть использовано для определения механических колебаний грунта, например, в строительной технике или в системах сейсмической охранной сигнализации.

Известен сейсмодатчик, имеющий корпус клинообразной формы из однородного материала, в который вмонтирован чувствительный элемент, 10 состоящий из металлической пустотелой коробки с мембраной, на которой жестко закреплена пластина преобразователя, имеющая выводные проводники для подключения. Клинообразный корпус сейсмодатчика имеет специаль ные срезы на гранях, что позволяет обеспечить установку в грунт и улучшает восприимчивость сейсмических колебаний. Работа сейсмодатчика заключается в том, что после установки в грунт мембрана чувствительного элемента воспринимает колебания частиц грунта, появляющиеся в момент прохождения сейсмических волн. Закрепленный на мембране пьезоэлемент повторяет колебания мембраны, преобразовывая их в электрические сигналы соответственно воздействию сейсмических волн 1 J.

Недостатком такого сейсмодатчика 30 является низкая чувствительность ограниченная жесткостью корпуса датчика и размерами пьезокерамического элемента. Кроме того, датчик недостаточно надежен из-за возможных поло- 35 мок пьезоэлемента при черезмерных нагрузках на мембрану, например, при замораживании влажного грунта.

Наиболее близким к предложенному является сейсмодатчик,содержащий корпус, чувствительный элемент, включающий преобразователь и удлинитель, и упругий герметизирующий материал.

Часть удлинителя расположена внутри корпуса, дно которого и удлинитель 45 жестко соединены с преобразователем, а пространство между удлинителем и корпусом герметизировано упругим материалом. Работа сейсмодатчика заключается в том, что при установке в грунт корпус сейсмодатчика и удлинитель воспринимают колебаний частиц грунта, появляющиеся в момент про) хождения сейсмических волн. Закрепленный жестко между корпусом и удлинителем преобразователь, выполненный, например, из пьезокерамики, жестко закрепленной на мембране, воспринимает колебания корпуса и удлинителя, преобразуя их в электрические сигналы соответственно воздействию сейсмических волн $2), Недостатком сейсмодатчика является зависимость его чувствительности от жесткости окружающей среды, так как при замерзании окружающего датчик65 грунта чувствительность датчика, например, в области инфранизких частот уменьшается от двух до четырех раз в зависимости от структуры грунта. Объясняется это тем, что вморо- женный в грунт датчик теряет как бы свои размеры h связи с тем, что жесткость замороженного грунта становится сравнимой с жесткостью корпуса и удлинителя. Увеличивается коэффициент трения удлинителя о грунт, что уменьшает энергию колебаний, поступающую на чувствительный элемент. Это может проявляться, например, в северных районах, где глубина промерзания грунтов достигает глубины, на которой установлен датчик.

Цель изобретения — устранение зависимости чувствительности сейсмодатчика от .состояния окружающего грунта.

Поставленная цель достигается тем, что в сейсмодатчике, содержащем корпус, чувствительный элемент, включающий преобразователь и удлинитель, и упругий герметизирующий материал, удлинитель размещен в корпусе и выполнен из двух частей, между которыми расположен преобразователь, жестко закрепленный своими концами на внутренних торцах удлинителя, на наружных торцах которого жестко закреплены опорные элементы, установленные снаружи корпуса, причем корпус изолирован от чувствительного и опорных элементов упругим герметизирующим материалом.

На чертеже представлена принципиальная схема сейсмодатчика.

Сейсмодатчик содержит корпус 1, чувствительный элемент, включающий преобразователь 2 в виде мембраны

3 и пьезоэлементов 4 и 5 и удлините" лей б и 7, опорные элементы 8 и 9.

В зазоре между корпусом 1, чувствительным элементом и опорными элементами 8 и 9 содержится упругий материал 10. Сейсмодатчик снабжен электрическими выводами 11.

Устройство работает следующим образом.

Сейсмодатчик, установленный в грунт, опорными элементами 8 и 9 воспринимает колебания частиц грунта, появляющиеся в момент прохождения сейсмических волн. Закрепленный жестко между опорными элементами 8, 9 поверхностями 8 и 9 чувствительный элемент, герметично установленный в корпусе 1, через мембрану 3 с жестко установленными пьезоэлементами 4 и 5, воспринимает колебания опорных элементов 8 и 9, преобразуя их в электрические сигналы соотвегственно воздействию сейсмических волн. Для подключения сейсмодатчика предусмотрены электрические выводы 11.

1017954

Составитель Т. Райкова

Редактор О. Колесникова Техред O.Íåöå Корректор М. Коста

Заказ 3520/39 Тираж 873 Подписное

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

-Принцип действия сейсмодатчика заключается в том, что при установке в грунт жесткая конструкция чувствительного элемента с опорными элементами 8 и 9 воспринимает колебания частиц грунта одновременно двумя опорными элементами 8 н 9, расположенными на некотором расстоянии, равном длине корпуса 1. С увеличением длины корпуса до 1,5 м чувствительность.сейсмодатчика возрастает практически по линейному закону. Так как расстояние между опорными поверхностями, равное длине корпуса., остается неизменным и независимым от состояния окружающего грунта, то чувствительность сейсмодатчика остается постоянной, независимо от сезонных или климатических условий его работы, благодаря применению упругого материала 10, например герметика УТ-32, сохраняю-. щего свои упругие свойства в ыироком диапазоне температур от -60 до +130"С, Таким образом, чувствительный элемент, снабженный опорными поверхностями, установленными снаружи корпуса,. изолирован при помощи герметика и корпуса от влияний механического состояния окружающей среды, позволяет применять сейсмодатчик, кроме замораживающихся грунтов, также в бетоне, асфальте и т. п. твердых материалах.