Вертикальный сейсмоприемник

 

ВЕРТИКАЛЬНЫЙ СЕЙСМОПРИЕМНИК , содержащий корпус, жидкостную инерционную массу и пьеэокерамический преобразователь, установленный в корпусе, отличающийся тем, что, с целью повыиения точности измерения колебаний при одновременном упрощении УСЛОВИЙ работы, пьезокерамический преобразователь выполнен в виде пустотелой радиально поляризованной сферы, частично заполненной жидкостной инерционной массой.

СООЗ СОВЕТСНИХ

О ИЧ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(Я) 6 01 Ч 1 16

- - ""--"- - -" l(RM " )(? „ . Ф1,) 1 (i ъ .ы - .,Д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

OO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3355031/18-25 (22) 16.11.81 (46) 30.08.83. Бюл. 9 32 (72) В.Н.Некрасов, A.М.Трохан .и С.В.Сергеев (53) 550.834(088.8) (56) 1. Приборы и системы для измерения вибрации, шума и удара.

Справочиик под ред. В.В.Клюева. М., Машинбстроение, т. 1, 1978, с.37-40.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 642659, кл. G 01 V 1/16, 1976 (прототип). (54) (57) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ СЕЙСМОПРИЕМНИК, содержащий корпус, жидкостную инерционную массу и пьезокерамический преобразователь, установленный в корпусе, отличающийся тем, что, с целью повьнаения точности измерения колебаний при одновременном упрощении условий работы, пьезокерамический преобразователь выполнен в виде пустотелой радиально поляризованной сферы, частично заполненной жидкостной инерционной массой.

1038902

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров коле баний в сейсмометрии и виброметрии.

Известны приемники колебаний, включающие инерционную массу и преобразователь fl j.

Однако все они имеют жестко фиксированные относительно корпуса оси максимальной чувствительности, что не позволяет производить измерения в выбранном направлении при произвольной ориентации корпуса.

Наиболее близким к предлагаемому является вертикальный сейсмоприемник, содержащий корпус, жидкостную инерционную массу и пьезокерамический преобразователь, установленный в корпусе (2 .

Однако он также обладает осью мак симальной чувствительности, зафиксированной относительно корпуса, и не допускает произвольной ориентации корпуса относительно вертикали без ухудшения точности измерения параметров вертикальных колебаний.

Цель изобретения — повышение точности измерения колебаний при од" новременном упрощении условий работы.

Указанная цель достигается тем, . что в вертикальном сейсмоприемни ке, содержащем корпус, жидкостную инерционную массу и пьезокерамический преобразователь, установлен-. ный -в корпусе, пьезокерамический

1 преобразователь выполнен в виде пустотелой радиально поляризованной сферы, частично заполненной жидкостной инерционной. массой.

На чертеже представлен вертикальный сейсмоприемннк.

В корпусе 1 размещен пьезокерамнческий преобразователь сферической формы 2, частично заполненный жидкостной инерционной массой 3. Герметизирующая пробка 4 закрывает отверстие, служащее для заливки массы и коммутационного вывода с внутренней обкладки 5 сферы.

Сейсмоприемник работает. следующим образом.

Ускорение, испытываемое корпусом, приводит к воздействию инерционной массы на пьезоэлектрический преобразователь и, как следствие этого, образованию электрического заряда на обкладках сферы. При этом давление P на любой участок внутренней части пьезоэлемента будет опреде.ляться так:

p= pg (ц +а ) ta где у — IIJIoTIIocTI. жидкостной инер-. ционной массы; h - глубина от сво-. бодной поверхности до горизонта, в пЛоскости которого находится выбран10 льного ускорения той же величины..

Так, например, при а <0,01 подавление боковых составляющих будет не менее 54 дб.

В качестве инерционной массы может быть выбрана практически любая жидкость, однако воли жидкость агрессивна, например кислота или ртуть, то внутреннюю обкладку пьезоэлемента следует покрыть соответствующим изолятором для защиты от вредного прямого воздействия на материал обкладки и сферы. Предпочтение следует отдавать жидкостям с большим удельным весом, так как

40 зто повышает чувствительность сейсмо приемника. Пьезоэлектрический преобразователь должен заливаться не полностью, так как в .противном слу.;чае, вследствие различных темпера45 турных коэффициентов расширения материалов преобразователя и массы, неизбежна высокая чувствительность сейсмоприемника к вариациям температуры.

В изготовленном опытном образце сейсмоприемника была применена .стандартная сферическая пьезокерамическая. головка диаметром 50 мм с толщиной стенки 3 мм. В качестве инерционной массы использовалась ртуть. Данный сейсмоприемник имеет коэффициент преобразования 40 мВ с /И, работает до ускорений 5,0 М/с в диапазоне частот 0,1-600 Гц при любом положении внеЫнего корпуса..

60 Таким образом, предлагаемый самоориентирующийся вертикальный сейемоприемник обладает рядом ценных .,качеств, которые могут обеспечить

:ему широкое применение в сейсморазвед.

65 ке и сейсмометрии. Объединение мно5

25 ный участок; g — - ускорение силы тяжести; а — вертикальная и а — гоI ризонтальная составляющие внешнего переменного ускорения. Так как ускорения, измеряемые в сейсмометрии малы, по сравнению с g,. то выражение под корнем можно разложить в ряд и, опустив члены второго порядка малости, получить следующее выл ение:

С6

P=P1I (g+a ) 1+

Я(< +а )

Если а =0 (внешнее ускорение дей. ствует по вертикали), то пульсационная составляющая давления .равна: 2 .;..=s "(w .)

2(q+ +aз)2

Если аз=0 (внешнее ускорение дей. ствует по горизонтали), то

O - ol рь, р1i, р1

Во втором случае уровень пульсационного давления будет много меньше, чем при воздействии вертика1038902

Составитель Т.Райкова

Редактор В.Пилипенко Техред Т. Фанта Корректор Г.0гар

Заказ 6225/53 Тирад 710 Подписное

ВнИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35, Раувская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Увгород, ул. Проектная, 4 иества таких сейсмоприемников в косу позволит изготавливать наземные буксирующие,сейсмокосы (наподобие применяющихся в морской сейсмораз-, ведке), использование которых смоиет существенйо повысить проиэводительность сейсмораэведочных работ, так как в процессе работы не требуется нн расстановка сейсмоприемников по трассе, ни установка их по вертикали, необходимо только на время ре5 гистрации приостановить буксировку.