Вертикальный сейсмоприемник

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров вертикальных колебаний в сейсмометрии и виброметрии. Целью изобретения является повышение чувствительности и помехоустойчивости при уменьшении веса вертикального сейсмоприемника. Сейсмоприемник выполнен в виде двух концентрически расположенных пьезокерамических сфер 2 и 3, промежуток между которыми залит тяжелой жидкостной инерционной массой 4. Радиальная поляризация сфер взаимно противоположна, а сами пьезопреобразователи включены параллельно. Вследствие получаемый сигнал удваивается , а помехи, вызванные пироэффектом в пьезокерамике, вычитаются . Толщина зазора между сферами может быть сделана малой, что снижает массу сейсмоприемника, не уменьшая его чувствительности. 1 ил. С (Л с со СП 4 )4 О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„Л0„„135414 (59 4 С Ol V l /16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3926219/24-25 (2.2) 08. 07. 85 (A6) 23.11.87. Бюл. Р 43 (72) В.П. Власов и В.Н. Некрасов (53) 550. 834 (088. 8 ) (56) Ананьева Н.А. Керамические приемники звука. - M.: Изд-во АН СССР, 1963.

Авторское свидетельство СССР

У 1038902, кл. G Oi V 1/16, 1982. (54) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ CEACMOIIPHEMHHK (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров вертикальных колебаний в сейсмометрии и виброметрии. Целью изобретения является повышение чувствительности и помехоустойчивости при уменьшении веса вертикального сейсмоприемника.

Сейсмоприемник выполнен в виде двух

1 концентрически расположенных пьезокерамических сфер 2 и 3, промежуток между которыми залит тяжелой жидкостной инерционной массой 4. Радиальная поляризация сфер взаимно противоположна, а сами пьезопреобразователи включены параллельно. Вследствие этого получаемый сигнал удваивается, а помехи, вызванные пироэффектом в пьезокерамике, вычнтают— ся. Толщина зазора между сферами может быть сделана малой, что снижает массу сейсмоприемника, не уменьшая его чувствительности. 1 ил, 6

54148

13

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

Цель изобретения — повышение чувствительности и помехоустойчивости при уменьшении веса вертикального сейсмоприемника.

На чертеже представлен вертикальный сейсмоприемник, общий вид.

В корпусе 1 размещен пьезоэлектрический преобразовательный элемент, состоящий из двух концентрично расположенных пустотелых пьезокерамических сфер наружной 2 и внутренней 3, имеющих противоположные направления радиальной поляризации. Жидкостная инерционная масса 4 размещена в полости между сферами 2 и 3. При этом внутренняя обкладка 5 сферы

2 электрически соединена с наружной обкладкой 6 сферы 3. Пробка 7 запирает отверстие для заливки жидкостной инерционной массы 4. Электри— ческий сигнал снимается с наружной обкладки 8 сферы 2 внутренней обкладки 9 .сферы 3.

Сейсмоприемник рабоает следующим образом.

При воздействии на приемник ускорения жидкостная инерционная масса

4 воздействует на пьезоэлектрические преобразовательные элементы ? и 3 таким образом, что давление, развиваемое жидкостной инерционной массой

4, является сжимающим для внутренней сферы 3 (приложено снаружи) и растягивающим для наружной сферы 2 (при— ложено изнутри). Интегральные значения механических напряжений, испытываемых сферами 2 и 3 и определяемых величинами действующих на их поверхности давлений, благодаря малости зазора между сферами 2 и 3, равны.

Равенство механических напряжений и близость геометрических размеров сфер приводит к появлению.на обкладках 5, 8 и 9, 6 практически равных по величине электрических напряжений

При этом благодаря встречной поляризации пьезоэлектрических сфер 2 и 3 на обкладках 6 и 8 индуцируются заря ды одного знака, а на обкладках 5 и

9 другого ° Поэтому при последовательном включении сфер 2 и 3 обеспечиваемом электрическим соединением обкладок 5 и 6, результирующее напряжение, снимаемое с обкладок 8 и

9, равно сумме электрических напряжений на сфер ах 2 и 3.

Таким образом, при воздействии на предлагаем и сейсмоприемник колебательных ускорений на его выходе индуцируется электрическое напряжение, величина которого в два раза превышает напряжение, снимаемое с сейсмоприемника с чувствительным элементом в виде одной сферы, нахо— дящегося в тех же условиях. Кроме того, последовательное включение пьезоэлементов, имеющих противоположные направления поляризации, позволяет существенно снизить влияние флуктуаций окружающей температуры на показания сейсмоприемника, так как электрические зарядЪ, наводящиеся на пьезоэлементах вследствие пироэффекта, вычитаются в предлагаемой конструкции, компенсируя друг друг а, и не проходят на выходные клеммы

25 сейсмоприемника. Размещение жидкостной массы в полости между сферами позволяет значительно (в 2-3 раза) снизить суммарную массу приемника.

Концентричное взаимное располо3д жение сфер 2 и 3 обуславливает идентичность характеристик сейсмоприем— ника при произвольном размещении корпуса в пространстве. Этому также способствуетуменьшение воздушного

35 объема в полости между сферами, на-личие которого преследует о 1ну только цель". предохранение элементов сейсмоприемника от механических разрушений вследствие разности коэф40 фициентов объемного расширения сфер

2 и 3 и инерционной массы 4. формула изобретения

Вертикальный сейсмоприемник, со-. держащий корпус и установленный в нем первый пьезокерамический преобразователь в виде пустотелой радиально поляризованной сферы, частично заполненной жидкостной инерционной массой, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения чувствительности и помехоустойчивости при умень шении веса вертикального сейсмоприемника, он дополнительно содержит второй пьезокерамический пр еобразователь сферической формы, имеющий про- . тивоположное направление радиальной поляризации и установленный концентрично внутри первого пьезокерамичесСоставитель Т. Райкова

Техред А.Кравчук Корректор В.Бутяга

Редактор Е. Папп

Заказ 5690/41 Тираж 730 Подпис но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно — полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з

13541 кого преобразователя, а жидкостная инерционная масса размещена в полости между пьезокерамическими преобразователями, при этом внутренняя обк48 4 ладка первого пьезокерамического преобразователя электрически соединена с наружной обкладкой второго пьезокерамического преобразователя,