Молекулярно-электронный сейсмоприемник

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

<>822303

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 28. 06. 79 (21) 2783583/18-10 (5f)M. Кл.

H G 9/22 с присоединением заявки №

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150481, Бюллетень ¹ 14 (53) УДК 62 j (088.8) Дата опубликования описания 15.04.81 (72) Автор изобретения

В.A.Ôåäoðèí (71) Заявитель (54) МОЛЕКУЛЯРНО-ЭЛЕКТРОНН6И СЕЙСМОПРИЕМНИК

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для регистрации. механических сигналов, связанных с сейсмическими процессами.

Известно использование молекулярно-электронных преобразователей в качестве чувствительных элементов в приемниках сейсмических волн )1).

Однако этот сейсмоприемник имеет большую погрешность измерений, связанную с неконтролируемым уходом во времени параметров датчика из-за изменения физических и химических параметров рабочей жидкости. 15

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сейсмоприемник с электромеханическим преобразователем, который содержит установленное в кожухе основание, пре-20 образователь и калибратор. Электрохимический преобразователь жестко связан с основанием, а калибратор выполнен в виде катушки, размещенной в магнитном поле постоянного магнита, и соединен тягой с дополнительными инерционными массами, связанными штоками с мембранами преобразователя, жестко соединенными между собой и расположенными на пружинном подвесе. Сей-ЗО смоприемник снабжен арретиром для защиты механической системы от повреждения при транспортировке и установке на станции или в скважине f2).

Однако этот сейсмоприемник также характеризуется значительнт погрешностью измерения. Это связано с тем, что электромагнитный калибратор вызывает смещение через тягу инерционных масс, связанных штоком с мембранами преобразователя, совершающими сложные колебания, что приводит к появлению на выходе ложных сигналов. Кроме того, сейсмоприемник с калибратором нуждается в индивидуальной тарировке, которая периодически должна повторяться, что требует демонтажа сейсмоприемника из скважины. При экоплуатации сейсмоприемника вследствие перекоса катушки относительно магнитного зазора или попадания механических частиц, например пыли или стружки, погрешность калибратора, а, следовательно, и самого сейсмоприемника увеличиваются ° Смещение преобразователя, кроме того, не однозначно калиброванному сигналу, что также приводит к погрешно<..тям измерения.

Цель изобретения — уменьшение из- грешности измерений.

822303

Формула изобретения

Цель достигается тем, что в молекулярно-электронном сейсмоприемнике калибратор выполнен, по крайней мере, из одного пьезоэлемента, установленного между одной из мембран преобразователя и основанием и жестко связанного с, ним, причем ось поляризации пьезоэлемента совпадает с осью чувствительности преобразователя..

Такое выполнение молекулярно-электронного сейсмоприемника обеспечи- . вает смещение преобразователя при калибровке на величину, пропорциональную напряжению и электромеханической постоянной пьезоэлемента, которые измеряются независимо перед установкой в корпусе сейсмоприемника с малыми погрешностями. Малые погрешности обусловлены также стабильностью электромеханической постоянной во времени.

На чертеже схематически представлена конструкция предлагаемого молекулярно-электронного сейсмоприемника.

Он содержит кожух 1 и массивное основание 2, молекулярно-электронный преобразователь, выполненный например, в виде электрокинетического или диффузионного преобразователя, содержащего заполненный рабочей жидкостью 3 корпус 4, ограниченный по торцам мембранами 5. Внутри корпуса помещена пористая преобразующая перегородка 6 с электродами 7. Между корпусом преобразователя и основанием расположен калибратор 8, выполненный из одного или нескольких пьезоэлементов 9 с электродами 10, подключенными к генератору (на чертеже не показан). Возможно применение биморфных пьезоэлементов. Преобразователь может быть выполнен также диффузионного электрохимического типа.

Пьезоэлементы 9 установлены таким образом, что с осью чувствительности преобразователя совпадает направление деформации при подаче калибровочного напряжения.

Молекулярно-электронный сейсмоприемник работает следующим образом.

В рабочем режиме сейсмоколебания почвы воспринимаются основанием 2 и передаются через жесткие пьезоэле менты 9 калибратора 8 на корпус 4 преобразователя. Смещение корпуса приводит к перетоку рабочей жидкости через пористую перегородку 6 вследствие инерционности жидкости.

Переток жидкости вызывает появление выходного сигнала вследствие смешения зарядов диффузной части двоиного слоя в случае применения электрокинетического преобразователя, как представлено на чертеже или изменения скорости конвективного подвода реагирующего вещества в случае использования преобразователя диффузионного типа. При калибровке сейсмоприемника на электроды 10 пьезоэлементов подается напряжение фиксированной частоты и амплитуды от внешнего генерато. ра. При этом происходит деформация пьезоэлемента в направлении оси чувствительности сейсмоприемника, пропорциональная прилаженному напряжению и электромеханической постоянной пьезоэлемента. Последняя определяется до или после установки в сейсмоприемник с помощью лазерного интерферометра и зеркала, наклеенного на пьезо20 элемент. Определение электромеханической постоянной после установки калибратора в сейсмоприемник приводит к дополнительному снижению погрешности. Стабильность же электромеханической постоянной пьезоэлемента исключает необходимость периодической тарировки калибратора. Возможна калибровка сейсмоприемника в скважине в процессе эксплуатации.

Молекулярно-электронный сейсмоприемник, содержащий размещенный в корпусе с основанием молекулярноэлектронный преобразователь вибраций и калибратор, о т л и ч а о щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, калибратор выполнен, по крайней мере из одного пьезоэлемента, установленного между преобразователем и основанием и жестко связанного с ним, причем ось поляризации пьезоэлемента совпадает с осью чувствительности преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Касимзаде М.С. и др. ЭлектРокинетические преобразователи информации. "Энергия", 1973, с.90-93.

2. Авторское свидетельство СССР

9 448766, кл. G 01 (9/18, 22.12.72 (прототип).

822 30 3

Составитель Н.Федотов

Редактор М.ногориляк Техред А.Лч Корректор M..Вигула

Заказ 1887/80 Тираж 784 Подписное

ВНИИПИ Е осударственноГо комитета СССР и > делам изобретений и открытий

i13035, Москва, Ж-35, Раушскя наб., д.4/5

Филя i .ИП "Плгент", r.ужгород, ул.Проектная,4,