Акустический излучатель

Акустический излучатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(191 (11) А

5 01 V 1/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

; 4 ... РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2; ) 2 887 845/ 1 8-25 (22} 03.04.80 (46) 15.06.83. Бюл. % 22 (72) В.Н. Носов, О.Л. Кузнецов, В.H. Макаров и В.А. Виноградов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии (53) 550.83(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N0 363952, кл. 5 01 \/ 1/40, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР кл. С 01 Ч 1/40, 1972 (прототип). (54) (57) АКУСТИЧЕСКИЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ . одержа.llèé пнпнндрнческий корпус,запоп. енный жндкэй средой,с ре,-.ìåëåêíûìè в нем активным элементом, выполненным в виде пьезопакета из продольнополяризованнык шайб, частотнопонижакяшими накладками, отражателями с коническими поверхностя ми, установленными против выполненныхв корпусе окон для выхода упругих волн,. о т и и ч а ю шийся тем, что, сцелью увеличения выходной мощности излучателя, отражатели расположены по обе сторо..ы активного элемента, частотнопонижаюшие накладки отстоят от отражателей на расстояние, равное половине длины волны в среде, заполняюшей корпус, шайбы пьезопакета установлены в корпусе с соблюдением акустического контакта между ними и корпусом.

Из 06р6 гни<) Отп i! " г ):!) !!I,:.. (,;. рс— акустгческ}п«пр»оорям и можс ..)}лт}, <30ПО(П ЗСВаНО Д)г}! ЯКУСти (ССКО!.;: Ь ..:-.Д(:; — Г(3}!.

НВ }«ЕГНг! Е}(ОС}ПЛЕ ППЯСТЫ В р. >яг(:цОт«3(..X

ЗКСПЛУач В" (ИО}«НЫХ CКВЯ)т.Инат

ГИДРОЯКУСТ ИЧ ЕСКИХ II K! РРЕН-.«й, ИЗВЕСтОН ИтзлуЧЯ! "..;::, )JJ}j;rг. .(ГОО()Я Вт<,(-.тИЧЕСКОГО Кар-,: Вт)(<Р (((, тез . КО(>-,...: . }-я.ПОПИСНО }i . «B ТсрИ<ДЛЯ C v!BI t! .. ССТГЛ ", Н .г:

НЫМИ "..З()ЙСТ()ЯМТ«, В KCr70р()К; ДЛ(«}-. )<3Ь, НИЯ КВЧ(С->ВЯ }}З.;«()РЕ>(нтй Г;О}<ОРХНОСТ} ТЕ; а

GgT)B0OBB}r!B Д}3У}г(Я TI(BT;G>>CTFT) Тb!I . >Л )>г -,, „ -, .нь}ми конусами с ojTHJ«BKG})b}}>tt« . елг.(чт- >ли упла}ЛИ. НЕДОСТВТКО! НЗЛуЧЯТРЛ<я Г(ЬЛ>я< Г.)Л

НЕЗ}«ЯЧИТ ЛЬ(«ЯЯ ВЬ(ХГ)Д}«ЯЯ }НО}Л>(ОСТ}> V,-Ë вЂ”.СТВИЕ ВКуст(пт«ЕСКО! 0 ЗB»(т;..; }! IH Li );ду (}}< тивным}(и оверх}(остя}.п(, ИЗВЕСТЕН ТВЖЕ ИЗЛуЧВТСЛЬ ЧтруГAX КЛЕба}«ИЙ> ВЬ(ОРВ}«}т»(Й вЂ”. КЯЧ.-СГВЕ ПРОТОГИ-.

Па 2, СОД<-.Р)КЯШИЙ ДВЯ ВКУС т}ГЧЕС}(ИХ ПРЕ -: образов".Теля, установлен}«}.(х на од} Ой оси

В ПИЛИНДРИЧЕСКОМ КОРПУСЕ, ДВЕ HGP> r}te)3}>(Е детали с торцсвь(ми KG}TH>(åcKê <Н поверхностями „свободно устаногле}«}«ь(е HB Gcu внутри пилиндрическо о к.рпуса, при(е

КОНИЧЕСКИЕ ПОВСРХПСготп ООР}ГХ ДЕТВЛЕЙ г)6"

РВ}((ЕН}.! ОДНЯ К ДРУ., Ой, ЭЯЗДЕЛЕЬ(. ПРО}0(адКОЙ из Вкуст!«Ческого (Яте()пала и Огран! .-чива}От:: };"!KJ() Ос Jjpoc7pBHc во пну pH ((Лтг(«ДР}(т(РС K()! О К Г т ITI;,г(5 З B J! ОЛ H Еiд! О(г IKÖÄ„, КОСТЬЮ, В ЯК., "< тг(Ч< Ск}(С !.РЕ06()Я<) ->Ватer(J«

ЖЕСтКС ЗЯКПЕП. (.НЫ } Я 70p(T(r>B>btõ ПС!Jr"...><Н(СТЯХ ЛОВ(!я<РВЫ (ДЕГВЛЕЙ, ПР(«ттг ЬГ)! г>> О}(<ОП i,, конине -. К};,.

ij! В (П ЯКОМ H.)т!)гЧМ РП(- ()(, Г HJI акустт(г(г>г j(l IJ o кон ак (B r (Р)}(дт) г,"угст}«т (е(° («>гг (т! -, Оео(!)г<зоп,:т .;.-я !J» и к- От- -(-.,; ттатЕЛИ ГГРИЬОДГГ(и П("; ep- . т«ЗЛ(тгЧВ;,той

VOTUHОСГ}(. }(<,)ОМЕ ТОГ, гт}. }Р;--Г (,>Ест<:

Л OTJI(>нгг Е тгХ! руг T""::}Х i< 0}(Г 5 B: i (й =,Л а.: ТИЧН Ой>

ПРОКЛ(гГ(КОЙ, }(ВХОД<«(}((«((()}! !vii>)K T }(ОН}(т«(<3}<}«М:! ПОВЕРХНОСГЯМИ ПО;,)«Н.-; —;;., -. Д(ТГ!.т-тй, i)CTr Ь(С}, Г>Г)() >ЕТСНИя );Пя;.г"Сj у(,-.-).!),-(, П!.. вых одно и м ош}«ости, ЦЕЛЬ;Ii"..ТИГЯЕТСЯ ТСМ. т ТО i3 IK СТ}

КОМ ИЗЛ j«BТР((Е СОГ)СРЖВ(ЦЕМ i (Г(ТД(д Эгп Сс" кий Kupji с, зяполнецнь(й жидкой <=редой

РВЗМЕ}г(то!(Н(>}«>(И }3 HPivl ЯКТИ!3(ГЫ}.": rj!CI>« . Í7<)хг. вь(полнРннь}} IJ вИде п}>езопа}(ета из !!p("

"т(!

ДОЛЬЧС)-ПС)ЛЯРИЗОВЯ}(т(ЫХ «Лайб г ЧЯСТО "HG::Ñi}«ИЖВ(г(ЩГ<>П>(НЯКЛЯДКВМИ 07r) B)I(B7 0 Hi>i г; (}(Отп1((<-ск;.,с(и нове>рхног)Г>г(}«;:.:. ;:тп}«г)в((с!;,.(»!..

МИ ПЭСТИВ Bl т(Ог>Н(Е!«}г(! . (; KOP>i;r(Е (. -КОН

Дг«Я ВЬ}ХОДЯ УПРУГИХ ВОЛН. ОТРВ)ГВТРСЛ}! РЯ:-положен :-! ii(Оое сторонь! B!3(.,-:: ..:.г с;ле.М Е}«Г Я .. (ЯС7 От<«о«(о}«}()КЯ}с<((> т(<> -:а «ЛЯ В }>И Сг! - (."ТОят От ОТ!)(})((ВТ(}Г>ЕЙ riа "Г;(-,. ОЬ(<(}т<- ПЯВ г

НОЕ П ОЛ О(ЯД«Ы Г!) П«} }>; I(; (}}(! Т! t:},>РЛР, ".>;! -., г ri г GpH)С, a iaf".)! (П.Е: ОП(!КОТЯ у!37à;-(о :ае}«bi вH }K«oорp}7пусе с собл},„..п((-",. аку<, ляг: кого KGHTBK7(j ..:ежду }в<3 «и и корпус,м.

lpga -;Е-;твг--жЕ tb)KB,B:!O у(трг::4-7ВС ВКУС ",."т>; —;ОГО ИЗ (! >ТЕ,(я г т(}(" (. (г}ЧГ: i(jт и }(.a! ii !Ь (° Cд(г >)К". г .}(" г т" г, < - Л ге< 3тг °: i . !,<г(СГТ«т)т««<:;,0}.! KGI.. -!..,„Е(дг т, =>ЛЕК, > г,-i B},e!.; = С ТР-r iг(r3}. О})ОД}Г)}(}Ь>т" >. }(}г}, .(я .::г 3 «И 5, }v г (>!. ыр}!..<, 3 и ."):. Ч«паял л рез}(сти- 0;< к .);Д ";«Сг-:.ОР 7, .)i i. .Pb .. (г) Д! }(ОH,- КОР}ТУСО.

}((3-.:,т г! Г . <т (.. )МСП(Ъ!"., i;- ТГ>) ()ПС ° !В ()Д}П«КВ (тг Bi t! ";}>(, r -(ГГ(>.РЮ> 3 ПОДСОРД>«НЕН ТЯК)г Е

}! ОЛ у П-;) ОВОД}п>КСВЫ и .(ИОД <. > Bi. П-тГ ."т Д! О} G

ДС;СКТОPB>. ДруГОЙ ВЫВОД Зт )r JBICда Псд-Г:ОСДИНЕП К ВЫХОДУ }(ЗК(ЕРИТ< «} !)Г.— ВКУ-. И-. i =-.г ОГО,Г. ЕОО г(ЗОБЯТР}}П 9 Ta!P:"=r"i" I!- В (;гг-)С; —,г Г! Я j" j-::rj i i > Tr < i!jr>«rr!J« ° «;;(. г I>Ч CС:<Г)»K(:i да 3;t!=i(Ия, г IOT< r }т}<Е(<"-, О и - (тг> " ("

iП)jI P«(rr! 7Е.. _#_I B

itB Л)И« . 1 Г Г>ОДВС>Г<ИТСЯ К ВКтг Г Т ИЧС>ОКО.",Гтт

:г<злучателю со «((Ть(ря - г «ерез }(г IHy 10, PI>(!JOT(i«B}«I<УЮ B ВИДЕ GJIHGTIOЛ}СCHCi O ИЗОЛИрова нного разъема. В-:.) "pj отряжат е}«я ) .(i!K rÑТИЧЕСКОЙ ЗНР!. T";т(УСТЯБ -3ЛЕ}! И . .:г!Е})(!—

; -.т»}«}„й гк(У -}ИЧЕСКИ}(TJPi.=0(РВ;-,Р;3 тЕ}(Ь ! (Олость 12 внутри корГ(уг.з заполнена

ТП=.}«СфоР((ВТОР Г (М iv«BCJ!.)Ivt (,}< II:<О:.(ПBÓÄGË.

},, — 10 г !«ЛТ! ПОЛ«Г)грс« а}TO} (I для KOM -.

TIC}-;: ЯПИИ ГИДРОСТВТИЧЕСКОГ-: Д;;ПЕНИЯ ОК.";. -(ю}дей излуча-Гель (Редь(. J3 хор(гусе

}>ь!((!) (е. j Giк} г! I:3) для выхода т«зтГу чаев

:; ой !! :(ус.>-ичоскс. «з}«еог}ГИ из полости 12. (т! GT") T г>(>!7J В»П IHe}«bl СКВОЗ}(Ы}<ит

I«>i:.Pb !.. ".ВУ }r QIIPOS(GBЧНОЙ .!Р(. i P«}i! )й !. ЛИ

",:" Р.зт, гой и ТИ ППРг! :та}3,< ГЬ СО(" >К )т г! г

}та (Р},П! Ч .-,;..;:> ГO}ii г

r (< -р! у. =. . —:а.:-. 07HO!IC!:.-,—:-:BIGTjia-! На((ЛВДКЯ -! г

;(}, >0}iВК(. -7 ", HBGPB!JHLtl П;:! ITPг)ДОЛЬ}(G

П )Л}г ри< ОВВН}ПЛ:. ((«ай(О), И друl B!i - <(СТРТНОПО-!

Ij()j.1! - HBH НЯ} .ВДКВ 1 (> ВрМ!«! (< Ь Ч! >::-}>-)G.,ГС>р Чяг"07) "GTIOHJОКВЮД<ИХ 1(а(СПВДК(, Х <3}- П оп(НЕП},г ПВ

Г Л:I ":ГГ 07 ГПГГ (.ITL Hr>IK >ЕЗ}дт! Ui Г(}Г" ! .., В Г<РСЬ т>ИОРЯТО " "-" ((-. г). < Bt-: «ИГ(0 а(Н Д и УВЕ)(ИЧЕНИЯ Поот(HT.C г т; тг«;В:<>)КГ« i( т 7}> ОЯГ - т г B ()Р)<<т-,,г(< "«г(г .«>РНИЯ ((,,F>K ! .!, "-Г;< K. IHi! 0(.Г<>(BGF ГИ ). <О (г т< ОО-, ОМ

КВ (v!TH ВЯЗ"- С т! 0(ЛЕГ(3 }, «И". В!«(<ПЯТ(Л С> „. т

<.Лт, г<В-.= „г!. »н; -, „т г: (>FIJI > . <

„;т,г«ы \! гоу() l(i>7bi!i . (г лат, н л О,},1-:!ОЛН Н ".ЫМ Из ГpG"НГT ."Лг -. . . :. ..Г., H(!«((>Иг (Е>- «}Г ОВЯНН ",t C;Br.rä(,--( тг 4 g61В подобное окну 13, отражатель 23 акустической энергии, полость 24, капо, IIvную полости 12, электрсклемму 25, Акустический излуча-.ель работает следучОщим <,>бразсм. 1ри г. Одведс 111ИH пслуперисда положительной полярнссти возбуждающег о напряжения от ге еретора м.1сокой частоты к зажимам пьезопекете 15 через кабель, электрсразъем 2 (цггыри 4 и 5}. шину 13, пьезспакет увеличивает свою 10 длину, и расстояние между частотнопсни— жакгцими накладками возрастает. При этом поперечный ра мер ггьезошайб, из которых собран пьезопакет 15, уменьшается. В среде„заполняюшей псдости 12 и 24, воз-is

f iiкает волне сжатия, pocIIpncтраняюшаяся в сторону отгажатслей 11 и 23, которые наггравляют движение фронте акустической продольной волнь1 B сторон f GKGFi 13 и

22 и через них в озвучиваемое прсстранство, Расстояние между активными IIG— верхнсс-,ями накладок 14, 17 и отражателю.ли 11 и 23 соответственно равно половине длинь1 продольной волны, распрсстраня|ошейся r1 жидкой среде, запачняюлпей г.слости 12 и 24. При укленьшении поперечного размера пьезопакета возникает волна растяжения, передаваемая через кольца 16 и стенки Kopiiffса 1 E Озвучи— ваемое пространство давлением Рп

Акустичс:ская энергия накладок 14 -. 17 поступает в озвучиваемое прес,ренстьо с давление.л Рл в фазе с энергией боковых поверхностей пьезоэлементов пакета 15 за счет введения временной простра1гс.твенн ой задержки в полостях 12 и 24 на полпериода излучаемой волны, В связи с этим давления Р и Р складываются, что иприводит к увеличению выходноЙ MGIUн >сти акустического излуча еля. Увеличение выходной мощности достигается зе

40 счет увеличс:гия поверхности излучения (сопротивления излучения}, бсл ..шей нагруженностч активного элемента и соответствуюшей фазировки акустических давлен1лй, пстгучаемых с активных. поверхностей из45 лучателя. При подаче на зажимы пьезспекета 15 возбуждвюшего напряжение отрицетЕЛЬНСй ПОЛярНССтИ ВЕСЬ ПрО.ЕОC ВСЛНСобразования происходит ь обратно.", порицай се, г1Lëß повьсш >HIIB I .I iKОд11ой . 1ОП11ссти из— л » чателя в у слсвиях ис пользования В сква— жш1ах, например, Iip:1 осушсствлении акустического воздейст: ия HQ пласт с нефтью EL III газом, данная конструкция пспуcKApT увеличение числа вибраторов (элементы 14, 15,16,17 и сопутствуюгцие им корпус, отражатели} путем введения модулей из этих ксл лпснентGB. подсоединяемых вместо отражателя 23, который в этом случае устанавливается на корпус последнего вибраторе.

B силу GBGPй обратимости излучвтель

ycIieILHc работает IQKAe и в режиме приема, обесгечивая повл пленную концентрацию (сужение диаграммы направлe:алости } зе счег увеличения приемной базы, ревной расстоянию между окналли 13 и 23. Всестороннее армирование пьезопакета 15 для компенсацгпг гидростатического давления скружиошей среды, передаваемого через корпус 1, кольца 17, трансформаторное масло в полостях 12 и 24 и через накладки 14 и 17, способствует повышежпс надежности работы излучателя в ре.жиме излучения предельгц1х моцгностей.

Среда в полостях 12 и 24 дачжна быть упругой, малосжчмеемой и неэлектропроводнсй вс избежан!е замыкания тока и шин 10. Эт1" 1 требованиякл сгвечает e . наибольшей степс1пл трансформаторное мвсл о, Для лучшего согласования акустичес— кого излучателя с генератором высокой частоты, в излучатель введены измеритслгьный акустический преобразователь 9, внпслненнъ1й B виде нерезонансного .:родоль, гого вибратора на пьезскерамике, к в.;:ходу котopoI.G подключен амплитудный детектор, собранный по однспапупериодной схикле и состсяший из полупроводникового диода B и подключенных пврег 1eльнo ему резистора 6 и конденсатора 7. Постоянный ток с выходе детектора через штырь 3 злектрорезъема 2 и кабель подается к кОнгрсльно-изм ори Тельному прибору, е

Выполнение акустического излучателя описанным образом позвасяет увеличить выходггую акустическую мошнссть в nec-f колько раз 10-20 дБ},