Сейсмодатчик

(9) П х ВС 01 И 1 БРЕТЕН 4 ь ГОСУДАРСТВЕННИЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ ОПЙСАНИ К АВТОРСИОМУ21) 2878906/18-25622) 0502.80(71) Всесоюзное научно-производст- венное геолого-геофизическое объе- . динение по разведке нефти и газа (53) 550. 834 (088. 8)(56) 1. Патент США 9 3806909, кл. 6 01 М 1/16, опублик. 1974.2,. Авторское .свидетельство СССРВ, 911404 кл. 6 01 Ч 1/16, 1975 прототип) 54)(57) СЕИСМОДАТЧИК, содержащийкорпус,. чувствительный элемент,включающий преобразователь и удлинитель, и упругий герметиэирующийматериал, . о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения его чувствительности в твердых окружающих средах, удлинительразмещен вкорпусе и выполнен из двух частей,между которыми расположен преобразователь, жестко закрепленный своими концами на внутренних торцахудлинителя, на наружных торцах которого жестко закреплены опорныеэлементы, установленные снаружи корпуса, причем корпус изолирован отчувствительного и опорных элементовупругим герметизирующим материалом.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 специальные 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 11.Недостатком такого сейсмодатчика 30 является низкая чувствительность ограниченная жесткостью корпуса датчика и размерами пьезокерамического элемента.Кроме того, датчик недостаточно надежен из-за возможных поло мок пьезоэлемента при чрезмерных нагрузках на мембрану, например, при замораживании влажного грунта. Наиболее близким к предложенномуявляется сейсмодатчик,содержащийкорпус, чувствительный элемент, включающий преобразователь и удлинитель,и упругий герметизирующий материал.Часть удлинителя расположена внутрикорпуса, дно которого и удлинитель 45жестко соединены с преобразователем,а пространство между удлинителем икорпусом герметизировано упругим материалом. Работа сейсмодатчика заключается в том, что при установкев грунт корпус сейсмодатчика и удлинитель воспринимают колебаний частицгрунта, появляющиеся в момент про)хождения сейсмических волн. Закрепленный жестко между корпусом и удлинителем преобразователь, выполненный,например, из пьезокерамики, жесткозакрепленной на мембране, воспринимает колебания корпуса и удлинителя, преобразуя их в электрическиесигналы соответственно воздействию , 60сейсмических волн 2,Недостатком сейсмодатчика является зависимость его чувствительностиот жесткости окружающей среды, таккак при замерзании окружающего датчик 65 грунта чувствительность датчика,например, в области инфранизких частот уменьшается от двух до четырехраз в зависимости от структуры грунта. Объясняется это тем, что вморо-женный в грунт датчик теряет какбы свои размеры Ь связи с тем, чтожесткость 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 - устранениезависимости чувствительности сейсмодатчика от .состояния окружающегогрунта.Поставленная цель достигаетсятем, что в сейсмодатчике, содержащемкорпус, 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 навнутренних торцах удлинителя, нанаружных торцах которого жестко закреплены опорные элементы, установленные снаружи корпуса, причемкорпус изолирован от чувствительного и опорных элементов упругимгерметизирующим материалом,На чертеже представлена принципиальная схема сейсмодатчика.Сейсмодатчик содержит корпус 1,чувствительный элемент, включающийпреобразователь 2 в виде мембраны3 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 упругийматериал 10. Сейсмодатчик снабженэлектрическими выводами 11.Устройство работает следующимобразом.Сейсмодатчик, установленный вгрунт, опорными элементами 8 и 9воспринимает 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 сигналысоотвегственно воздействию сейсмических волн. Для подключения сейсмодатчика предусмотрены электрические выводы 11.1017954 Составитель Т, РайковаРедактор О. Колесникова Техред О,Неце Корректор М. Коста Заказ 3520/39 Тираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал 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 чувствительностьсейсмодатчика остается постоянной, независимо от сезонных или климатических условий его работы, благодаря применению упругого материала 10, например герметика УТ, сохраняю-. щего свои упругие свойства в ыироком диапазоне температур от -60 до +130 фС,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.