Акустический преобразователь

(2 (4 (7 но-исследова й геофизики льГидроакустичеси антенны, Л. 80, с 11254330, кл. 340-10,1 (54 ) (57) АКУСТИЧЕСКТЕЛЬ, содержащий зарической жидкостьюлиндрический звукоп Й ПРЕОБРАЗОВАолненный диэлектерметичный циозрачный корпус.1ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП 4 РЫТ(71) Всесоюзный научский институт ядерногеохимии(5 б) 1. Свердлин Г.мкие преобразователиСудостроение, 192. Патент США Р 31970 (прототип). с торцовыми эвукоиэолирука(ими крыш. ками закрепленный в нем продольный вибратор, выполненный в виде двух соосных полупакетов иэ поляризованных пьезошайб и размещенной между ними пластины из пассивного материала,1 снабженных пассивными накладками, стянутыми армирующнм элементом, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, сцельюповыаенил эффективности в режиме иэлуче" ния, в промежутках между накладками симметрично размещены Ч"образные акустические жесткие экраны с отверс тиями, соединенные своими основаниями с пластиной, а краями - с краями накладок, внешняя поверхность кото.рых выполнена концентрично внутренней поверхности корпуса.Поставленная цель достигается тем что в акустическом преобразователе, содержащем заполненный диэлектрической жидкостью герметичный цилиндрический знукопрозрачный.корпус с торцовыми эвукоиэолирующими крьввами, закрепленный н нем продольный вибратор, выполненный в виде двух соосных полупакетон иэ поляризованных пьезошайб и размещенной между ними пластиной иэ пассивного материала, снаб" женных пассивными Накладками, стянутыМи армирующим элементом, в промежутках между накладками симметрично размещены Ч-образные акустические жесткие экраны с отверстиями, соединнные своими основаниями с пласти" , ной, а краями - .с краями накладок, ннешияя поверхность которых выполнена концентрично внутренней поверхности корпуса.На фиг, 1 изображен предлагаемый преобразователь; на фиг. 2 - то же, ыид сбоку.Акустический .преобразователь представляет.собой продольный полуволновый преобразователь симметричного типа, обтянутый сверху. защитной звукопрозрачной резиновой или оной оболочкой 1. Внешняя часть верхней нак-; ладки 2, выполненная в виде дуги оки Изобретение относится к скважинным и гидроакустическим преобразователям и может быть использовано н геофизической аппаратуре, гидроакустических приборах, а также для построения аппаратуры акустического. воздействия на нефтяные и гаэоные плас- Ффги для интенсификации технологических процессов.Известен сегментиронанный цилинд"1рический преобразователь, выполненный иэ набора тонких сегментон (приэм) (1).Недостатками данного преобразователи являются большие акустические потери н местах соединения (склейки) призм и малая прочность, а следона" тельно, и малая достижимая мощность.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является акустический преобразователь, содер" жащий заполненный диэлектрической жидкостью герметичный цилиндрический зъукопрозрачный корпус с торцовыми: звукоиэолирующими крынками, закрепленный н нем продольный вибратор, выполненный н виде двух соосных полу- пакетов из поляризованных пьезошайб и размещенной между ними пластины из пассивного материала, снабженных пассивными накладками, стянутыми армирующим элементом (2).Недостаток известного. устройства состоит н низкой эффективности н режиме излучения.Цель .изобретения - повышение эффективности н режиме излучения. ружности требуемого радиуса, имеетотнерстие для головки армирующегоболта 3. Тыльная понерхностьнакладки примыкает к торцу верхнег..полупакета 4 нэ продольно поляризованных пьеэокерамических шайб. В Чобразном акустически жестком экране5 выполнены отверстия, а торцы его .опираются на края защитной знукопрозрачной оболочки 6. Отверстия 7 и 810 экрана 5 соединяют эатыльное прост-,ранстно А с полостью Б, а сам экрансоединяется с пластиной 9 посредством болта 10, число которых. можетбыть равно одному или более, Между15 полупакетами размещена пластина 9прямоугольнгй Формы. Торцы экрана 5соединяются с защитной оболочкой 6посредстном болтов 12, К торцу нижнего полупакета 11 из пьезокерамики,аналогичной полупакету 4, примыкаетнакладка 13, ныполненная аналогичноверхней. Для симметрии конструкциицентральный угол, н который вписывается дуга накладки 2 или 13, выбирается равным порядка 90-120, хотя могут быть приняты и другие значенияаналогичную оболочке 6, выполненнуюиэ резины, Фторопласта, металла и35 др.Внутренняя полость корпуса заполнена трансформаторным маслом, кремнеорганической жидкостью и др. Д-внод преобразователя подключен к положи 40 тельным электродам пьезокерамики полупакетов 4 и 11, а аналогичный Е-ннод - к отрицательным. Элементы 2, 4, 9, 11 и 14 сжаты с помощью армирующего болта 3, ввинченного н нак 45 ладку 13 и склеены между сОбОЙ спомощью прочного клея, например типа ДМ 5-65, ПДили др. Экранирующая накладка 19 (Фиг. 2) из пористой резины приклеена на верх-нюю акустически жесткую крышку 20.Если экран 20 качественный, то экран19 может отсутствовать. Экран 21 выполнен аналогично экрану 19. Крышки20 и 23 с помощью болтов 22 крепятсяк торцам экранов 5 и 14, а также к 55 пластине 9. Сальниковое устройство24 служит для вывода кабеля 25. Расстояние а 8 равно половине длины волны в компенсационной жицкости на резонансной частоте.60Акустический преобразователь работает следухщим образом. В режиме излучения при подаче на . вврды Е и Д положительного полуперио. да напряжения возбуждения от генеозЗаказ 7548/49 Тираж 71 ВНИИПИ Государстве по делам изобре 11303, Москва, Ж Подпнного комитета ССений и открытий35, Раушская наб. но д, 4 филиал. ППП,фОатентфф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 тора (не показан) высокой частоты длина полупакетов 4 и 11, а вместе с ними и всего преобразователя вследствие продольного пьезоэффекта увеличивается. Наружная поверхность накладок 2 и 13 создаетв извучиваемом пространстве акустическую волну сжатия, Тыльные поверхности а и , накладок создают в это время в компен сационной жидкости, заполняющей полости А-Г, волну разрежения, причем эта волна распространяется от поверх- ностей а и Ь с временной эадержкой на полпериода, так как путь аб и Ьб рарен половине длины волны.Акустическая энергия от поверхностей а и Ъ проходит через отверстия 7, 8, 16 й 1 7 экранов, 5 и 14. При этом за счет поперечного пьезоэффекта в излучении участвует и наружная поверхность полупакетов 4 и 11, которая излучает продольные волны в фа-. зе с тыльными поверхностями наклодок 2 и 13. Полупакеты могут быть заполнены воздухом, если преобразова- .тель предназначен для работы на небольшой глубине, или же той же ком пенсационной жидкостью, что и полос-ти А-Г.Энергия таким образом будет иэлу"чаться во все стороны от излучателяв виде цилиндрических волн и с повы-.шенной эффективностью поскольку визлучении участвуют наружные и тыльные поверхности .излучателя. Так какплощадь тыльной поверхности оказывается достаточно большой; то сопро тивление излучения окажется примерно,в 2-4 раза больше сопротивления излучения известного преобразователя.Таким образом, эффективность предлагаемого преобразователя удается по-. 15 высить в 2-4 раза за счет увеличениясопротивления излучения примерно в2-4 раза, форма диаграммы направленности преобразована иэ.прожекторнойв цилиндрическую, что особенно важно"при использовании преобразователяв скважинах для реализации различныхтехнологических процессов и проведения геологоразведки. Пьезокерамический элемент может быть заменен на 5 магнитострикционный, имеющий витойнли шнхтованный стержень.