Пьезоэлектрический сейсмоприемник

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН эа) 001 Ч 1 ОМИТЕТ СССР ИЙ И ОТНР 11 ТИ СУДЮ СТВЕННЦ О ДЕЛАМ ИЗОБ БР НИЯ:,. ИСАНИ И АВТОРСКО 7(72) А.С,Трифонов и Ю.С.Исаев (71) Украинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 397868, кл. С 01 7 1/16, 1974.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3560284/18-25, кл. С 01 Ч 1/16, 1983 (прототип). (54)(57) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЕЙСМОПРИЕМНИК, содержащий герметичный корпус, полностью заполненный жидкостью, и упруго подвешенную в корпусе инертную массу с полостью в которой с зазором размещен экран,соединенный с инертной массой припомощи стеркневого пьезоэлемента,консбльно укрепленного на инертноймассе, причем экран выполнен полым,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей путем обеспечения круго.вой диаграммы направленности,экран выполнен кольцеообразным иснабжеи укрепленным внутри него насередине его высоты диском с отверстиями, стержневой пьезоэлементвыполнен цилиндрическим и жесткоскреплен своим свободным концом сдиском, а инертная масса выполненав виде двух одинаковых дисков обтекаемой формы, жестко связанных междусобой стойками.Изобретение относится к измерительной технике, в частности кустройствам, преобразующим механические колебания в электрические,и может быть использовано в виброметрии, сейсмологии и сейсморазвед"кеИзвсстен пьезоэлектрическийсейсмометр, содержащий сферическуюинертную массу, три пары пьезоэлементов, оси чувствительности которыхрасположены по трем взаимно перпендикулярным направлениям И ,Недостатком сейсмометра являетсяналичие в нем статического воздействия инертной массы на пьезо,элементы, что снижает чувствительность пьезоэлементов, Кроме того,сей:мометр имеет неравномернуюхарактеристику направленности, за-,трудняющую обработку регистрируемыхматериалов.Напболее близким к изобретениюявляется пьезоэлектрический сейсмоприемник, содержащий герметичныйкорпус, полностью заполненный жидкостью, и упруго подвешенную вкорпусе инертную массу с полостью,в которой с зазором размещен экран,соединенный с инертной массой поЗОсредством стержневого пьезоэлемента,консольно укрепленного на инертноймассе, причем экран выполнен пальи.В известном сейсмоприемнпке устранено статическое воздействие инертноймассы на пьезоэлемент 2,Недостатком известного устройстваявляется отсутствие возможности обеспечения круговой равномерной,циаграммы направленности в силу того, чтогеометрия полости в инертной массе,. фконструкция экрана и пьезоэлементадопускают измерения колебаний лишьв одном горизонтальном направлении.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемобеспечения круговой диаграммынаправленности.Указанная цель достигается тем,что в пьезоэлектрическом сейсмоприемнике, содержащем герметичный корпус, полностью заполненный жидкостью,и упруго подвешенную в корпусе инертную массу с полостью В которой сзазором размещен экран, соединенныйс инертной массой при помощи стержне вого пьезоэлемента, консольно укрепленного на инертной массе причемэкран выполнен полым, экран выполнен кольцеобразным и снабжен укрепленнымвнутри него на середине его высотыдиском с отверстиями, стержневойпьезоэлемент выполнен цилиндрическими жестко скреплен своим свободнымконцом с диском, а инертная массавыполнена в виде двух одинаковыхцисков обтекаемой формы, жесткосвязанных между собой стойками.На чертеже, представлен сейсмоприемник, общий вид,С корпусом 1 сейсмоприемника,полностью заполненным жидкостью,посредством пружинного подвеса 2связана инертная масса 3, выполненная в виде двух одинаковых дисковобтекаемой формы, которые жесткоскреплены между собой стойками 4.Б центре нижнего основания верхнегодиска инертной массы 3 консольноустановлен цилиндрический пьезоэлемент 5, к которому жестко крепится диском 6 кольцеообразный экран .Экран 7 имеет двойные полые стенки 8, обеспечивающие жесткость экрана и компенсирующие его вес в жидкости,исключая тем самым статическоевоздействие веса экрана на пьезоэлемент 5 еПод воздействием упругих колебаний в горизонтальной плоскости корпус 1 вместе с заключенной в нем жидкостьюсмещается относительно инертной массы 3, которая благодаря обтекаемой форме не испытывает заметного воздействия со стороны жидкости. Усилие,оказываемое жидкостью на экран 7,пропорционально плошади проекцииэкрана на плоскость, параллельнуюего продольной оси, Под воздействиемэтого усилия экран 7 смещается относительно инертной массы 3, вследствиечего пьезоэлемент 5 испытывает изгибную деформацию, пропорциональнокоторой вырабатывает электрическийсигнал. Цилиндрическая форма экранаи пьезоэлемента обеспечивает круговую диаграмму направленности сейсмоприемника в горизонтальной плоскости.При вертикальном смещении сейсмоприемпика жидкость воздействует наосновании дисков инертной массы 3 иперегородку экрана 7. Вследствиеэтого экран смещается вместе с инертной массой, не оказывая воздействияна пьезоэлемент,Небольшие отклонения ориентациикорпуса сейсмоприемника от вертикаль"ной оси не влияют на его работоспоСоставитель М.СпасскийРедактор О.Бугир Техред .З,Палий Корректор О,Тигор Заказ 8534/34 Тираж 710 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 Э 1125 собность, так как свободный пружинный подвес 2 инертной массы 3 обеспечивает вертикальную ориентацию чувст- вительной системы сейсмоприемника. Жидкость, полностью заполняющая корпус сейсмоприемника, помимо своего основного назначения - передачи смещения корпуса экрану, оказывает также эффективное демпфирование 1 О пружинного подвеса 2 инертной массы 3. Кроме этого, плотность жидкости определяет высокочастотную часть амплитудно-частотной характеристики сейсмоприемника - чем меньше плот ность жидкости, тем более высоко 570 4частотные колебания способен воспринимать сейсмоприемник.Предлагаемьп сейсмопрнемник,обладая круговой диаграммой направ-.ленности, обеспечивает регистрациюупругих колебаний в горизонтальнойплоскости без искажений, независимоот направления их прихода в точкурегистрации в диапазоне частот отнескольких килогерц.Преимущество предлагаемого сейсмоприемника заключается в наличиикруговой диаграммы направленности,высокой чувствительности и ровнойчастотной характеристики в широкомдиапазоне частот,