Ультразвуковой преобразователь

(5)5 6 29 04 Ы 4 ОБРЕТЕНИЯ ОПИСАН АВТО ТЕЛЬСТ МУ(71) Западно-Сибирский научно-исследовательский геологоразведочный нефтяной институт(56) Авторское свидетельство СССР М 1293493, кл. 6 01 Н 5/06, 1987,Авторское свидетельство СССР М 1295325, кл. 0 01 й 29/04, 1988.Авторское свидетельство СССР М 204660, кл. 0 01 М 29/04, 1967. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ(57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам неразрутся к измерительк средствам неразредназначено для х и электрических и и может быть исгеофизических ме- геологических ивлени оиства яв- О й с такими ние электля нераздва пьезмещена ала с волаза боль- атериала о для ультразвукощее полуволновый енный к подложке с щина которого рав- , причем удельное ление клея меньше Можно Опойства иссГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР Изобретение относи ной технике, в частности рушающего контроля, п определения акустическ свойств горных формаци пользовано в комплексе тодов исследования объектов,Известно устройств ых измерений, содерж ьезоэлемент, прикрепл омощью слоя клея, тол а четверти длины волн лектрическое сопротив шающего контроля, и предназначено для определения акустических и электрических свойств горных формаций. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, Ультразвуковой преобразователь содержит пьезоэлемент, протектор из токо- проводящего материала, изолирующий элемент, размещен н ы й между пьезоэлементом и протектором, а на протекторе выполнен контакт, предназначенный для подключения в процессе контроля к генератору электрических колебаний, Ультразвуковой преобразователь позволяет одновременно проводить определение акустических и электрических свойств горных пород, что значительно повышает производительность контроля. 1 ил. удельного электрическото сопрпьезопластины и подложки,Недостатком указанного устрляется то, что промежуточный слосвойствами вызывает шунтироваромагнитных колебаний.Известно также устройстворушаемого контроля, содержащезоэлемента, между которыми рпластина, выполненная из матерновым сопротивлением, в 1,5 - 2,0шим волнового сопротивленияпьезоэлемента.Однако данным устройствомределять только акустические свледуемого образца, кроме того, использование указанной пластины значительно снижает коэффициент прохождения акустических колебаний и затрудняет измерение скорости звука в сильнопоглощающих средах, например в горных породах,Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее корпус, съемный относительно основного корпуса, пьезоэлемент и протектор из токопроводящего материала. Съемный корпус, охватывающий демпфер с пьезоэлементом, позволяет расширить эксплуатационные возможности устройства.Однако конструкция известного устройства исключает одновременное измерение акустических и электрических параметров контролируемого объекта из-за того, что пьезоэлемент размещен на токопроводящем протекторе.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей ультразвукового пьезопреобразователя путем измерения дополнительного параметра контролируемого объекта.Поставленная цель достигается тем, что ультразвуковой пьезопреобразователь, содержащий пьезоэлемент и протектор из токопроводящего материала, снабжен изолирующим элементом, размещенным между пьезоэлементом и протектором, а на протекторе выполнен контакт, предназначенный для подключения в процессе контроля к генератору электрических колебаний,Использование предлагаемого ультразвукового преобразователя позволяет значительно повысить производительность контроля благодаря одновременному определению нескольких физических параметров образца горной породы и улучшить интерпретацию результатов геофизических исследований геологических формаций, так как раздельное определение акустических и электрических свойств образцов горных пород в условиях, приближенных к пластовым, снижает достоверность получаемой информации из-за необходимости дважды подвергать образец воздействию пластовой температуры и горным давлениям.На чертеже представлена конструкция предлагаемого устройства.Ультразвуковой преобразователь содержит корпус 1, в цилиндрической полости которого размещен стакан 2, выполненный из диэлектрика, в котором установлена контактная металлическая пластинка 3. Изолятор 4 отделяет протектор 5 от пьезоэлемента 6. Контакт пьезоэлемента 6 с "землей" осуществляется посредством 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сплава Вуда, размещенного в канавке, выполненной в стакане 2 и корпусе 1. Протектор 5 изолирован от корпуса 1 твердеющимдиэлектриком 7, например эпоксидной смолой. Токопроводы 8 соединяют пьезоэлемент 6 ипротектор 5 с электроразъемом 9.Соединение протектора 5 с электроразъемом 9 осуществляется через отверстие, выполненное в пьезоэлементе 6 и изоляторе 4,Пьезоэлементом является пьезокерамика, отличающаяся высокой механическойдобротностью, малыми диэлектрическимипотерями и большой величиной коэффициента излучения,Протектор 5 выполнен из материала, обладающего высокой коррозионной стойкостью, необходимой в условиях контакта сминерализованной пластовой водой, и име-ющего волновое сопротивление, близкое кволновому сопротивлению пьезокерамики,Для повышения коэффициента прохождения акустических колебаний изолятор выполнен из неполяризовэннойпьезокерамики.Устройство работает следующим образом,Образец породы, полностью или частично насыщенный минерализованной водой,размещается между двумя ультразвуковыми преобразователями, С генератора электромагнитных колебаний, например Г 5 - 15,подается сигнал на пьезоэлемент б, одновременно с цифрового измерителя типа Е 78 осуществляется питание протекторов 5обоих ультразвуковых преобразователей,В образце породы одновременно распространяются акустические и электрические колебания, Пройдя контролируемыйобъект, акустические колебания преобразуются пьезоэлементом второго ультразвукового преобразователя в электромагнитныеколебания, которые после усиления поступают на осциллограф, который измеряетвремя прохождения акустического сигнала.через образец породы, Зная длину образца,рассчитывают скорость звука.Величина электрического сопротивления отображается на цифровом табло прибора Е 7-8.Величина удельного электрического сопротивления при известных длине образцаи площади электрода рассчитыватся по известной формуле.По известной плотности породы и измеренной скорости рассчитывается акустическая жесткость (волновое сопротивлениепороды).Применение предлагаемого ультразвукового преобразователя позволяет болеечем в 2 раза повысить производительность1727049 5 Соста вител ьА. БолотовТехред М,Моргентал Кор едактор А,О Н.Ревс аказ 1275 ВНИИПИ Госу Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 но-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Производс контроля за счет одновременного определения нескольких физических параметров и улучшить интерпретацию результатов геофизических исследований скважин, Кроме того, преобразователь позволяет повысить 5 достоверность получаемой информации,Формула изобретенияУльтразвуковой преобразователь, содержащий пьезоэлемент и протектор из то 10 копроводящего материала, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен изолирующим элементом, размещенным между пьезоэлементом и протектором, а на протекторе выполнен контакт, предназначенный для подключения в процессе контроля к генератору электрических колебаний,