Сейсмический датчик

,1,911404 Сфез СфватсинкСоцналнетнчвсинкРвелублни ОЛ ИСАКИЙИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Веуддраюай юйтет СССР де делан иэебретенвН и етлрытиОпубликовано 07;03.82, Бюллетень М 9 Дата опубликования описания 10 . 03 . 82) СЕЙСМИЧЕСКИЙ ДАТЧИК еличин раной, пласти щая вы чения,Кли ка имеет что поза Изобретение относится к приборостроительной промышленности и может быть использовано. для определения механических колебаний грунта, например, в строительной технике или в системах сейсмической сигнализации. фОсновными конструктивными элементами известного сейсмического датчика являются масса, упругие элементы, демпфирующие устройства и выходте ные органы. Принцип действия датчика заключается в том, что инертная масса, не имеющая жесткой связи с корпусом, жестко связана с преобразователем механических колебаний в электрические сигналы 13;Однако чувствительность таких датчиков в значительной мере ограничи" вается величинои инертной массы, а. наличие упругих элементов и демпфирующих устройств усложняет конструкцию и уменьшает надежность.Известен также пьезоэлектрический, датчик, инертная масса, которого имеет жесткую связь с корпусом черезпьеэопреобразователь 23,Несмотря на простоту конструкциипьезодатчика с инертной массой егочувствительность также в значительной степени ограничена в ойинертной массы.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является сей.смический датчик, состоящий из кор"пуса, удлинителя и.герметизированного чувствительного элемента. Сейсмический датчик имеет корпус клинообразной ,ормы из однородного материала, в котором вмонтирован чувствительный элемент, состоящий из металлической пустотелой коробки с мемб"на которой жестко закрепленанка пьезопреобразователя, имею-.водные проводники для подклюнообразный корпус сейсмодатчиспециальные срезы на гранях,оляет облегчить установку в3 91140 грунт и улучшает восприимчивость сей-.чических колебаний.Работа сейсмодатцика заключается в том, что будучи установлены в грунт, мембрана чувствительного элемента воспринимает колебания частиц грунта, появляющиеся в момент прохождения сейсмических волн. Закрепленный на мембране пьезоэлемент повторяет колебания. мембраны преобра о зовывая их в электрические сигналы сОответственно воздействию сейсмических волн 33.Недостатком такого сейсмодатцика является низкая цувствительность, 15 ограниченная жесткостью корпуса датчика и размерами пьезокерамического элемента. Кроме этого, датчик обладает недостаточной надежностью из-за возможных поломок пьезоэлемента при уд чрезмерных нагрузках на мембрану, например при замораживании влажного грунта.Цель изобретения - повышение чувст)вительности с одновременным обеспеце нием высокой надежности при долговременной эксплуатации.Поставленная цель достигается тем, что часть удлинителя цувствительного элемента расположена внутри корпуса, ЗО дно которого и удлинитель жестко соединены с цувствительным элементом, причем пространство между удлинителем и внутренними стенками корпуса герметизировано упругим материаломНа фиг. 1 представлена принципиальная схема сейсмического датчика; на фиг. 2 - электромагнитная зависимость чувствительности сейсмического датчика от длины удлинителя. Сейсмический датчик содержит корйус 1, удлинитель 2, чувствительный элемент 3 в виде упругого подкрепления 4, преобразователи 5. В зазоре 45 между корпусом 1 и удлинителем 2 с чувствительным элементом 3 содержится упругий .материал - герметик 6. Сейсмический датчик снабжен электрическими выводами . 50На фиг. 2 по оси абсцисс отложена длина удлинителя у в метрах. а по оси ординаты - чувствительность в мкВ.Устройство работает следующим образом, 55Сейсмодатчик, установленный в гочнт, корпусом 1 и удлинителем 2 .воспринимает колебания частиц грунта, появляющиеся в момент прохождения сейсмических волн.Закрепленный жестко между корпусом 1 и удлинителем 2 чувствительный элемент 3 через упругое подкрепление 4 с жестко установленным преобразователем 5, например, выполненным из пьезокерамики, воспринимает колебания корпуса 1 и удлинителя 2, преобразуя их в электрические сигналы соответственно воздействию сейсмических волн. Для подключения сейсмического датчика предусмотрены электрические выводы 7. Принцип действия приемника заключается в том, цто будучи установленным в грунт, жесткая конструкция приемника воспринимает колебания частиц грунта одновременно корпусом и удлинителем 2. Но так как крайние точки корпуса 1 и удлинителя 2 находятся на некотором расстоянии, равном длине приемника, то колебания частиц грунта происходят в соответствии с прохождением сейсмических волн, не являются идентичными по частоте и не совпадают по фазе, В одно и то же время, например в случае прохождения продольной сейсмической волны, приемник может использовать сжатие или растяжение в зависимости от направления перемещения части грунта В этой связи максимальная чувствительность приемника может быть получена при его длине, равной полуволне сейсмического колебания (20-40 м), что не достигается из-за резкого увеличения приемника в связи с необходимостью обеспечить его жесткость,Однако,уже при длине приемника около 0,2 м (фиг. 2) его цувствительность в несколько раз выше чувствительности известного электродинамического сейсмоприемника типа СВ, с увеличением длины приемника (пр) до 1,5 м его чувствительность возрастает .практически по линейному закону, а далее при 1 р выше 1,5 м, скорост нарастания чувствительности. уменьшается, что подтверждает описанный принцип действия.1При изменениях веса приемника (удлинителя) заметных изменений чувствительности не наблюдается.Таким образом, предлагаемый сейсмический датчик позволяет повысить чувствительность, упростить конструкцию и увеличить надежность.,Сейсмический датчик, состоящий из корпуса, удлинителя и герметизированного чувствительного элемента, о т л и ч а ю щ и й. с я тем, что, с целью увеличения чувствительности и надежности, часть удлинителя распо" ложена внутри корпуса, дно которого и удлинитель жестко соединены с чувствительным элементом, причем пространство между удлинителем и корЕИ У Заказ 1116/34 Подписно НИИ и П "Патент", г. Ужгород, ул; Проектная,иа 911404пусом герметизировано упругим материалом,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеСправочник "Датчик контроляи регулирования"., М Машгиз, 1965,с. 485-551.2. Иориш Ю.И; Виброметрия. М.,1 е Машгиз, 1963, с. 568-569.3. Патент СЮА М 3806909,кл. 340-7, опублик, 1974 (прототип),