Акустический излучатель

,ф,ф"- СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ - :-: 1 4 РЕГПУЬЛИК 1191 (11) 4 100 601 Ч 1/40 ОСУДАПО ДЕЛ ОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ 25(21) 2887845/1 (22) 03,04.80 (46) 15,06. 83, (72) В.Н. Носов, В,Н, Макаров и Б ( 7 1) Всесоюзны й кий институт ядер 22 У Л, К Бин огра довис следовательсфизики и геохиаучноой ге во СССР 1971. СССР отип).УЧАТЕЛЬ, с, заполнен. -тельст 1/40, чьство(прот ИЙ ИЗЛ длины айбьй корпушенным НЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТ ОПИСАНИ мин(53) 550.83(088.8) (56) 1. Авторское свиде Ио 363952, кл. б 01 Ч2. Авторское свидете. кл, 6 01 Ч 1/40, 1972 (54) (57) АКУГТИЧВСК . эдержа.няй ни чнндрнческн ный жидкой грядой,с ра;ме активным элементом, выполненным в видепьезопакета из продольнополяризованныхшайб, частотнопонижакицими накладками,отражателями с коническими поверхностями, установленными против выполненныхв корпусе окон для выхода упругих волн,.о т л я ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью увеличения выходной мощности излучателя, отражатели расположены по обесторо.ы активного элемента, частотнопонижаюшие накладки отстоят от отражателей на расстояние, равное половиневолны в среде, заполняющей корпус, шпьезопакета установлены в корпусе с соблюдением акустического контакта междуними и корпусом.З 06 РЕ"гСНИО С)т:; ", Г КЕ Гц )Ь, ВКУСтИЧССКЬМ ПРЕОбРВЗОВВТ;15 Л:;:. Г( РС - аКУСТГЧЕСКИМ тГР)6 ОРВМ Ц МОжс. бытЬ СПОЛЬЗСВаНО Д)г аКУСТЦЧССКОГГ) Ьг. )ДСЙ. - Г).1НВ НЕСоГЕНОСНЬ Е ПЧВСТЫ В Р. )5:гас;Се Х ЗКСГЛуата)цоНЫХ СК)В)СКНВХ, а . СК:т(Е П) гидроакуст(чсскцх измеренийИЗВЕСтОН ГЗП)-ца)",;Ь,г)Л)т, ттбО)9 9 ГС- ПОЛНСНО ЕЗ 1 ТтЦслг С лЯ :" ,ц "Г)т,КЫМЦ С )С)ЙС Г)МИ В КСГ СОДг.; т. )ВЬ,к Е Ния КВЧЕСТВВ ЗЛС)рсгп(й ПО)ерХНОСТЬ ТЕа Образовала двумя перс)су)ну) ьлп ус. Ч кНЬмц КОНУСИМИ С ОДИ)ВКОВЫМЦ . ЕЛЕ Ч. И УГгтМИ, НЕДОСТВТКО НЗЦУЧатРЛЯ .тВЛЯ Г.)Л внутри пилиндрическо о к.рпуса, ПОи"е"5конические повсрхнсстц обеих деталей )б "РВЦЕНЬ ОДНВ К ДРУ; Ой, ОВЗДЕЕЬГ 5 тООКВДКОЙ ИЗ ВКЧСТИЧЕСКОт О МатСРПала Ц ОГРВНЦ -ЧиваОТ:)КУТОЕ ПООСТ)9.г во т)ттгРРт гт.ЛИДРЦ",ССКО) О (ОРПг.9 ЗВПОЛН ьПСС) . ЬСЦД,КОСТЬ 0 а ВК г СТгЧГ СК". С ПРЕ 06) 9)ОЬ)ВТЕЛЦЖЕСТКО За КР ЕСГ ЕЕЬЬВ Торпс(ВЬх гС В Г)у;тк ГСТРХ ПОВЦПЕВЫХ ДЕГВЛЕЙ, ПРО;ЬС)тг 01 О 1Коьиче; д- г Гг(ат(С) В ТВКОМ ЦЗПУ:т Е;г: О - г - г.1акустц 1 с)1 г) кон акта г. 9)кду г (у стикилуи реобрсзоват чики ц к,)г.луг : гзпЧВТЕЛН Ггрц)одГГ ( П". Ер ИЗЛТЧВ; Лт 1М ОГДЧ ОСТ)т. ОЛЕ ТОГО, Ю 5 .Т ) С)СТГ: Пг)ГЛОЦСГ 1 Е;гДРУГ)СХ КОттг ба 5;и ЗЛВГ:ТЦЧНО.,ГРОКЛ:ЯКОЙВХЗДЯСЦСГЙСЯ МЕЖ. - .,У КОНЦЧС СКЦМЦ ПОВЕРХНОСГЯМИ ПО;)ПНЕТ;(та;т =й,ст; о ; г)б оГения ).я т .г, т,)ГсиВЫХ ОДНО й М г)ГЦН ОСТИ,Цеп,г-, Тттт ВЕГО). ТСт тт ) ВКС Тт,КОМ (ЗЛУтВТЕЕ, СОДСРжаЦЕМ 5 Г)ПДРЧССкий корус, запоНен(ьй жидкой ссдой разм а) 1 н 1 мц В тгс)м акти 5;пт-, тт 0,5 нгг)лВЫТ 1 ОЛ Н ЕНН Ъ В ВИ ДЕ ПЕ 5 ОП 9 1 Е Т 9 из 1 Р С"ДОЛЬЧО-ГГОГЯРИЗОВВНЬ)С Вйб г ЧВС:То гЧО.ОНцжаИЦГги НКЛЕЗДКВМГг гТр)Кат "яКОПтг Ск)рт 1 ПонСркиое.т,Л -)г. уаОВ)Г-.,пг,5,. ми тОСТИ) В,готкрНг., С(Г)РГсс)КГ)ЧДГи ВЬХОДВ УПРУГИХ ВОЛНОТРВ)КВТСЛ 5 Ра; псспожеС по оое сторонь. Втп:.;Гч о -1 ле.- М ЕНТ 9. ЧВС,7 0 10 ПО)ПМВтЦ 19 -,В Л 9 Д КИ ОГ С)ГОЯГ От ОТОГЖВТЯЕЙ НВ Ог) .: ОЯППВГ -НОЕ ПОЛОВПП. Г)тт 1 Ьг: т) ) В г "5)ЕПЕ)г НЕЗНВЧИТ"Лысая ВЫХОДНая 01 яОСТЬ-.ЛЕ)5- СГВцЕ анус цЧЕСКО 0 ЗЛВП Кя 5;Е),ду тИВНЫМИ П:)ВЕрХ)ОСтяЛ)П 1,ИЗВЕСТЕН Тажо ЦЗЛУ гатЕЛ)Ь Утгт)УГ)Х К)- лебанийвьбраниьй в качестве прототц" па 2 содержашицй два Вкус ттчес)сцх Гре . образователяустановленных на одной осц в цилиндрическом корпусе, две порПнет)ьте ДЕтаЛИ С ТОРЦСВЫЛ(И КОтигЕСКВЦ :ОВЕРХ- костями свободно устаногленные на оси:)5 Лгг г )г)Р)УС: а ЧЕй)т11 ЕЗСПС(СТГ У;Та. СНЫ В КООГГуСЕ С Сот)ГГ гдо)Пг: Вху , ц - "ССКСГО КО;ГГВКта .:ЕЖДУ Г)Л и КОРУСсл,а -аг)ГГКЕ 1)КВЗк 0 УСТОг: йг ТВС ВКУС,;. ЕС;,г)1 0 ЦЗ)1;.ЗТЕ;Я.АК- ГГ-гЧЕСК;5.,".) ЦЗтУ Ц,:,Ь С.СДС-Г)К. ЗЕ"гЦ).:, .;СЛ: г,Е)ГГГ, Г Ь" СЩЛ)г ),ОЛ 0.: -Е 5ГЕ,;) 1, . С;,)ГР-Л.ОЬ ;:.5)Г)ОДГ)1 вт.) 1 цтг, Г).яг ( 4 И Л Г тьрл,3 1,".) .,пая Оезцстс; ко); ДЕ:СВ-:.ОР Г)Т.;РЬ ) С:г)СДт)ГН С КОРт)СОЛ.3.,:,г Д Г тЯ ,1 ) ССЪЬ) ч 1). ГОСМр)вг ДГ(КВ Ц .Ст)Е 1,т,1 г.РГО 3 тОДСО:.ДИНЕН ТаС)КС тол.уПГ)ОВОДПКСВЙ И;)П Г)дс;сктора. Другой вывод зтот дгцода псд- Г:СОДНС К ВЫХОДУ ЦЗЛЕРИТС,1 ОГ. ВКУ.,:, )- Ч:г ОГО,РЕОООВЗОБВТЕЛП 9, 1)ЕГ" На,Г)г, - гя 1 лре)55 вгтт 5 пь :с."1 чес ко К ) датл;"1 И, Г ВЗЕГ-СЛГ, 0 тЗГу".Гт Ет "Ь, П) РСГ )ТС:.ГГВАЦЕС ,ПРУ)г)1; Г О ГС ),Г . В )Г)г) ",гГ. КОЙ ЧВ .Т Г) Г г , г,г К ". )5т Я г)И 1. 1 ) ПОДВОНТСК К ВКУС" ЦЧОСКОМу ;:злучател 0 сО цть:ря 4 1 ере сс)(ну 10, РПОЛНЕВ )г 0 В ВИДЕ СДНОПОЛсгНС 0 ЦЗОт- РОВВННОГО РаЗЪЕМа, В;Уг)11 ОТРажаТЕЛЯ 19ГттКО ЯЕ)г т тСта 50)ЛЕ ИЗ,)Е 51 г "тп и ВкусИческцй ПРеос)оа.,с)агетгьОЛОСТЬ ).ВНУТгти КОРГУГ 3 ЗВПОЛНЕ 19 ГОс)орлатовт. л( л.ас)м ,1 пи:ОХдаудом.Г г Г-") 02 ИЛ 5 ПотпгуретаГО 4Дпя КОМ" тЕ;.ВЦЦИ 1 ЦДРОСТ ВТИЧЕСКО.Е ат)ЕНгЯ ОКГ таОЦЕЙ ЦЗЛУ ВТЕть СРЕДЬГ) КОРГУСЕг,гг г 5.1 ец; ) Г)1.гз г ) для Вь хода тзчу чаев Л Г)4 Г:(СГИЧОСКСЙ ЗНЕРГГИ ИЗ ПОПОСтц 12.Л;ОГТ 6 Т В)ЬПОЛНЕП СКВОЗНЫМИЗС 50 ГВу 01 ГрОЗраЧНОЙС,ЭрлОй РИ :".36 пой ИЛИ 15)ЕгСТВВ,т."ТЬ СО.5К ЗтфС,т; НС РПгк т а;.Гонтк С ЧС л ")пу:5 - ,сс, отнопг)-,ачтОти На падкайг 5 )ОЬг) КЕТ .). ", ГЧВОРВНЬ) П;.:5 ПРОДОЛЬ,0 исляои.сванп. Ицайб, ц дру аь гстотнопо 551 жа:ЦВЯ На ВДКВ .с И ВРМЦРУ 0 ЦЕ Ксгн, -подобное окну 13, Отражатель 23 акустической энергии, полость 24, п 1 ало,лч 1 гуюполости 12, электрсклемму 25,Акустический излучатель работает следу"1 сщим Обрезом,1 рц г.Одведсгцп 1 пспупериода положительной псляйнссти возбуждающего напряжецця от ге 1 ервтора высокойчастоты к зажимам пьезопвкета 15 черезкабель, электрсразъем 2 (цггыри 4 и 5),шину 19, пьезстгакет увеличивает сво 1 с 10длину, и расстояние между частотцопснц -жакшими наклагкв 11 И возрастает. При этомпоперечный рамер 1 тьезошайб, из которыхсобран пьезопакет 15, уменьшается. Всредезаполняющей псдости 12 и 24, воз-нкает волне сжатия, распространяющаясяв сторону отражателей 11 и 23, которыецагравляют двлжение фронте акустическййпродольной волны в сторон г окон 13 и22 и через них в Озвучиваемое прсстрвнство, Расстояние между активными по -верхнсстями накладок 14, 17 и отражателями 11 ц 23 соответстве 1 гно равно половине длинь 1 продольной вог 1 цы, распрсстраня 1 ощейся в жидкой среде, запапняющейгслости 12 и 24, При уменьшении поперечного размера пьезопакета возигкаетВОПНа раотяжЕНИя, ПЕрЕдаВаемая ЧЕРЕЗкольце 16 и стенки корпуса 1 в Озвучи -ваемое пространство давлением РАкустическая энергия накладок 14 ц 17поступает в озвучиваемое пространство сдавлением Р в фазе с энергией боковыхповерхностей пьезоэлементов пакета 15зе счет введения временной пространственной задержки в полостях 12 и 24 нв полпериода излучаемой волны, В связи сэтим давления Р и Р 2 складыва 1 стся, чтоиприводит к увеличению выходной мощности акустического изпучееля. Увели 1 ение выходной мощно:ти достигается за40счет увеличсгпп поверхнос 1 г 1 излучения(сопротивления излучения), бсгп.шей нагруженностч активного элемента и соответствующей фазггровки акустических давг 1 енцй,получаемых с активных поверхностей из 15лучетеля, При подаче на зажимы пьезспекете 15 возбуждающего напряжение отрицательной полярности весьпроесс вслгсОбразовация происходит в обретнок; порядЯке,г,1.ЛЯ ПВЬГШ РЦЦЯ В 1 ЧХОДНОй МОЩНОСТИ ЦЗ - лч 1 ателя в услсвцях цспсльзсвацця Вскважи 1 ах, например, прц осушсствлец 1 ги акустического всздейст: ця ца пласт с нефтью и,п 1 газом, денная конструкция допускает увеличение числе вцбраторов (элементы 14, 15, 16, 17 и сопутствую 1 цие им корпус, отражатели) путем введения модулейцз этих ко 1 1 пснентсв. подсоединяемых вместо отражаття 23, который в этом случае устанаьтивается на корпус последнего вибраторе.В силу своей обратгв 1 сстл цзлучетель успешно работает также и в режиме приема, сбесгечивая псв 1 цпенную коццечтрацвю (сужение диаграммы направленности ) за счег увеличения приемной базы, равной расстоянию между окналлц 13 и 23. Всестороннее армированце пьезопвкегв 15 для ксмпенсацгпг гидростатического давления скруже 1 ощей среды, передаваемого через корпус 1, кольца 17, трансформаторное масло в полостях 12 и 24 ц через накладки 14 и 17, способствует повыше- ни 1 О надежности работы излучателя в ре,- жиме излучения предельш 1 х моцгностей. Среда в полостях 12 и 24 дсггжна быть упругой, малосжчмвемой и неэлектропроводнсй вс избежание замыкания тока и шцн 10. Этгг требованиям Отвечает в . наибольшей степеци трансформаторное мес. ;1 о, Для лучшего согласования акустичес - кого излучателя с генератором высокой частоты, в излучатель введены измеритслгьный акустический преобразователь 9, выпс.;п 1 ецнъ 1 й в виде нерезонансного,:родоль,юго вибраторв на пьезскервмике, к в.;:ходу которого подключен амплитудный детектор, собранный по однополупериодной схеме и состоящий из полупроводникового диода В и подключенных перагц 1 ельцо ему резисторе 6 и конденсатора 7. Постоянный ток с выходе детектора через штырь 3 злектроразъемв 2 и кабель подается к контрольно-измерительному прибору,Выпслнеггие акустического излучателя описанным осргзсм позволяет увеличить выходную акустическую мощность в нес .- колько раз (10-20 дБ), гТ