SU572733A1

SU572733A1 - Piezoelectric seismic signal receiver

Info

Publication number: SU572733A1
Application number: SU7502111082A
Authority: SU
Inventors: Александр Вадимович Фурдуев; Владимир Леонидович Чулков
Original assignee: Предприятие П/Я А-1687
Priority date: 1975-03-07
Filing date: 1975-03-07
Publication date: 1977-09-15

Description

жа и корпуса выбраны таким образом, чтобы обеспечить свободное вертикальиое, но не горизонтальное перемещение сейсмомассы внутри корпуса. Биморфные пьезоэлементы 5 представл ют собой миллиметровые диски из керамики ЦТС диаметром 50 мм, приклеенные с двух сторон токопровод щим клеем к миллиметровой стальной пластине. Верхн и нижн биморфные пластины 5 нрикренлены винтами но периферийному ободу, соответственно, к сейсмомассе 2 и нижней крышке 6 сейсмоприемника. Два средних биморфьых элемента объединены втулкой 7, выполненной из органического стекла, в пьезобиморфную чейку.The core and hull are selected in such a way as to ensure free vertical, but not horizontal, movement of seismic mass inside the hull. Bimorph piezoelectric elements 5 are millimeter discs made of PZT ceramic with a diameter of 50 mm, glued on both sides with conductive glue to a millimeter steel plate. The upper and lower bimorph plates 5 are crimped with screws on the peripheral rim, respectively, to the seismic mass 2 and the bottom cover 6 of the geophone. The two middle bimorph elements are combined by a sleeve 7 made of organic glass into a piezobimorph cell.

Получение изгибных колебаний происходит за счет использовани металлических роликов 8, расположенных с двух сторон пьезобиморфной чейки. Эти ролики обеспечивают механический и электрический контакт между элементами. Дл демпфировани сейсмомассы , а также дл центровки роликов между пьезобиморфными пластинами проложены поролоновые прокладки 9. Така же прокладка прижимает сейсмомассу сверху. Применение поролоновых прокладок уменьшает добротность всей механической системы. Крышки 6 и 10 закрывают сейсмоприемник снизу и сверху. Отверстие 11 служит дл вывода проводника от верхнего биморфного элемента 5. Из корпуса прибора выведены проводники , соединенные с металлическими пластинами верхнего и нижнего биморфных элементов . Все пластины пол ризованы в одном направлении.Flexural vibrations are produced by using metal rollers 8 located on both sides of the piezobimorph cell. These rollers provide mechanical and electrical contact between the elements. Foam rubber pads 9 are laid between the piezobimorphic plates to damp the seismic mass, as well as to center the rollers 9. The same gasket presses the seismic mass from above. The use of foam gaskets reduces the quality factor of the entire mechanical system. Covers 6 and 10 close the bottom and top seismic receiver. Hole 11 serves to lead the conductor from the upper bimorph element 5. From the instrument case, conductors connected to the metal plates of the upper and lower bimorph elements are removed. All plates are polarized in the same direction.

Схема включени элементов, изображенна The wiring diagram of the elements depicted

на фиг. 2, обеспечивает параметры системы: (in fig. 2, provides system parameters: (

- и 4ф, где С и ф - емкость и чувствительность одной пьезоэлектрической пластины. Устройство работает следующим образом. При изменении сейсмоприемником параметров движени сейсмомасса 2 из-за сил инерции отстает от колебаний корпуса 1 устройства . Вследствие этого происходит деформаци биморфных элементов 5 и на их обкладках возникает разность потенциалов. При движении корпуса сейсмоприемника 1 вверх и ВНИЗ каждые соседние пары пьезоэлементов 5 изгибаютс в противоположные стороны. Чувствительность сейсмоприемника можно увеличить, примен нужное количество пьезобиморфных чеек. Нижн гранична рабоча частота сейсмоприемника определ етс исключительно посто нной времени цепи сейсмоприемник - усилитель.- and 4f, where C and f are the capacitance and sensitivity of a single piezoelectric plate. The device works as follows. When the seismic receiver changes the motion parameters of the seismic mass 2 due to inertial forces, it lags behind the oscillations of the device body 1. As a result, the deformation of bimorph elements 5 occurs and a potential difference arises on their plates. When the body of the geophone 1 is moving upward and DOWN, each adjacent pairs of piezoelectric elements 5 are bent in opposite directions. The sensitivity of the geophone can be increased by applying the required number of piezobimorphic cells. The lower limit operating frequency of the seismic receiver is determined solely by the time constant of the seismic receiver - amplifier.

При испытании приемник работал на усилитель с входным сопротивлением 200 мом и коэффициентом усилени 100, собранный на интегральной схеме К167УНЗ.When tested, the receiver operated on an amplifier with an input resistance of 200 mOm and a gain of 100, assembled on an integrated circuit K167UNZ.

В результате проведенных испытаний собранного макета устройства были получены следующие характеристики: резонансна частота Гц, емкость 11000 пф. Данна конструкци сейсмоприемника позвол ет получить чувствительность, значительно превышающую чувствительность прототипа, (измер ютс ускорени пор дка 40-Ю см/сек), и имеет небольшие габариты. Это позвол ет использовать предложенный тип сейсмоприемника в автономной, например донной или полевой, аппаратуре, примен емой при глубинном сейсмическом зондировании.As a result of testing the assembled layout of the device, the following characteristics were obtained: resonant frequency Hz, capacity 11000 pF. This design of the seismic receiver allows to obtain a sensitivity much higher than that of the prototype (measured accelerations in the order of 40 to 10 cm / sec) and has small dimensions. This allows using the proposed type of seismic receiver in autonomous, for example, bottom or field, equipment used in deep seismic sounding.

Claims

1. Iorish Yu. I. Vibrometri, publishing house “Engineering literature, M., 1963, p.

2. Author's certificate number 389479, cl. Q 01V 1/16, 07.27.71.

3- Copyright certificate № 397868, cl. G 01V 1/16, 02.22.72.