СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
METHOD OF MONITORING DYNAMIC CHARACTERISTICS OF SEISMOACOUSTIC TRANSDUCERS

Изобретение относится к геофизическим, в частности сейсмоакустическим, методам исследований различных свойств массива горных пород, и может быть использовано для контроля характеристик датчиков, применяющихся в сейсмоакустике.
Известно устройство [1], содержащее источник акустического сигнала, монолитный передающий блок, преобразователь акустической эмиссии, оптический интерференционный измеритель линейных перемещений, имеющий оптическую связь с монолитным передающим блоком и соединенный с блоком аналого-цифровых преобразователей, управляемый генератор, управляющий вход которого соединен с компьютером, а выход - с входом излучателя акустических волн.
К недостаткам следует отнести низкую достоверность, т.к. оптический интерференционный измеритель линейных перемещений контролирует смещение поверхности монолита, а не рабочую поверхность исследуемого преобразователя, в то же время не учитывается присоединенная масса (преобразователь).
Наиболее близким является устройство [2], содержащее излучающий пьезоэлемент, опорное зеркало, оптически квантовый генератор, оптически прозрачную призму с двумя параллельными полупрозрачными зеркалами, расположенными под углом 45° к основанию, а опорное зеркало и оптически квантовый генератор закреплены с обеих сторон оптически прозрачной призмы диаметрально противоположно.
К недостаткам следует отнести низкую чувствительность, т.к. в устройстве используются два полупрозрачных зеркала и мощность как зондирующего, так и полезного сигнала существенно снижены, что пагубно влияет на чувствительность всего устройства. Сложность устройства делает его слабо реализуемым.
Целью изобретения является повышение чувствительности и упрощение устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве контроля характеристик сейсмоакустических датчиков между излучающим элементом и исследуемым сейсмоакустическим преобразователем установлена одинарная оптически прозрачная призма с полупрозрачным зеркалом, расположенным под 45° к основанию, а в качестве излучающего элемента используется пьезокерамическое кольцо, концентрично с которым установлен оптический фотоприемник, причем опорное зеркало и оптический фотоприемник акустически развязаны с излучающим элементом и одинарной оптически прозрачной призмой с полупрозрачным зеркалом.
На фиг.1 приведена функциональная схема устройства.
Устройство включает в себя оптически квантовый генератор 1, излучающий элемент 2, одинарная оптически прозрачная призма 3 с полупрозрачным зеркалом 7, расположенным под 45° к основанию, исследуемый сейсмоакустический преобразователь 4, опорное зеркало 5, оптический фотоприемник 6.
Излучающий элемент 2 с одной стороны соединен с одинарной оптически прозрачной призмой 3, с другой с демпфером (на фиг.1 не показан). С противоположной стороны оптически прозрачной призмы 3 установлен исследуемый сейсмоакустический преобразователь 4. Излучающий элемент 2 подключен к приемно-излучающему оборудованию, а оптический фотоприемник 6 и исследуемый сейсмоакустический преобразователь 4 соединены с входами приемных устройств.
Устройство работает следующим образом. Исследуемый сейсмоакустический преобразователь 4 устанавливается на свободную горизонтальную поверхность одинарной оптически прозрачной призмы 3 с полупрозрачным зеркалом 7, расположенным под 45° к основанию. Устройство предусматривает контроль установки исследуемого сейсмоакустического преобразователя [3, 4], на основе использования для этих целей только излучающего элемента 2 и приемно-излучающего оборудования. Возбуждают излучающий элемент 2 короткими импульсами. Элементы 5, 6, 7 входят в состав оптического интерферометра. Оптический интерферометр определяет механическое смещение на рабочей поверхности исследуемого сейсмоакустического преобразователя 4 с помощью приемного устройства. В тот же момент времени с помощью другого приемного устройства, подключенного к выходу исследуемого сейсмоакустического преобразователя 4, получаем отклик исследуемого сейсмоакустического преобразователя 4 на импульсное воздействие, т.е. одновременно имеем электрические сигналы, пропорциональные колебанию рабочей поверхности исследуемого сейсмоакустического преобразователя 4, и электрические сигналы с выхода самого исследуемого сейсмоакустического преобразователя 4. Следовательно, сопоставляя сигналы с выхода оптического фотоприемника 6 и исследуемого сейсмоакустического преобразователя 4 в одинаковые моменты времени, можно оценить динамические характеристики исследуемого сейсмоакустического преобразователя 4.
Таким образом, предложенное устройство, по сравнению с известным, имеет более высокую чувствительность и значительно проще ввиду усовершенствования отдельных элементов, позволяющих компактно разместить приведенные позиции устройства.
Литература
1 - Патент РФ №2321849 от 2008 г.
2 - Авт. св-во СССР №2165092 от 2001 г.
3 - Авт. св-во СССР №1693436 от 1991 г.
4 - Авт. св-во СССР №1718175 от 1992 г.