Переход на стартовую страницу книги Гликмана А.Г. "Спектральная сейсморазведка - истоки и следствия"
О нас Услуги Оборудование Книги по теме Примеры Связь Карта Форум Видео En
 приобрести книгу 

3.3.1. Сравнение свойств пьезокерамики и пьезопленки

     Для знакомства с пьезопленкой можно применять любую установку, в которой можно установить на некотором расстоянии l друг от друга два пьезопреобразователя - АЭП (акустоэлектрический) и ЭАП (электроакустический), и при этом менять пьезокерамические и пьезопленочные преобразователи, а также их режимы с излучения на прием в соответствии со схемой, приведенной на рис.3-4. В таблице 3-1. приведены коэффициенты передачи получившихся при этом четырехполюсников.


Рис. 3-4

     При наличии у преобразователей резонансных явлений коэффициент передачи изменяется в очень широких пределах, и поэтому пары, содержащие пьезокерамику, должны работать на частоте, существенно меньшей самой низкой собственной частоты.

Табл. 3-1.

NN

излучатель (эап)

приемник (аэп)

коэффициент передачи U2/U1

1

пьезокерамика

пьезокерамика

10-3

2

пьезокерамика

пьезопленка

~0,2x10-3

3

пьезопленка

пьезокерамика

~0,2x10-3

4

пьезопленка

пьезопленка

0

     Как видно из этой таблицы, пьезопленка как в режиме излучения, так и в режиме приема не намного (всего лишь раз в 5) уступает по эффективности пьезокерамике, но это касается тех случаев, когда пленка работает в паре с керамикой. В случае пары пленка-пленка коэффициент передачи оказывается столь малым, что полезный сигнал на выходе выделить на фоне помех не удается. В связи с этим у меня возникла гипотеза, заключающаяся в том, что пьезопленка излучает один тип упругих колебаний, а принимает другой, ортогональный излучаемому.
     При этом стало понятным происхождение легенды о том, что по чувствительности пьезопленочный приемник намного уступает пьезокерамическому. Дело в том, что при использовании пьезокерамических приемников возникает эффект кажущегося увеличения их чувствительности за счет их колебательных (резонансных) свойств. Этот эффект иллюстрируется рис.3-5. При регистрации пьезокерамическим приемником сигнала амплитуды U, размах амплитуды электрического напряжения на его клеммах достигнет величины, в Q раз большей. Это увеличение никому не нужно, так как информативным является только начальный участок сигнала. Точно такой же сигнал, как на рис.3-5, будет иметь место при измерениях кинематических характеристиках поля упругих колебаний. При регистрации момента первого вступления t0 нас вообще интересует только самое начало сигнала, а увеличение его за счет резонансных свойств пьезокерамического приемника является даже мешающим, поскольку при недостаточном усилении мы можем ошибиться и зарегистрировать момент t0 на несколько периодов позже.

При регистрации пьезокерамическим приемником сигнала амплитуды U, размах амплитуды электрического напряжения на его клеммах достигнет величины, в Q раз большей
Рис. 3-5

     Подчеркиваю, что пьезопленку мы использовали исключительно для того, чтобы при измерениях избавиться от резонансных свойств пьезоприемника. Однако, кроме того, что мы при этом действительно избавились от резонансных свойств пьезоприемника, обнаружилась реальная составляющая поля.
     Оказалось, что при использовании пьезопленки в качестве приемника 4, никаких резонансных проявлений вблизи частоты f0 не видно. Частотная зависимость коэффициента прохождения при использовании пьезопленочного приемника 4 на рис.3-3 показана штриховой линией, помеченной надписью " (пленка)". То есть, если бы с самого начала в качестве чувствительного материала приемника 4 использовалась пьезопленка, то об эффекте АРП мы бы так ничего и не узнали.
     Таким образом, оказалось, что пьезопленка в режиме приема регистрирует как раз ту часть поля, которую не регистрирует пьезокерамика.
     В связи с этой находкой, вернемся к таблице 3-1. Совместив вывод о том, что пленка в режиме приема реагирует только на реальную составляющую поля, с данными таблицы, получим:

  1. В режиме приема пленка реагирует только на реальную составляющую поля упругих колебаний;
  2. В режиме излучения пленка является источником мнимой составляющей поля упругих колебаний;
  3. В режиме приема пьезокерамика реагирует только на мнимую составляющую поля;
  4. В режиме излучения пьезокерамика является источником обеих составляющих поля.

     На самом деле, эта информация о свойствах пьезоматериалов относительно разных составляющих поля упругих колебаний далеко не полная, и является зародышем для совершенно нового подхода к физике этого поля.


Обсудить статью 



При использовании материалов сайта ссылка на www.newgeophys.spb.ru обязательна Публикации о нас

Начало | О нас | Услуги | Оборудование | Книга 1 Книга 2 Книга 3 |  Примеры | Связь | Карта сайта | Форум | Ссылки | О проекте | En

Поддержка и продвижение сайта "Геофизпрогноз"


Rambler's Top100 Rambler's Top100

Реклама на сайте: