Основы спектральной сейсморазведки и многое другое...
О нас Услуги Оборудование Книги по теме Примеры Связь Карта Форум Видео En

 скачать книгу в pdf 

2.6.1. Сравнение свойств пьезокерамики и пьезопленки

Для ознакомления со свойствами пьезопленки 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.2-8.

Установка для ознакомления со свойствами пьезопленки
Рис. 2-8

В таблице 2-1. приведены коэффициенты передачи получившихся при этом четырехполюсников.

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 пьезокерамического преобразователя.

Табл. 2-1.

№№

излучатель (эап)

приемник (аэп)

коэффициент передачи U2/U1

 

1

пьезокерамика

пьезокерамика

10-3

2

пьезокерамика

пьезопленка

~0,2·10-3

3

пьезопленка

пьезокерамика

~0,2·10-3

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.

Кроме того, при использовании пьезокерамических приемников, в случае одинаковой собственной частоты излучателя и приемника, возникает эффект кажущегося увеличения их чувствительности за счет их колебательных (резонансных) свойств. Этот эффект иллюстрируется рис.2-9.

Кроме того, при использовании пьезокерамических приемников, в случае одинаковой собственной частоты излучателя и приемника, возникает эффект кажущегося увеличения их чувствительности за счет их колебательных (резонансных) свойств. Этот эффект иллюстрируется рис.2-9.
Рис. 2-9

При регистрации пьезокерамическим приемником сигнала, размах амплитуды электрического напряжения на его клеммах достигнет величины, в Q раз большей, чем самая первая часть сигнала U. Это увеличение никому не нужно, так как информативным является только начальный участок сигнала. Точно такой же сигнал, как на рис.2-9, будет иметь место при измерениях кинематических характеристик 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.

Но чувствительность пьезопленки - это попутный момент, поскольку мы использовали ее 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 недостающая составляющая поля.

Оказалось, что при использовании пьезопленки в качестве приемника 4, никаких резонансных проявлений вблизи частоты f0 вообще не видно. Частотная зависимость коэффициента прохождения при использовании пьезопленочного приемника 4 на рис.2-7 показана графиком, помеченным надписью «α (пленка)». То есть, если бы с самого начала в качестве чувствительного материала приемника 4 использовалась не пьезокерамика, а пьезопленка, то об эффекте АРП мы бы так ничего и не узнали.

Таким образом, оказалось, что поле на резонансе переориентируется в ортогональном направлении не всё, а только часть, и пьезопленка в режиме приема регистрирует как раз ту часть поля, которую не регистрирует пьезокерамика. Можно еще сказать, что пьезопленка регистрирует реальную часть поля, которая в формировании эффекта АРП не участвует.

В связи с этой находкой, вернемся к таблице 2-1. Совместив вывод о том, что пленка в режиме приема реагирует только на реальную составляющую поля, 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"

Реклама на сайте: