超磁致伸缩井中声波发射换能器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种超磁致伸缩井中声波发射换能器，属于声学换能器领域。它采用超磁致伸缩材料作超磁条，其上绕有线圈，其上、下端分别与压块和下盖板相连，振幅条呈弯弧状，沿圆周等间距排列，其上、下端均分别与上、下盖板相固连，构成一灯笼式弯曲外壳兼幅射面，引出线圈两端导线穿出下盖板外。它具有频率低、体积小、带宽宽、余振短，穿透距离远等特点，并且每次发射的重复性好，能较好地满足地质和物探工程声波发射的要求。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种超磁致伸缩井中声波发射换能器，属于声学换能器
，其作用是把电磁能通过磁致伸缩材料转换成机械能(声能)，向介质发射。现有的发射换能器有几种。最早的是应用磁致伸缩材料通常是叠式镍片制成的换能器。它的效率低、成本高。自60年代至今，压电陶瓷材料制成的喇叭型换能器一直是最通用的换能器。它比镍片制成的换能器的效率有了很大的提高，成本也降低了很多。在一般情况下，它都能满足工程使用要求，但是作为地质测量用振源来说，它有下列缺点功率不能做得过大，在低频段应用时它的体积很大，在谐振点应用时效率虽较高，但带宽较窄，且余振大，在远离谐振点应用时效率又很低。所以人们一直在寻找低频大功率声波震源，试用了爆炸声源(放炮或放手镏弹)、电火花声源以及人工锤击等方式，但这些方法都有一个共同缺点很难确定起始时间，以致无法确定声波的传播时间，另外每次振动的随机性很大，功率大小变化也很大，从而给检波带来了无法精确测定波形等困难。本技术的目的在于提供一种采用稀土元素的合金化合物——超磁致伸缩材料制成声波震源振子的超磁致伸缩井中声波发射换能器，它具有频率低，体积小、带宽宽、余振短，穿透距离远等特点，并且每次发射的重复性好，能较好地满足地质和物探工程声波发射的要求。本技术的目的是由如下技术方案实现的，它由旋块(1)、压块(3)、振幅条(5)、超磁条(6)、线圈(7)、上、下盖板(2)、(9)和吊环(10)组成，超磁条(6)上绕有线圈(7)，其上、下端分别与压块(3)和下盖板(9)相连，中间均衬有垫板(8)；振幅条(5)为多根，呈弯弧状，沿圆周等间距排列，其上、下端均分别与上、下盖板(2)、(9)相固连，构成一灯笼式弯曲外壳兼幅射面，把垂直振动变为灯笼壁的径向振动，使之声波向水平方向振动发射，成为一个水平基本无方向性的声源，旋块(1)置于压块(3)上，与上盖板(2)螺纹连接；压块(3)置于上盖板(2)内，用端螺丝(4)定位，使压块(3)在加压时不随旋块(1)转动，对超磁条(6)施加的预应力为7Mpa左右。引出线圈(7)两端导线穿出下盖板(9)外。下盖板(9)上设有一个吊环(10)，与下盖板(9)螺纹连接；振幅条(5)可为8根。超磁条(6)是由超磁致伸缩材料制成，超磁致伸缩材料是一种稀土元素钛(Ti)、镝(Dy)和铁(Fe)的合金化合物。振幅条(5)由不锈钢制成。本技术的优点是由于采用超磁致伸缩材料作发射换能器的核心部分——震源振子，该材料的转换效率比用镍片的磁致伸缩材料的伸缩比提高30倍，比PZJ压电陶瓷材料提高4倍，用它制成的发射换能器具有频率低、体积小、带宽宽、余振短，穿透距离远等特点，并且每次发射的重复性好，能较好地满足地质和物探工程声波发射的要求。结合附图和实施例将本技术作进一步说明附图为超磁致伸缩井中声波发射换能器结构示意图本实施例所述的超磁致伸缩井中声波发射换能器中，超磁条(6)上绕有线圈(7)，其上、下端分别与压块(3)和下盖板(9)相连，中间均衬有垫板(8)；振幅条(5)为8根，呈弯弧状，沿圆周等间距排列，其上、下端均分别与上、下盖板(2)、(9)相固连，构成一灯笼式弯曲外壳兼幅射面，把垂直振动变为灯笼壁的径向振动，使之声波向八个方向振动发射，成为一个水平基本无方向性的声源，旋块(1)置于压块(3)上，与上盖板(2)螺纹连接；压块(3)置于上盖板(2)内，用端螺丝(4)固定，引出线圈(7)两端导线穿出下盖板(9)外，下盖板(9)上设有一个吊环(10)，与下盖板(9)螺纹连接。超磁条(6)是由超磁致伸缩材料制成，振幅条(5)由不锈钢制成。可用于井间的声波发射，同与其配套的复合径向检波器一起可用于井中的地质测量。使用原理如下在线圈通电时引起磁场的变化，使超磁条(6)伸缩，从而带动振幅条(5)的收缩、膨胀，向径向发出振动声波，并通过地层在水平方向传播，再由井角中的径向检波器检测出声波，最后根据声波在不同地质条件下传播速度不同，对地质情况进行判断。权利要求1.一种超磁致伸缩井中声波发射换能器，其特征在于由旋块(1)、压块(3)、振幅条(5)、超磁条(6)、线圈(7)、上、下盖板(2)、(9)和吊环(10)组成，超磁条(6)上绕有线圈(7)，其上、下端分别与压块(3)和下盖板(9)相连，中间均衬有垫板(8)；振幅条(5)为多根，呈弯弧状，沿圆周等间距排列，其上、下端均分别与上、下盖板(2)、(9)相固连，构成一灯笼式弯曲外壳兼幅射面，旋块(1)置于压块(3)上，与上盖板(2)螺纹连接；压块(3)置于上盖板(2)内，用端螺丝(4)固定，引出线圈(7)两端导线穿出下盖板(9)外。2.如权利要求1所述的超磁致伸缩井中声波发射换能器，其特征在于下盖板(9)上设有一个吊环(10)，与下盖板(9)螺纹连接。3.如权利要求1所述的超磁致伸缩井中声波发射换能器，其特征在于振幅条(5)为8根。4.如权利要求1所述的超磁致伸缩井中声波发射换能器，其特征在于超磁条(6)是由超磁致伸缩材料制成。5.如权利要求1所述的超磁致伸缩井中声波发射换能器，其特征在于振幅条(5)是由不锈钢制成。专利摘要本技术涉及一种超磁致伸缩井中声波发射换能器,属于声学换能器领域。它采用超磁致伸缩材料作超磁条,其上绕有线圈,其上、下端分别与压块和下盖板相连,振幅条呈弯弧状,沿圆周等间距排列,其上、下端均分别与上、下盖板相固连,构成一灯笼式弯曲外壳兼幅射面,引出线圈两端导线穿出下盖板外。它具有频率低、体积小、带宽宽、余振短,穿透距离远等特点,并且每次发射的重复性好,能较好地满足地质和物探工程声波发射的要求。文档编号B06B1/08GK2394726SQ9921706公开日2000年9月6日 申请日期1999年7月22日 优先权日1999年7月22日专利技术者肖柏勋, 刘春生, 王军民, 周乐宝 申请人:长江水利委员会长江工程地球物理勘测研究院(武汉)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超磁致伸缩井中声波发射换能器，其特征在于由旋块（１）、压块（３）、振幅条（５）、超磁条（６）、线圈（７）、上、下盖板（２）、（９）和吊环（１０）组成，超磁条（６）上绕有线圈（７），其上、下端分别与压块（３）和下盖板（９）相连，中间均衬有垫板（８）；振幅条（５）为多根，呈弯弧状，沿圆周等间距排列，其上、下端均分别与上、下盖板（２）、（９）相固连，构成一灯笼式弯曲外壳兼幅射面，旋块（１）置于压块（３）上，与上盖板（２）螺纹连接；压块（３）置于上盖板（２）内，用端螺丝（４）固定，引出线圈（７）两端导线穿出下盖板（９）外。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖柏勋，刘春生，王军民，周乐宝，
申请(专利权)人：长江水利委员会长江工程地球物理勘测研究院武汉，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]