承德供應(yīng)工程地質(zhì)檢測換能器規(guī)格
發(fā)布時間：2022-07-03 01:30:40
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聲波測井換能器是將聲信號轉(zhuǎn)換成機械振動后再轉(zhuǎn)換成電信號。測井工程中，測井儀器的壓電陶瓷隨儀器下到井下1500-6000米深的井下，井下的溫度100-230度左右，大氣壓力30-130MP有些井下還伴有硫化氫等復(fù)雜氣體，而傳統(tǒng)的聲波測井換能器為銀電極并且電極涂在壓電陶瓷的表面，如YTG系列的8條12條切向極化聲波測井換能器，是由圓管形壓電陶瓷元件經(jīng)涂銀后切向極化后制成，換能器的陶瓷體硬度高約1000HV，銀電極的硬度低約70HV，他們的硬度差距懸殊，兩者之間的膨脹系數(shù)不同，銀電極在ΙΟ-ΙΟΟΚΗζ振動狀態(tài)下承受壓力和溫度以及復(fù)雜環(huán)境的影響下，銀層會嚴重脫落，造成測井結(jié)果不準(zhǔn)確，嚴重影響測井工程質(zhì)量。
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產(chǎn)生自發(fā)極化的條件是：離子位移后固定在新位置上的力大于位移后的恢復(fù)力。雖然具備自發(fā)極化的獨特結(jié)構(gòu)，但作為多晶體，內(nèi)部電疇的排列方向雜亂無章，極化效應(yīng)相互抵消，導(dǎo)致宏觀不呈現(xiàn)壓電效應(yīng)。極化是壓電陶瓷的“激活”方式。所謂極化，就是在壓電陶瓷上施加一個強直流電場，使陶瓷內(nèi)的電疇沿電場方向取向排列；在電場去除后，陶瓷內(nèi)仍能保留相當(dāng)?shù)氖Ｓ鄻O化強度，也就具備了壓電性能。極化狀態(tài)可以用電滯回線來描述：壓電陶瓷的極化強度隨電場強度的增大而增大，在C點達到飽和；若逐漸減小電場強度，極化強度將沿另一條曲線減小，當(dāng)電場強度降為0時，極化強度保留在Pr點，即剩余極化強度。
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壓電陶瓷可以將機械能轉(zhuǎn)化成電能（正壓電效應(yīng)），如壓電陶瓷打火機；還可以將電能轉(zhuǎn)化成機械能（逆壓電效應(yīng)），如口罩機上使用的超聲波換能器壓電陶瓷環(huán)。為機械能與電能相互轉(zhuǎn)換的法器，壓電陶瓷具備神奇的結(jié)構(gòu)屬性：自發(fā)極化。普通的介質(zhì)陶瓷，只有在外電場作用下才能極化。而壓電陶瓷無需借助外電場，僅僅依靠本身的鐵電體結(jié)構(gòu)，就能自發(fā)極化。不過，的自發(fā)極化與溫度有關(guān)：在居里溫度Tc以上，晶體處于順電態(tài)，不能自發(fā)極化；在居里溫度Tc以下，晶體處于鐵電態(tài)，能夠自發(fā)極化。
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由于超聲技術(shù)的非接觸性等優(yōu)點，嘗試把壓電陶瓷超聲換能器應(yīng)用在液體濃度檢測系統(tǒng)當(dāng)中。系統(tǒng)中的芯片采用的是Spartan 3E系列FPGA。在其中擔(dān)當(dāng)著發(fā)射信號和接收信號的重要功能。把換能器產(chǎn)生的一定頻率和幅值的超聲信號通過發(fā)射電路打入液體內(nèi)部，經(jīng)過液體對信號的衰減，從接收換能器端可以接收到帶有液體濃度信息的信號。再通過聲衰減法的分析，有效得出液體的近似濃度。系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括主程序，超聲測量程序，脈沖控制程序，脈沖收發(fā)程序，ADC采集控制程序以及時鐘和報警程序。
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聲波幅度測井的依據(jù)是聲脈沖頻，它常用在固井檢測以及檢查套管膠結(jié)的情況。進行聲波的信號幅度檢測，我們一般將聲脈沖頻調(diào)整到20Hz。聲波幅度的體現(xiàn)，往往以聲波能量為依據(jù)，當(dāng)聲波在巖層中傳播時，能量會隨著傳播的延續(xù)以及聲波必須經(jīng)受的內(nèi)摩擦而不斷遞減。的用途決定了我們在進行檢測時一般是在套管中進行，聲波必須通過套管來進行傳播，而套管的材質(zhì)、套管的厚度以及套管外的介質(zhì)包括水或者泥漿等，都會影響聲波的傳播，所以采用此種方法檢測，必須重視套管的聲波傳播特性。因為波的能量與振幅的平方成正比，聲波幅度測井就是要觀測與聲波能量傳遞巖層時聲能損失的程度。
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換能器按組成的壓電元件形狀分為薄板形, 圓片形, 圓環(huán)形, 圓 管形, 圓棒形, 薄殼球形, 壓電薄膜等;換能器按振動模式分為伸縮振動, 彎曲振動, 扭轉(zhuǎn)振動等;換能器按伸縮振動的 方向分為厚度, 切向, 縱向, 徑向等;按壓電轉(zhuǎn)換方式 分為發(fā)射型 ( 電-聲轉(zhuǎn)換) , 接收型 ( 聲-電轉(zhuǎn)換) , 發(fā)射/接收復(fù)合型等。換能器按工作環(huán)境分為液體, 固體, 氣體, 生物體等。一般來說，就是一個電聲轉(zhuǎn)換器件，不帶電路的。換能器是超聲波設(shè)備的核心器件，其特性參數(shù)決定整個設(shè)備的性能。換能器主要有磁致伸縮和壓電晶體兩大類。