[發明專利]大功率偏極子發射模式的隨鉆發射換能器系統及制備方法有效
| 申請號： | 202110839346.0 | 申請日： | 2021-07-23 |
| 公開（公告）號： | CN113503157B | 公開（公告）日： | 2022-04-05 |
| 發明（設計）人： | 茍陽;付欣 | 申請（專利權）人： | 中國科學院地質與地球物理研究所 |
| 主分類號： | E21B49/00 | 分類號： | E21B49/00;B06B1/06 |
| 代理公司： | 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401 | 代理人： | 巴曉艷 |
| 地址： | 100029 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 大功率 偏極子 發射 模式 換能器 系統 制備 方法 | ||
1.一種制備隨鉆發射換能器系統的方法，所述隨鉆發射換能器系統包括：以間隔90度設置的4個換能器，組成圓環型換能器組，其中3個換能器在相同激勵電壓作用下，產生正向或反向波場；
剩下的一個換能器在相同幅度、頻率但相位相差相反的激勵電壓作用下，產生與所述3個換能器方向相反的波場；
2個不均勻的波場相互疊加后產生大功率偏極子聲場，其特征在于，具體包括以下步驟：
S1）選定上壓電陶瓷板和下壓電陶瓷板弧度和相關參數，
S2）根據上壓電陶瓷板和下壓電陶瓷板弧度和相關參數確定耦合材料的弧度和厚度值
式中：
S3）將上壓電陶瓷板和下壓電陶瓷板采用并聯連接的方式，正負電極分別焊接在上壓電陶瓷板和下壓電陶瓷板的內側和外側，將耦合材料置于上壓電陶瓷板和下壓電陶瓷板之間采用粘結劑固定，再用環氧樹脂封裝由上壓電陶瓷、下壓電陶瓷和耦合材料，封裝后所述上壓電陶瓷、下壓電陶瓷和耦合材料的弧度為90°，得到換能器；
S4）將得到4個換能器間隔90度組成圓環鑲嵌在鉆鋌內部，即得到具有大功率偏極子發射模式的隨鉆發射換能器系統。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3）中的封裝工藝為：所述上壓電陶瓷和下壓電陶瓷距離外部環氧樹脂的厚度距離為2-6mm，距離環氧樹脂徑向距離為1-3mm，使上壓電陶瓷和下壓電陶瓷及中部得耦合材料保持在環氧樹脂封裝的中部。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法制備得到大功率偏極子聲場的發射電壓響應能夠提高至少8dB，帶寬提高了10kHz，偏極指向性聲壓強度增加至少3.0倍。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述換能器包括：上壓電陶瓷板、下壓電陶瓷板、耦合材料和包覆層，
其中，所述耦合材料設置在所述上壓電陶瓷和下壓電陶瓷之間，且所述耦合材料表面鍍絕緣漆，所述包覆層包覆在所述上壓電陶瓷、下壓電陶瓷和耦合材料的外部。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述上壓電陶瓷、下壓電陶瓷和耦合材料的弧度相同，所述上壓電陶瓷和下壓電陶瓷的尺寸和材料均相同，弧度為80-89°。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述上壓電陶瓷板和下壓電陶瓷板材質為PZT-4或者PZT-5A；所述耦合材料為金屬；所述包覆層為環氧樹脂。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述金屬包括銅、鐵或鋁。
8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述耦合材料的厚度為
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