壓電式振動裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及聲波測井技術領域，尤其涉及一種壓電式振動裝置。
【背景技術】
[0002]自20世紀60年代以來，各式各樣的偶極子聲源裝置被廣泛的提出和應用。常規(guī)的聲波測井偶極子聲源，如貝克-阿特拉斯公司和哈里伯頓公司所采用的壓電三疊片聲源裝置，該壓電三疊片聲源裝置包括的壓電式振動裝置是由四片相同的長片換能器和四片相同的短片換能器分別沿周向以90度夾角中心對稱排列，四片長片換能器和四片短片換能器形成兩個上下排列的換能器陣列，相同角度位置的每片長片換能器和短片換能器在長度方向上并行排列。之所以采用長片和短片換能器同時使用，是由于單一尺寸的壓電陶瓷三疊片換能器往往工作頻率帶寬有限，且由于壓電陶瓷材料本身應變小的不足，很難在低頻時達到大的振幅，因而較難提高低頻的輻射性能。
[0003]雖然同時采用長片和短片換能器可以通過不同模式疊加來實現(xiàn)整個工作頻帶的拓寬，但是結(jié)構(gòu)裝置的空間縱向尺寸上往往比較難縮減，不利于實現(xiàn)井下測量對儀器尺寸的要求。此外，由于現(xiàn)有技術中同一排上有四片換能器且換能器分別沿周向以90度夾角中心對稱排列，且固定于骨架上，該壓電式振動裝置的輻射面只能是該四片換能器，因此對于套置在該壓電式振動裝置外的外殼，其開窗角度的局限，在高頻時，易產(chǎn)生六極子信號，從而干擾了偶極子信號。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種壓電式振動裝置，該壓電式振動裝置縱向尺寸較小，更有利于在井中作業(yè)，且對于套置在該壓電式振動裝置外的外殼上的開窗角度可大于傳統(tǒng)方式，從而減少六極子信號。
[0005]本發(fā)明實施例提供一種壓電式振動裝置，該裝置包括:殼體、端蓋子、內(nèi)置凸臺、壓電陶瓷換能器、單芯塞子和支撐彈簧；
[0006]其中，所述殼體的兩端分別與一端蓋子緊固連接形成腔體空間，端蓋子內(nèi)表面與內(nèi)置凸臺緊固連接；
[0007]至少一個壓電陶瓷換能器的兩端分別鉗定于內(nèi)置凸臺上，壓電陶瓷換能器引出的正負極導線分別與兩個單芯塞子相連，所述兩個單芯塞子固定于殼體一端的端蓋子上；
[0008]兩個支撐彈簧分別與兩個端蓋子的外表面相固定。
[0009]進一步地，所述壓電陶瓷換能器為多個時，多個所述壓電陶瓷換能器互相平行排列。
[0010]進一步地，所述壓電陶瓷換能器包括一個基片和至少一個壓電陶瓷片。
[0011]進一步地，所述壓電陶瓷換能器包括一個基片和兩個壓電陶瓷片；所述兩個壓電陶瓷片分別與所述基片的兩個表面粘接；所述兩個壓電陶瓷片外表面上分別引出兩根導線短接作為正電極，所述兩個壓電陶瓷片與基片粘接的表面上分別引出兩根導線短接作為負電極。進一步地，所述壓電陶瓷片采用鋯鈦酸鉛系列材料制成，所述基片采用鋁、銅等金屬材料制成。
[0012]進一步地，所述殼體作為所述裝置的輻射面，所述殼體具體為圓柱形殼體，所述圓柱形殼體的直徑范圍為[50，100]mm。
[0013]進一步地，所述腔體空間充滿氣體或液體。
[0014]進一步地，將兩個所述壓電式振動裝置上下垂直90度放置，用于測量XY正交方向的橫波信號。
[0015]進一步地，將多個所述壓電式振動裝置由上而下依次排列，根據(jù)匹配的不同強度和相位的激發(fā)信號，用于輸出相控陣方式的偶極子聲源。
[0016]通過上述方案，該壓電式振動裝置的至少一個所述壓電陶瓷換能器的兩端分別鉗定于所述內(nèi)置凸臺上，也就是說，該壓電式振動裝置內(nèi)只有一排壓電陶瓷換能器，因此可以減小壓電式振動裝置的縱向尺寸，有利于井中作業(yè)。另外，該壓電式振動裝置以殼體作為輻射面，輻射面范圍更大，因此對于套置在該壓電式振動裝置外的外殼上的開窗角度可大于傳統(tǒng)方式，從而減少六極子信號。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例提供的壓電式振動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實施例提供的壓電陶瓷換能器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0020]下面結(jié)合圖1對本發(fā)明實施例提供的壓電式振動裝置進行詳細說明。
[0021]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的壓電式振動裝置包括:殼體1、端蓋子2、內(nèi)置凸臺3、壓電陶瓷換能器4、單芯塞子5和支撐彈簧6。
[0022]其中，殼體I的兩端分別與一端蓋子2緊固連接形成腔體空間，端蓋子2內(nèi)表面與內(nèi)置凸臺3緊固連接，至少一個壓電陶瓷換能器4(圖1中以兩個壓電陶瓷換能器4為例，本發(fā)明實施例對此不作限制)的兩端分別鉗定于內(nèi)置凸臺3上，壓電陶瓷換能器4引出的正負極導線分別與兩個單芯塞子5相連，該兩個單芯塞子5固定于殼體I 一端的端蓋子2上，兩個支撐彈簧6分別與兩個端蓋子2的外表面相固定。
[0023]在使用本發(fā)明實施例提供的壓電式振動裝置時，殼體I由支撐彈簧6支撐，支撐彈簧6被固定于該壓電式振動裝置所應用的儀器中，整個壓電式振動裝置浸于井孔內(nèi)的流體之中。當內(nèi)部驅(qū)動振子(即壓電陶瓷換能器4)被激發(fā)振動后內(nèi)部驅(qū)動振子在支撐彈簧6的支撐下，推動殼體I產(chǎn)生與之反向的擺動，從而推動井孔內(nèi)流體使井壁產(chǎn)生穩(wěn)定的彎曲振動。由于內(nèi)部驅(qū)動振子直接與空氣或液體接觸，不會直接向井孔內(nèi)輻射振動，使得整個發(fā)射聲源激發(fā)的井壁彎曲振動信號更加純凈有效。
[0024]優(yōu)選地，壓電陶瓷換能器4為多個時，