随钻声波发射换能器宽频阻抗匹配设计及实验

作     者：苟阳 付欣 Gou Yang;Fu Xin

作者机构：中国科学院地质与地球物理研究所深地资源装备技术工程实验室北京100029 中国科学院地质与地球物理研究所页岩气与地质工程重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学北京100029 

基　　金：中国科学院战略性先导科技专项(XDA14020301)项目资助 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2022年第43卷第3期

页      码：186-193页

摘      要：发射换能器是随钻声波测井仪器的核心部件,其工作带宽及辐射声波能量的强弱是仪器的关键技术指标。换能器是一个非线性容性负载,可以采用阻抗匹配的方式增强有功功率并拓宽工作频带。本文将换能器多模态等效电路与阻抗匹配网络结合,利用电路网格方程对元件参数进行求解。最终在消声水池进行声场测试,观测换能器有功功率、声场辐射声压、发射电压响应等电、声特性,综合评估阻抗匹配网络的效果,为后续的随钻仪器研发及实验测试提供帮助和指导。实验结果表明,本文所设计的阻抗匹配网络能够明显改善换能器的声波辐射性能,频带宽度拓宽3.3倍,有功功率提高1.7倍,声压增强1.8倍,发射电压响应提高5 dB,在12~16 kHz的频带内发射电压响应最高可达125 dB。

主 题 词：随钻声波测井仪器 压电换能器 阻抗匹配网络 理论计算 水声实验 

学科分类：080904[080904] 0810[工学-土木类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 080402[080402] 0703[理学-化学类] 081001[081001] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.19650/j.cnki.cjsi.J2108784

馆 藏 号：203111764...