Электрофизические источники упругих колебаний
|
Электрофизические источники основаны на преобразовании электрической энергии, получаемой при разряде батареи конденсатора, в механическую энергию, воздействующую на массив. По характеру преобразования энергии электрофизические источники разделяют на две группы: электроискровые и магнитодинамические. В электроискровых источниках для получения импульсного удара с помощью электроискрового разряда используют электрогидравлический эффект, основанный на возникновении разряда высокого потенциала в жидкой среде, или электродинамический эффект, основанный на получении электрического разряда в воздухе. Электрогидравлический эффект возникает вследствие электрического пробоя жидкости между электродами, подключенными к батарее малоиндуктивных конденсаторов, заряженных до достаточно высокого напряжения. При этом напряжение резко падает, а ток достигает десятков тысяч ампер. Возникает быстрый разогрев воды в разрядном канале, температура достигает десятков тысяч градусов, а давление — сотен мегапаскалей. В результате в жидкости образуется быстро расширяющаяся парогазовая полость, генерирующая волну сжатия, Энергия разряда расходуется на разогрев воды в зоне разрядного канала и световое излучение, на движение парогазовой полости; в волну сжатия переходит только 2—5 % энергии. Для снижения первого вида потерь энергии межэлектродный промежуток закорачивают тонкой металлической проволочкой (электродуговой источник). При этом повышаются проводимость канала и сейсмический эффект разряда. Спектр излучаемого сигнала смещается в область более низких частот (1—10 кГц) по сравнению со спектром при обычном разряде. Электроискровой источник обладает значительной мощностью излучения, применим для работы в скважинах малых размеров, обеспечивает бесконтактный способ создания ввода колебаний в массив. Принцип действия электроискрового источника показан на рис. 70. Основными элементами его являются; источник постоянного тока 1 напряжением до 5—20 кВ, батарея конденсаторов 2, рассчитанные на большие разрядные токи, коммутационное устройство 3, подключающее батарею конденсаторов к коаксиальному кабелю 4, разрядник 5, представляющий собой погруженные в воду электроды. Длительность импульса ударной волны, возникающей в жидкости, зависит от времени разряда емкости батареи конденсаторов. Максимальное давление на фронте ударной волны зависит от напряжения заряда конденсаторов и межэлектродного расстояния. Магнитодинамические источники основаны на действии импульсной электромагнитной силы на якорь, связанный с плитой. При воздействии плиты на массив статор с инертной массой будет перемещаться вверх. Ток большой силы от батареи конденсаторов подается на обмотки якоря и статора, в результате чего последние взаимодействуют друг с другом. После удара статор с помощью гидравлической системы опускается в исходное рабочее положение. |
