用速度梯度法測量地聲聲強及其裝置的製作方法

2023-07-30 09:46:31 2

專利名稱:用速度梯度法測量地聲聲強及其裝置的製作方法
本發明屬於聲學測量技術領域：
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申請人:查閱了美國聲學協會雜誌The Journal of the Acoustical Society of America近二十年的所有專利檢索，沒有發現有類似本發明的方法和裝置。
本發明目的在於提供直接測量地聲聲強的方法及其裝置。
發明是這樣實現的在測量地點用幾組傳感器布成適當的陣列，每組都輸出3個正交方向的速度信號，當2組傳感器的間距小於 1/4 波長時，這2個速度的平均值就相當於這2組傳感器連線中點的速度，而這2個速度的差值對間距的比值就相當於這個中點的速度梯度在這2組傳感器連線方向上的分量。速度梯度對時間積分後就是位移梯度，進而得到應變，根據實地彈性係數再算出應力，最後是應力和速度相乘得到地聲聲強。
圖1是實測裝置的框圖。用8組傳感器組成長方體陣列，陣列線度小於1/4波長，陣列並行輸出24路信號，陣元是速度或加速度傳感器。24路信號經過前置隔離，變換和放大後，一面經加法平均輸出3路速度信號，原理是長方體陣列的8個頂點上速度的平均值相當於長方體中心點上的速度;另一方面經加減混合得到9路速度梯度信號，原理是長方體陣列右邊4個頂點上速度的平均值減去左邊4個頂點上速度的平均值相當於中心點上的速度梯度在左右方向上的分量，同理可得前後方向上和上下方向上的分量。9路速度梯度信號經積分器輸出9路位移梯度信號，再經矩陣加法器輸出6路應變信號。應變和另行輸入的彈性係數經過矩陣乘法器輸出6路應力信號，最後是應力和速度相乘得到9路聲強信號。
用上述方法和裝置可直接取得同一點上的3個速度分量信號，9個位移梯度分量信號、6個應變分量信號，6個應力分量信號和9個聲強分量信號等等。測量地聲聲強受環境嗓聲幹擾較小，可應用於地聲監測，地質調查，地震勘探和震源鑑別等方面。
由於在輸入、處理和輸出信號時並行路數較多，工程實現時宜在前置隔離變換放大後進行模數轉換，用數字電路處理，或者選用接口輸入計算機處理。衰減器和濾波器的安置視實際線路酌定。
權利要求
1.用「速度梯度法」測得應變，進而得到地聲聲強的方法，其特徵在於將速度梯度近似值對時間積分得到位移梯度近似值，進而得到應變和應力。
2.按照權利要求
1所述的方法為原理的地聲聲強測量裝置，其特徵是裝置配有用8組速度或加速度傳感器組成的長方體陣列。
3.根據權利要求
1和2所述裝置的長方體傳感器陣列，其特徵是陣列線度小於 1/4 波長。
專利摘要
本發明提出了測量地聲聲強的「速度梯度法」，提供了長方體傳感器陣列，陣列的淺度遠小于波長。實測裝置通過加、減、積分、乘積等運算程序後可輸出陣列中心點上的速度、位移梯度、應變、應力和聲強等幾十個信號。測量地聲聲強受環境噪聲幹擾較小，可應用於地聲監測、地質調查、地震勘探和震源鑑別等方面。
文檔編號G01V1/16GK85104383SQ85104383
公開日1986年7月2日 申請日期1985年6月8日
發明者陳繼康 申請人:南京師範大學物理系導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan