Доброго времени суток всем!

Есть пьезокерамика (ПК). Необходимо "излучить" 1-2 периода зондирующего импульса.
Резонансная частота 1-2 Мгц. Напряжение 100-250 В.
Механически (акустически) преобразователь задемпфирован. Но получит с него короткий импульс не удается. Минимум 4-6 периодов. А это очень много.
Ведь в дефектоскопах и толщиномерах достигается короткий импульс, но как... не пойму.

Сейчас делаю просто: источник высоко напряжения - полевик - пьезокерамика с параллельным резистором. Преобразователь совмещенный, т.е. он же приёмник. Т.е. одна точка ПК к земле нужно для усилка.
Проблемы две: 1) собственные колебания керамики в диапазоне частот 300-700 кГц. 2) длинный "хвост" (после возбуждения) (15-50 мкс) 3) сам зондирующий импульс длинный.

Возможно конечно не достаточно хорошо демпфирован сам преобразователь... но как узнать что именно.
Кто сталкивался? Как правильно возбуждать ПК?

Заранее большое спасибо!

Топикстартеру нужно мерять толщину трубы от 6мм, а это около 2мкс задержки.

Нет. Источник напряжения, и полевичёк (как верхний ключ) коммутирует напряжение.

to alexkok: Очень буду благодарен! В книгах многое подчерпнул.

to Myron: Я работаю с керамикой ЦТС-19, и ей чесно говоря "пофигу" каким импульсом возбуждать (в смысле амплитуда). Если увеличивать например от 200нс до 2-3 мкс, то получаешь всего лишь изменение ёмкости. Но как она генерирует резонансную, так и генерит (резонансную можно подсчитать: f=скорость в керамике/толщина). Другое дело импульс возбуждения получается незнай какой искаженный (за счёт керамики). Возможно конечно схема возбуждения не идеальна. Незнай даже...

Про шунтирование уже писал. Ожидал хорошего эфекта. А получилось максимум 10%.

По поводу частоты зондирующего импульса: как заметил alexkok, время на это дело нужно ~2 мкс. По моим расчётам при дине импульса 2 периода, это где-то 1,5-2 Мгц как минимум. Это еще чтоб их можно было по времени легче распознать.

Короче не понятно где загвостка. Не знай в схеме возбуждения, незнай в датчике. Одно точно понятно: идёт речь о маленьких уровнях напряжения. Если бы отражёнка была очень сильной, было бы пофигу на эти хвосты.

Посмотрел Sonox503 от Ceramtec и ЦТС-19 - больших различий не нашёл - видимо дело не в керамике.

Не получится. Излучатель он же приемник. Электрически зашунтировали-механика дрожит. Пришло время приема--- шунт надо снимать--- механика дрожит, ловим дрожь

Это так. Но до трубы тоже есть дистанция. Это облегчает

И тут и там, и везде

О! Ну для начало очень даже неплохо. Еще разочка 2 да в 2-3 местах - смотришь и порядочек найден в отношении сигнал/помеха

Да для этих задач может быть пока без разницы. Это вылезет в скважине. А России в них бывают высокие температуры.
Эта поплывет выше 140. У нас уже на 90 поплыла. Но это в средстве измерения.
Тут качественный измерения это пройдет, но выше 140 пшик по идее получится

Понятно. Имеет смысл, видимо объясняется тем, что многое цельнотянуто было.

Нет сори. По температуре снимается. Эож только в обсадной колонне

А что, аппаратура в трубе строго позиционирована по центру? Да и наверное диаметры труб варьируются в разы?


Дык уже порядок в с/ш, еще бы порядок и 40дБ - может достаточно будет? Каков реальный уровень отраженного сигнала на приеме в разах от переданного?

есть механизмы центрирования.
Не трубы стандартные. Там значений диаметров раз, два и обчелся
А аппаратура и вообще может быть на один диаметр. (внутренний конечно)
Сигнал/Шум там не меряют. Там нет шумов. Только полезный сигнал Или от одной стенки, или от второй, или от
Но вот помеха в нем сидит. Если и ее научится обрабатывать, так и она сигналом Станет
Вот на фоне помехи, шумов не видно

Владимир: что в обсаженной (т.е. есть металлическая труба и она зацементирована), что не в обсаженной (просто дырка в земле :-))))) ), температура практически одна и таже. Если конечно жидкости не "гуляют" (промывочная или нефть сама), но изменения от статического не сильно изменятся. Ну а диапазон до 125 градусов. Но так-то ориентация на 150, 175 градусов. Стремиться к этому надо.

Аппаратуру центрируют в скважине. А диаметр труб обычно в одной скважине не меняют. Смысла нет. Может поменяться их толщина, ввиду того что разные производители, или технология изготовления или ещё что-то. Всё таки на глубину в 2 км, труб длиной 25 метров (точно длину не помню) уходит порядка 80, получается. И туда могут попасть остатки от других скважин.

Ну сигнал/шум меня пока не сильно волнует, хотя бы потому, что как мне кажется, если с керамики можно получить 1-2 периода зондирующего импульса, т.е. потом импульс утихает, то и механика получается затихать должна? Правильно я думаю? Отсюда вывод, сигнал шум будет выше. Одно плохо (но пока точно не подтверждено на практике): с увеличением напряжения возбуждения от 30 В до 100 В увеличивается мощность зондирующего импульса, и уровень хвостов(шумов) тоже. Но кто знает, вдруг на уровне 250 вольт возбуждения, шумы (они же хвосты) не такие сильные будут, по сравнению с полезным сигналом. Но и тут засада: а если отраженка будет, но слабая и на уровне шумов....

Владимир, а Вам приходилось решать такую задачу?
И аппаратуру скважинную разрабатывали (телевизор)?

Ну как правило, чем ниже, тем теплее. Но аномалии везде бывают.

Это я знаю. Но вне обсаженной нет трубы.
То есть в своей задаче вы хотите большего, смотреть не только трубу но и весь ствол скважины?
могут. Но внутренний блюдут. Туда же опускают зонды, если что не так, застрять могут.
нет периодов 5-10 будет до 10-кратного затухания, на первый можно и нужно делать максимальными
Не так . Шум как был так и останется, Помеха упадет. Давайте ка к шуму относитьть, чье происхождение мы не выяснили. То что вы видите это помеха, пробравшаяся по более короткому пути, тут ульразвуковой изоляции добиваться надо, + затухание керамики и механики--- тут демпфирование, и давить все давить.
Хвост это не шумы а помеха. Она пропорциональна сигналу и зависит не столько от амплитуды зондирования, сколько от ультразвуковой изоляции излучателя/приемника. А вот смотреть дальше и глубже это позволит
Подобную- Да
Скважинную да. Конкретно телевизор- нет

Если я не ошибаюсь (поправьте меня), чем больше масса демпфера, тем ниже его механическая частота, отсюда: если 1МГЦ керамику закрепить например к подошве ботинка , то вроде как колебания в подошве от керамики не должны быть. Другое дело не каждый ботинок демпфер. Как я понимаю необходимо иметь демпфер с акустическим сопротивлением больше, чем сама керамика. И с высоким затуханием УЗ колебаний. К сожелению в литературе этот момент как-то расплывчато описан.
И как я понял все эти хвосты от механики, не более чем акустические колебания в самой керамике. ну + емкость конечно. А как сделать так чтоб "звуки" в керамике не бегали? Правильно: в месте контакта керамика-демпфер, должно быть высокое затухание или поглощение полное в демпфер.

Народ, если я не прав Вы мне скажите. А то я могу очень сильно "заблудиться".

По поводу Что за "ультразвуковая изоляция излучателя/приемника"? Что Вы понимаете под этим?

Ликвидация путей распространиения ультразвука, дляна которрых короче чем отполезного сигнала.
В целом помеха может и быть, но она должна быть после полезного сигнала. А та что приходит раньше-- надо находить от чего и бороться с этим.

Тут важно волновое сопротивление среды - есть в справочниках, считается как отношение плотности к скорости звука. Что бы не было отражения от границы сред , волновое сопротивление должно быть равно, при этом будет наилучшее демпфирование. Поскольку скорость звука в демпфирующих материалах низка, то для этого требуется плотность выше , чем у керамики.
Мне сложно оценить какой демпфер нужен, поскольку этой темой не занимался, но наверное что-то композитное со свинцом.Из плотных материалов свинец имеет уникально плохие акустические свойства, что в данном случае полезно.
А кроме нижней резонансной частоты есть ещё и гармоники - доводилось вот видеть сотни мегагерц...
Если добротность материала демпфера больше чем у керамики (80), то с увеличением массы "демфера" общая добротность системы будет возрастать . Однако конструкция демпфера важней чем материал - но ничего конкретного подсказать не берусь - сложное это дело - когда занимался ультразвуком, то все догадки приходилось проверять на практике и результаты были в основном от неожиданных до непонятных.Пришлось даже программу писать для расчёта, что бы как-то это всё осмыслить - но на ваших частотах ничего так просто не посчитать, поскольку волновые уравнения дают приемлимые результаты только до четверти длины волны в сечении керамики ( это доли миллиметра на этих частотах) - далее только метод конечных элементов. Акустические свойства сильно зависят от геометрии , поэтому в литературе можно найти только скорость звука в тонком стрежне, волновое сопротивление и добротность для лонгитудинальных колебаний на разных частотах.
Хотя подождём, что за книжки выдаст alexkok.
ps Как считается волновое сопротивление уже запамятовал - надо книжки смотреть,может быть и как произведение или корень из него.... помню лишь что плотность и скорость звука...

+1 Золотое отверждение

В акустике используют в качестве трансформаторов рупоры, вероятно и тут можно применить.

Положил сюда: slil.ru/28024621 slil.ru/28024627