專利名稱:用速度梯度法測量地聲聲強(qiáng)及其裝置的制作方法
本發(fā)明屬于聲學(xué)測量技術(shù)領(lǐng)域：
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申請人:查閱了美國聲學(xué)協(xié)會(huì)雜志The Journal of the Acoustical Society of America近二十年的所有專利檢索，沒有發(fā)現(xiàn)有類似本發(fā)明的方法和裝置。
本發(fā)明目的在于提供直接測量地聲聲強(qiáng)的方法及其裝置。
發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的在測量地點(diǎn)用幾組傳感器布成適當(dāng)?shù)年嚵校拷M都輸出3個(gè)正交方向的速度信號(hào)，當(dāng)2組傳感器的間距小于 1/4 波長時(shí)，這2個(gè)速度的平均值就相當(dāng)于這2組傳感器連線中點(diǎn)的速度，而這2個(gè)速度的差值對間距的比值就相當(dāng)于這個(gè)中點(diǎn)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(shí)間積分后就是位移梯度，進(jìn)而得到應(yīng)變，根據(jù)實(shí)地彈性系數(shù)再算出應(yīng)力，最后是應(yīng)力和速度相乘得到地聲聲強(qiáng)。
圖1是實(shí)測裝置的框圖。用8組傳感器組成長方體陣列，陣列線度小于1/4波長，陣列并行輸出24路信號(hào)，陣元是速度或加速度傳感器。24路信號(hào)經(jīng)過前置隔離，變換和放大后，一面經(jīng)加法平均輸出3路速度信號(hào)，原理是長方體陣列的8個(gè)頂點(diǎn)上速度的平均值相當(dāng)于長方體中心點(diǎn)上的速度;另一方面經(jīng)加減混合得到9路速度梯度信號(hào)，原理是長方體陣列右邊4個(gè)頂點(diǎn)上速度的平均值減去左邊4個(gè)頂點(diǎn)上速度的平均值相當(dāng)于中心點(diǎn)上的速度梯度在左右方向上的分量，同理可得前后方向上和上下方向上的分量。9路速度梯度信號(hào)經(jīng)積分器輸出9路位移梯度信號(hào)，再經(jīng)矩陣加法器輸出6路應(yīng)變信號(hào)。應(yīng)變和另行輸入的彈性系數(shù)經(jīng)過矩陣乘法器輸出6路應(yīng)力信號(hào)，最后是應(yīng)力和速度相乘得到9路聲強(qiáng)信號(hào)。
用上述方法和裝置可直接取得同一點(diǎn)上的3個(gè)速度分量信號(hào)，9個(gè)位移梯度分量信號(hào)、6個(gè)應(yīng)變分量信號(hào)，6個(gè)應(yīng)力分量信號(hào)和9個(gè)聲強(qiáng)分量信號(hào)等等。測量地聲聲強(qiáng)受環(huán)境嗓聲干擾較小，可應(yīng)用于地聲監(jiān)測，地質(zhì)調(diào)查，地震勘探和震源鑒別等方面。
由于在輸入、處理和輸出信號(hào)時(shí)并行路數(shù)較多，工程實(shí)現(xiàn)時(shí)宜在前置隔離變換放大后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，用數(shù)字電路處理，或者選用接口輸入計(jì)算機(jī)處理。衰減器和濾波器的安置視實(shí)際線路酌定。
權(quán)利要求
1.用“速度梯度法”測得應(yīng)變，進(jìn)而得到地聲聲強(qiáng)的方法，其特征在于將速度梯度近似值對時(shí)間積分得到位移梯度近似值，進(jìn)而得到應(yīng)變和應(yīng)力。
2.按照權(quán)利要求
1所述的方法為原理的地聲聲強(qiáng)測量裝置，其特征是裝置配有用8組速度或加速度傳感器組成的長方體陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1和2所述裝置的長方體傳感器陣列，其特征是陣列線度小于 1/4 波長。
專利摘要
本發(fā)明提出了測量地聲聲強(qiáng)的“速度梯度法”，提供了長方體傳感器陣列，陣列的淺度遠(yuǎn)小于波長。實(shí)測裝置通過加、減、積分、乘積等運(yùn)算程序后可輸出陣列中心點(diǎn)上的速度、位移梯度、應(yīng)變、應(yīng)力和聲強(qiáng)等幾十個(gè)信號(hào)。測量地聲聲強(qiáng)受環(huán)境噪聲干擾較小，可應(yīng)用于地聲監(jiān)測、地質(zhì)調(diào)查、地震勘探和震源鑒別等方面。
文檔編號(hào)G01V1/16GK85104383SQ85104383
公開日1986年7月2日 申請日期1985年6月8日
發(fā)明者陳繼康 申請人:南京師范大學(xué)物理系導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan