仪器仪表学报

作者：苟 阳，付 欣

单位：苟 阳,1. 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，2. 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，3. 中国科学院地球科学研究院，4. 中国科学院大学,,付 欣,1. 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，2. 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，3. 中国科学院地球科学研究院，4. 中国科学院大学,

关键词：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

基金：中国科学院战略性先导科技专项（XDA14020301）项目资助

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5dB,在12~16kHz的频带内发射电压响应最高可达125dB。

来源：2022年第3期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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