随钻声波发射换能器宽频阻抗匹配设计及实验

作者:苟阳; 付欣
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发射换能器是随钻声波测井仪器的核心组成部分。其工作带宽和辐射声能强度是该仪器的关键技术指标。容性负载换能器以非线性方式工作,可以拓宽频带,增强阻抗。本文将换能器与阻抗匹配网络相结合,利用电路网格方程求解元件参数。最后,在消声水池中进行声场测试,观察换能器的电声特性、声场辐射声压和发射电压响应,综合评价阻抗匹配网络的效果,从而为后续MWD仪器的研发和实验测试提供帮助和指导。实验结果表明,本文设计的阻抗匹配网络可以显著改善换能器的声辐射性能。频带宽度增加3.3倍,声压增加1.7倍,声压增加1.8倍,发射电压响应增加5dB,在12-16kHz的频带内发射电压响应高达125dB。