[其他]用速度梯度法测量地声声强及其装置

说明书

本发明属于声学测量技术领域。

申请人查阅了美国声学协会杂志The    Journal    of    the    Acoustical    Society    of    America近二十年的所有专利检索，没有发现有类似本发明的方法和装置。

本发明目的在于提供直接测量地声声强的方法及其装置。

发明是这样实现的：在测量地点用几组传感器布成适当的阵列，每组都输出3个正交方向的速度信号，当2组传感器的间距小于 1/4 波长时，这2个速度的平均值就相当于这2组传感器连线中点的速度，而这2个速度的差值对间距的比值就相当于这个中点的速度梯度在这2组传感器连线方向上的分量。速度梯度对时间积分后就是位移梯度，进而得到应变，根据实地弹性系数再算出应力，最后是应力和速度相乘得到地声声强。

图1是实测装置的框图。用8组传感器组成长方体阵列，阵列线度小于1/4波长，阵列并行输出24路信号，阵元是速度或加速度传感器。24路信号经过前置隔离，变换和放大后，一面经加法平均输出3路速度信号，原理是长方体阵列的8个顶点上速度的平均值相当于长方体中心点上的速度;另一方面经加减混合得到9路速度梯度信号，原理是长方体阵列右边4个顶点上速度的平均值减去左边4个顶点上速度的平均值相当于中心点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路速度梯度信号经积分器输出9路位移梯度信号，再经矩阵加法器输出6路应变信号。应变和另行输入的弹性系数经过矩阵乘法器输出6路应力信号，最后是应力和速度相乘得到9路声强信号。

用上述方法和装置可直接取得同一点上的3个速度分量信号，9个位移梯度分量信号、6个应变分量信号，6个应力分量信号和9个声强分量信号等等。测量地声声强受环境嗓声干扰较小，可应用于地声监测，地质调查，地震勘探和震源鉴别等方面。

由于在输入、处理和输出信号时并行路数较多，工程实现时宜在前置隔离变换放大后进行模数转换，用数字电路处理，或者选用接口输入计算机处理。衰减器和滤波器的安置视实际线路酌定。