壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷都是電介質(zhì),電介質(zhì)在電場(chǎng)的作用下有兩種效應(yīng),即逆壓電效應(yīng)和電致伸縮效應(yīng)。鈣鈦礦、鎢青銅、鉍層狀結(jié)構(gòu)壓電陶瓷是三類典型的壓電陶瓷材料體系，具有不同的晶體結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，可應(yīng)用于不同的高溫領(lǐng)域。其中逆壓電效應(yīng)是指電介質(zhì)在外電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生應(yīng)變,應(yīng)變大小與電場(chǎng)大小成正比,應(yīng)變的方向與電場(chǎng)方向有關(guān)。而電致伸縮效應(yīng)是指電介質(zhì)在電場(chǎng)的作用下由于感應(yīng)極化作用引起應(yīng)變,且應(yīng)變與電場(chǎng)方向無(wú)關(guān),應(yīng)變的大小與電場(chǎng)的平方成正比。

對(duì)于傳播快的首波(對(duì)于裸眼井測(cè)井指縱波滑行波,對(duì)于套管井來(lái)講指套管波)來(lái)講,由于聲波在井內(nèi)多次反射,圓形的井孔具有一系列的固有頻率,或者說(shuō),井孔具有明顯的頻率選擇。但是,壓電晶體的生產(chǎn)是強(qiáng)污染行業(yè)(發(fā)達(dá)國(guó)家均將其轉(zhuǎn)換到不發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)生產(chǎn)),其生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)節(jié)比較多,成品率比較低。當(dāng)聲波儀器發(fā)射換能器發(fā)射的聲波頻率與井孔的固有頻率接近或相等時(shí),首波的幅度比較大;相反,則幅度比較小,或者根本不能夠傳播我們需要的首波。即對(duì)于一定的地層和套管井,只有某些頻率能夠在井內(nèi)傳播。

但是,壓電晶體的生產(chǎn)是強(qiáng)污染行業(yè)(發(fā)達(dá)國(guó)家均將其轉(zhuǎn)換到不發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)生產(chǎn)),其生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)節(jié)比較多,成品率比較低。生產(chǎn)出的晶體盡管幾何尺寸一致,但聲-電轉(zhuǎn)換時(shí)的一致性比較差,這是因?yàn)閴弘姴牧鲜歉飨虍愋缘?壓電特征是材料各向異性特征的反映,人工各向異性材料中的細(xì)小差別均能夠?qū)е缕淇傮w的聲-電或電-聲轉(zhuǎn)換特征的一致性相差比較大。生產(chǎn)出的晶體盡管幾何尺寸一致,但聲-電轉(zhuǎn)換時(shí)的一致性比較差,這是因?yàn)閴弘姴牧鲜歉飨虍愋缘?壓電特征是材料各向異性特征的反映,人工各向異性材料中的細(xì)小差別均能夠?qū)е缕淇傮w的聲-電或電-聲轉(zhuǎn)換特征的一致性相差比較大。

另外,換能器的動(dòng)態(tài)電特征與其振動(dòng)模態(tài)關(guān)系比較密切,某個(gè)頻率附近的電參數(shù)還取決于其機(jī)械振動(dòng)模態(tài)。