Сейсмоприемник

 

СЕЙСМОПРИЕМНИК, содержащ защитный корпус, внутри которого расположен чувствительный элемент с жидкостной инерционной массой, выполненный , в виде сосуда, «азделенного перегородкой на два отсека, отделенцык от внешней среды двумя упругими мембранами и сообщающихся между собой двумя каналами, причем в одном из каналов установлены измерительные электроды, а жидкостная инерционная масса является раствором электролита, образующего с электродами обратимую окислительно-восстановительную электрохимическую систему, отличающийся тем, что, с целью расширения .динамического диапазона за счет управления чувствительностью и снижения уровня собственных шумов, в свободном канале установлена дополнительная пара измерительных электродов , и в из каналов последовательно с парой электродов установлен генератор потока, причем катоды обеих пар электрюдов расположены вине по потоку относительно анодов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (П) 3(51) 6 Е.. 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3409771/18-25 (22) 17. 03.82. (46) 30.11. 83. Бюл, Р 44 . (72) A. Н. Балашов, -В.М. Графов, В.М. Мидлер, М. A ..Нов ицк и й, A.Â.Ïåðåïåëèöà, В.П.Плешка и Ю.В.Сиротинский (71) Специализированное конструкторско-технологическое бюро твердотельной электроники с опытным производством Института прикладной физики

АН Молдавской CCP и Институт электрохимии AH СССР (53) 550.834(088;8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 187335, кл. G 01 g 1/18, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 230433, кл. 6 01 ((1/18, 1967 (прототип). (54) (57) СКИСМОПРИЕМИИК, содержащий защитный корпус, внутри которого расположен чувствительный элемент с жидкостной инерционной массой, выполненныйй, в в иде сосуда, разделенного перегородкой на два отсека, отделен- ных от внешней среды двумя упругими мембранами и сообщающихся между собой двумя каналами, причем в одном из каналов установлены измерительные электроды, а жидкостная инерционная масса является раствором электролйта, обраэукщего с электродами обратимую окислительно-восстановительную электрохимическую систему, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона эа счет управления чувствительностью и снижения уровня собственных шумов, s свободном канале установлена допол- 1 нительная пара измерительных электродов, и в одном из каналов послЕдовательно с парой электродов установлен генератор потока, причем катоды обеих пар электродов расположены выше по потоку относительно анодов.

Ф

° °

1057911

Вследствие того, что режим естественно-конвективногo течения жидкости .определяется локальными изменениями плотности раствора электролита, скорость этого течения сущестненно зависит от положения каналов относительно поля тяжести, что приводит к зависимости чувствительности

Изобретение относится к приборостроению, н частности к сейсмоприем ной аппаратуре.

Известен сейсмограф, содержащий защитный корпус, внутри которого расположен чувствительный элемент

5 с жидкостной инерционной массой, чунствительный элемент выполнен в в иде сосуда, на двух протиноположных сторонах которого укреплены электроды, а жидкостная инерционная мас- 10 са, заполняющая сосуд, представляет собой электролит (lj .

Однако у сейсмографа высокий уровень собственных шумов и низкая чувствительность. 15

Наиболее бл из к им к предлагаемому является сейсмограф, содержаший

:защитный корпус, внутри которого расположен чувствительный элемент с жидкостной инерцион ной массой, ны- 20 полне нный в виде сосуда, разделенного перегородкой на дна отсека, отделенных от внешней среды двумя упругими мембранами и сообщающихся между собой двумя каналами, причем 75 в одном из каналов установлены измерительные электрсды, а жидкостная инерционная масса является раствором электролита, образующего с электродами обратную окислительно-восстановительную электрохимическую систему.

Наличие дополнительного канала н перегородке сейсмографа обеспечивает существенное повышение чуствительности за счет повышения предельного тока 5 измерительного катода.

Повышение катоднога така происходит из-за возникновения естественноконн зктивного циркуляционного потока электролита, обусловленного возникновением градиента плотности раствора электролита вблизи измерительных элек тродов 2

Однако сейсмограф обладает существенными недостатками.

Так как возникновение градиентов 45 плотности раствора электролита и их значения зав ися т от целого ряда факторов (предель ный ток, температура, геометрия объемон электролита и т.д. ) то естественно-коььективное 50 течение является неустойчивым, с нестай иль ными значениями параметров .

Это обстоятельство является причиной нестабильности чувствительности сейсмографа и возникновения собст- 55 венных шумов естественно.=коннектинного происхождения. от положения сейсмографа в поле тяжести Земли.

Сам процесс возникновения течения вследствие действия указанных выше факторов янляется неконтролируеMbM а режим течения — неуправляемык.

Указанные недостатки могут быть устранены созданием упорядоченного вынужденного течения электролита со скоростью, превышающей локальные значения скорости естественной конвекции.

Пель изобретения — расширение динамического диапазона за счет управления чувствительностью и снижения уровня собственных шумов.

Для достижения поставленной цели в сейсмоприемнике, содержащем защитный корпус, внутри которого расположен чувствительный элемент с жидкостной инерционной массой, выполненный в виде сосуда, разделенного перегородкой на два отсека, отделенных от внешней среды двумя упругими мембранами и сообщакщихся между собой двумя каналами, причем в одном из каналов установлены измерительные электроды, а жидкостная инерционная масса является раствором электролита, обраэукицего с электродами обратимую окислительновосс та нов итель ную элек трохпмическую систему, в свободном канале установлена дополнительная пара измерительных электродов и н одном из каналов последовательно с парой электродов установлен генератор потока, причем катоды обеих пар электродов расположены выше по потоку относительно анодов.

При устанснке в канале генератора потока создается упорядоченное вынужденное течение электролита относительно поверхности измерительных электродов, которое приводит к конвективному переносу катионов повышенной концентрации от анода в направлении течения. В случае, если в паре анод-катод последний расположен ниже по течению относительно анода, укаэанный конвективный перенос принодит к нежелательному эффекту — подводу повышенной концентрации катионов к катоду и влиянию анодного процесса на процесс управления чувствительностью преобразонател я.

Ус тра н ение этого нежела тель ного эффекта достигается установкой катода выше по течению, чем анод. При этом катионы повышенной концентрации, выделяющиеся на аноде, сносятся гидродинамическим потоков в свободный от электродов объем электролита, где концентрапия выравнивается коннективной и молекулярной диффузией. управление чувствительностью изменением предельного тока при помощи

1057911

Составитель М. Спасский

Редак тор E . .Лушников а Техред Л, Ми неш Ко ррек тор М. Шар оши

Заказ 94 58/50 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, F-35, Раушская наб. ; д.4/5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4 генера-гора потока, выполне нного, например, в виде кондукционного гидродинамического насоса, обуславливает необходимость считываний малого выходного переменного сигнала на относительно высоком уровне (до 10-15 кратного превышения) постоянной составляющей, которая меняется при изменении режима прокачки насоса. Наличие дополнительной пары измерительных электродов в том же канале, в lO каком установлены измерительные электроды известного сейсмографа, вызовет описанный выше нежелательный эффект-влияние на регулирование чувствительности конвективной доставки 15 катионов повышенной концентрации к дополнительному катоду от анода известного сейсмографа. Поэтому дополнительная пара измерительных электродов установлена в свободном канале.

На чертеже показана конструктивная схема сейсмоприемника.

Сейсмоприемник содержит корпус 1, разделенный перегородкой 2 на два отсека, которые отделены от внешней соевы двумя упругими мембранами 3.

Отсеки сообщены между собой основным каналом 4 с измерительными электродами— анодом 5 и катодом б и дополнительным каналом 7 с дополнительными измерительными электродами — катодо 8 и анодом Э.

В одном канале, например, в канале 7, .последовательно с электродами 8 и 9 установлен кондукционный магнитогидродинамический насос, генератор

pIoToKa,состоящий из плоскопараллель- 35 ного участка 10 канала 7, двух насосных электродов 11 и магнита 12. Полость корпуса 1 и каналы 4 и 7 заполнены жидким раствором электролита.

При пропускании электрического 4Q тока в цепи насосных электродов 11 в результате взаимодействия этого тока со скрещенньж .полем магнита 12 возникает пондермоторная сила, приводящая к циркуляционному течению электро45 лита в замкнутом гидродинамическом контуре основной канал 4 — отсек-дополнительный канал 7 — отсек-основной канал 4.

Скорость этого течения пропорциональна произведению протекающего, тока в цепи электродов 11 на индукцию поля магнита 12, т.е. режиму работы кондукционного магнитогидродинамического (МГД) насоса.

Изменение режима работы МГД насоса через изменение скорости течения электролита приводит к изменению предельного тока катодов, а значит и к изменению электрохимического коэффициента преобразования. Кроме того, создание вынужденного конвек» тивного потока существенно упорядочивает движение электролита относительно поверхности электродов, резко снижает при этом нестабильность гидродинамических условий и подавляет естественно-ковективные потоки.

Это приводит к значительному снижению шумов электродной системы, имеющих естественно-конвективное происхождение.

Установка пары электродов считывания в дополнительном канале существенно улучшает условия считывания полезного сигнала, так как полезный сигнал, являясь переменной составляющей тока фона, составляет не более нескольких процентов от него.

Наличие постоянной составляющей скорости течения электролита приводит к нежелательному эффекту: возможности конвективного переноса катионов повышенной концентрации от анода в направлении течения, что обуславливает повышение предельных токов катодов, а значит и к неконтролируе мому изменению чувствительности.

Для исключения этих эффектов, катоды располагаются выше по течению относительно анодов.

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается достижение управления чувствительностью сейсмоприемника и снижения уровня его собственных шумов.