Сейсмоприемник Советский патент 1983 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к сейсмоприем- ной аппаратуре.

Известен сейсмограф, содержащий защитный корпус, внутри которого расположен чувствительный элемент с жидкостной инерционной массой, чувствительный элемент вьтолнен в виде сосуда, на двух противоположных сторонах которого укреплены элекроды, а жидкостная инерционная маеса, заполняющая сосуд, представляет собой электролит ij ,

Однако у сейсмографа высокий уровень собственных 1иумов и низкая чувствительность.

Наиболее близким к предлагаемому ;является сейсмограф, содержащий ;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 сообщающихся между собой двумя каналами, причем в одном из каналов уставовлеиы измерительные электроды, а жидкостная инерционная масса является раствором электролита, образующего с электродчми обратную окислительно-восстановительную электрохимическую систему. Наличие дополнительного канала в перегородке сейсмографа обеспечивает суидественное повышение чуствительности за счет повышения предельного ток измерительного катода.

Повышение катодного тока происходит из-за возникновения естественноконв.эктивного циркуляционного потока электролита, обусловленного возникновением градиента плотности раствора электролита вблизи измерительных электродов 2 .

Однако сейсмограф обладает существенными недостатками.

Так как возникновение градиентов плотности раствора электролита и их значения зависят от целого ряда факторов (предельный ток., температура, геометрия объемов электролита и т.д.) то естественно-ко 1ьективное течение является неустойчивым, с нестабильными значениями параметров. Это обстоятельство является причиной нестабильности чувствительности сейсмографа и возникновения собственыых шумов естественно.- конвективного происхождения.

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

от положения сейсмографа в поле тяжести Земли.

Сам процесс возникновения течения вследствие действия указанных выше факторов является неконтролируемым, а режим течения - неуправляемьм

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

Цель изобретения - расширение динамического диапазона за счет управления чунствительностью и Снижения уровня собственных щумов.

Для достижения поставленной цели в сейсмоприемнике, содержащем защитный корпус, внутри которого расположен чувствительный элемент с жидкостной инерционной массой, вьшолненный в виде сосуда, раз деленного перегородкой на два отсека, отделенных 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 окислительновосстановительную электрох1 мическую систему, в свободном канале установл.ена дополнительная 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.

При установке 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, укс1занный конвективный перенос приводит к нежелательному эффекту - поддаоду повышенной концентрации катионов к катоду и влиянию анодного процесса на процесс управления чувствительностью преобразователя.

Устранение этого нежелательного эффекта достигается установкой катода выцде по течению, чем анод. При этом катионы повЕлиенной концентрации вьщелякадиеся на аноде, сносятся гидрдинамическим потоков в свободный от электродов объем электролита, где концентрация выравнивается конвективной и молекулярной диффузией.

Управление чувствительностью изменением предельного тока при помощи

310579114

генератора потока, выполненного,полнительный канал 7 - отсек-основной

например, в виде кондукционного гид-канал 4.

родинамического насоса, обуславлива- Скорость этого течения пропорциоет необходимость считывания малогональна произведению протекаицего

выходного переменного сигнала на от-тока в цепи электродов 11 на индукносительно высоком уровне (до 10-15 цию поля магнита 12, т.е. режиму

кратного превышения) постояннойработы кондукционного магнитогидроссставлямцей, которая меняется придинамического (МГД) насоса, изменении режима прокачки насоса. На- Изменение режима работы МГД насоличие дополнительной рары измеритель-са через изменение скорости течения

Пых электродов в том же канале, в 10электролита приводит к изменению

каком установлены измерительные элек-предельного тока катодов, а значит

троды известного сейсмографа, вызо-и к изменению электрохимического ковет описанный выше нежелательныйэффициента преобразования. Кроме

эффект-влияние на регулирование чувст-того, создание вынужденного конвеквительности конвективной доставки 15тивного потока существенно упорядокатионов повышенной концентрации кчивает движение электролита относидополнительному катоду от анода из-тельно поверхности электродов, резко

вестного сейсмографа. Поэтому допол-снижает при этом нестабильность

иительная пара измерительных электро-гидродинамических условий и подавлядов установлена в свободном канале. 20вт естественно-ковективные потоки.

На чертеже показана конструктив-Это приводит к значительному снижению

ная схема сейсмоприемника,шумов электродной системы, имеющих

Сейсмоприемник содержит корпус 1,естественно-конвективное происхождеразделенный перегородкой 2 на двание.

отсека, которйе отделены от внешней 25 Установка пары электродов считывасоеды двумя упругими мембранами 3.ния в дополнительном канале существенОтсеки сообщены между собой основнымно улучшает условия считывания полезканалом 4 с измерительными электродами -ного сигнала, так как полезный сиганодом 5 и катодом 6 и дополнительным нал, являясь переменной составляющей канллог. 7 с. дополнительными измеритель-тока фона, составляет не более несными электродами - катодов 8 и анодом Э.кольких процентов от него. В одном канале, например, в канале 7, Наличие постоянной составляющей .последовательно с электродами 8 и 9скорости течения электролита приводит установлен кондукционный магнито-к нежелательному эффекту: возможгидродинамический насос, генераторности конвективного переноса катио- |потока,состоящий из плоскопараллель- 35„QB повышенной концентрации от анода ного участка 10 канала 7, двух насос-в направлении течения, что обуславных электродов 11 и магнита 12. По-ливает повышение предельных токов, лость корпуса 1 и каналы 4 и 7 запол-катодов, а значит и к нeкoнтpoлиpyev нены жидким раствором электролита.мому изменению чувствительности.

При пропускании электрического 40 Д исключения этих эффектов, катотока в иепи насосных электродов 11 вдн располагаются выше по течению

результате взаимодействия этого токаотносительно анодов. со скрещенным полем магнита 12 воз- Таким образом, в предлагаемом

никает пондермоторная сила, приводя-устройстве обеспечивается достижение щая к циркуляционному течению электро- с управления чувствительностью сейсмолита в замкнутом гидродинамическомприемника и снижения уровня его

контуре основной канал 4 - отсек-до-собственных шумов.

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.