Сейсмоприемник

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН П ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСПО ДЕЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н ОРСКОМУ ЕПЬСТВ(71) Специализированное конструкторско-технологическое бюро твердотельной электроники с опытным производством Института прикладной физикиАН Молдавской ССР и Институт электрохимии АН СССР(прототип),(54) (57) СЕИСМОПРИЕМНИК, содержащийзащитный корпус, внутри которогорасположен чувствительный элемент с жидкостной инерционной массой, выполненный, в виде сосуда, Разделенного перегородкой на два отсека, отделен-ых 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 ю" щ и й с я тем,что, с целью расширения динамического диапазона эа счет управления чувствительностью и снижения уровня собственных шумов, в свободном канале установлена 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.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 60 Изобретение относится к приборостроению, в частности к сейсмоприем 4ной аппаратуре,Известен сейсмограФ, содержащийзащитный корпус, внутри которогорасположен чувствительный элемент5с жидкостной инерционной массой,чувствительный элемент выполнен ввиде сосуда, на двух противоположных сторонах которого укреплены электроды, а жидкостная инерционная масса, заполняющая сосуд, представляет собой электролит 1 .Однако у сейсмографа высокийуровень собственных шумов и низкаячувствительность. 15Наиболее близким к предлагаемомуявляется сейсмограф, содержащий:защитный корпус, внутри которогорасположен чувствительный элемент сжидкостной инерционной массой, выполненный в виде сосуда, разделенного перегородкой на два отсека, отделенных от внешней среды двумя упругими мембранами и сообщающихсямежду собой двумя каналами, причем 5в одном из каналов установлены измерительные электрсды, а жидкостнаяинерционная масса является растворомэлектролита, образующего с электродами обратную окислительно-восстановительную электрохимическую систему.Наличие дополнительного канала вперегородке сейсмографа обеспечиваетсущественное повышение чуствительности за счет повышения предельного токаизмерительного катода.Повышение катоднога така происходит из-за возникновения естественноконвективного циркуляционного потокаэлектролита, обусловленного возникновением градиента плотности раствора электролита вблизи измерительныхэлектродов 2Однако сейсмограФ обладает существенными недостатками,Так как возникновение градиентов 45плотности раствора электролита и ихзначения зависят от целого рядафакторов (предельный ток, температура, геометрия объемов электролитаи т.д,) то естественно-коььективное 50течение является неустойчивым, снестабильными значениями параметров.Это обстоятельство является причиной нестабильности чувствительностисейсмографа и возникновения собственных шумов естествснно.:конвективного происхождения. от положения сейсмографа в поле тяжести Земли.Сам процесс возникновения течения вследствие действия указанных выше факторов является неконтролируемым, а режим течения - неуправляемьи.Указанные недостатки могут быть устранены созданием упорядоченного вынужденного течения электролита со скоростью, превышающей локальные значения скорости естественной конвекции.ель 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, обраэуншего с электродами обратимую окислительновосстановительную электрохпмическую систему, в свободном канале установлена 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 устансвке 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 приводит к нежелательному эффекту - подводу повышенной концентрации катионов к катоду и влиянию анодного процесса на процесс управления чувствительностью преобразователя.Устранение этого нежелательного эффекта достигается установкой катода выше по течению, чем анод. При этом катионы повышенной концентрации, выделяющиеся на аноде сносятся гидро- динамическим потоков в свободный от электродов объем электролита, где концентрация выравнивается конвективной и молекулярной диффузией.управление чувствительностью изменением предельного тока при помощи1057911 Составитель М. СпасскийРедактор Е, Лушникова Техред Л,Микеш Коррек тор М. Шароши Заказ 9458/50 Тираж 710 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, )к, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 генера-гора потока, выполненного, 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 рары измеритель ых электродов в том же канале, в О 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 соеды 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 потока,состоящий из плоскопараллель 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 4 О тока в цепи насосных электродов 11 в результате взаимодействия этого тока со скрещенньм полем магнита 12 возникает пондермоторная сила, приводящая к циркуляционному течению электро 45 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 относи" тельно 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 эффектсв, катоды располагаются выше по течению относительно анодов.Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается достижение управления чувствительностью сейсмоприемника и снижения уровня его собственных шумов.