CN106507950B - 一种在试验水池中激励水下均匀电场的供电电极设计方法 - Google Patents
一种在试验水池中激励水下均匀电场的供电电极设计方法Info
- Publication number
- CN106507950B CN106507950B CN201218002908.8A CN201218002908A CN106507950B CN 106507950 B CN106507950 B CN 106507950B CN 201218002908 A CN201218002908 A CN 201218002908A CN 106507950 B CN106507950 B CN 106507950B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- current
- current electrode
- under water
- electrode
- electric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
一种在试验水池中激励水下均匀电场的供电电极设计方法，属于水下电场传感器校准技术领域。其特征是：选用钛基金属氧化物作为供电电极材料，供电电极采用网状结构，菱形网眼两条对角线长度分别为25mm和50mm，网眼厚度为0.89mm，供电电极上电流注入点共4个，位于供电电极两条对角线上，分别距对角线顶点1/4对角线长，注入点引出20cm长的钛导电片，钛导电片一端焊接到网状电极，另一端与连接电缆水密连接。本发明的效果和益处是，供电电极选用导电性好、极化倾向小的钛基金属氧化物材料，采用网状结构以及四点电流注入方式，可以提高试验水池中水下电场的均匀性和均匀区的大小，保证水下电场传感器校准的精度。
Description
技术领域
本发明属于水下电场传感器校准技术领域，涉及到一种在试验水池中激励水下均匀电场的供电电极设计方法，特别涉及到一种基于网状结构、采用四点电流注入方式的供电电极设计方法。
背景技术
水下电场传感器是舰船水下电场测试的关键部件。水下电场传感器在使用过程中，由于其前端测量电极和后端电路引起的电位偏移以及非金属密封壳体引起的水下电场畸变会造成水下电场传感器测量值与真实电场值存在一定的偏差，进而影响到舰船水下电场测试结果的准确性和可靠性。水下电场传感器校准主要用于消除上述因素对水下电场测量的影响，其基本原理是利用板状或者网状金属电极在非金属试验水池中激发具有一定尺度均匀区的水下电场，将水下电场传感器置于试验水池水下电场均匀区内进行测量，获得水下电场传感器的校准系数。利用该系数对水下电场传感器测量数据进行修正，可消除密封壳体引起的水下电场畸变以及测量电极电位偏移等影响，保证舰船水下电场的测量精度。由此可见，试验水池中激发水下电场的均匀性以及均匀区的大小是评估水下电场传感器校准系统工作性能的关键技术指标。水下电场传感器校准系统主要由稳流电源、供电电极、高精度电流表、试验水池以及海水电导率计等部分组成，其中供电电极是水下电场传感器校准系统的重要组成部分，用于向试验水池试验溶液中注入电流，进而在试验水池中部产生均匀分布的电场。供电电极材料、尺度、结构以及电流注入方式等参数直接影响到试验水池中水下电场的空间分布，合理、科学设计供电电极可以提高试验水池中水下电场均匀性和均匀区的大小。目前国内对水下电场传感器校准技术研究较少，只是初步提出了采用板状供电电极或者网状供电电极激励水下均匀电场的思路，但是对供电电极材料选择、具体结构以及电流注入点的数量和布置方式等影响水下电场均匀性的具体技术问题尚未开展研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种在试验水池中激励水下均匀电场的供电电极设计方法，解决水下电场传感器校准系统中供电电极材料选择、结构设计问题。
本发明技术方案是：选用钛基金属氧化物作为供电电极材料，该材料具有导电性好和极化倾向小的特点，可以保证供电电极表面电位分布的均匀性，并抑制供电电极与试验水池试验溶液界面之间存在双电层电容效应，进而提高其激励水下电场的均匀性，另外钛基金属氧化物还具有较强的抗海水腐蚀性，在高盐度试验溶液中溶解速度慢，因此具有较长的使用寿命；供电电极采用网状结构，菱形网眼两条对角线长度分别为25mm和50mm，网眼厚度为0.89mm，网状供电电极在DC～5Hz频段的双电层电容效应要明显弱于板状供电电极，另外网状供电电极网眼越小，其激励水下电场均匀性越好，在水下电场均匀区内激励的水下电场幅值与板状供电电极一致，因此从研制难度和成本方面考虑，网状结构更适用于水下电场传感器校准系统的供电电极；供电电极采用四点电流注入方式，即供电电极上电流注入点共4个，位于供电电极两条对角线上，分别距对角线顶点1/4对角线长，电流注入点引出20cm长的钛导电片，钛导电片一端焊接到网状电极上，另一端与连接电缆水密连接。通过数值计算和实验室试验发现，选用上述4点电流注入方式可以使供电电极表面的电位分布更加均匀，其激励水下电场的均匀性要明显优于单点电流注入或两点电流注入方式。
本发明的效果和益处是：供电电极选用导电性好、极化倾向小的钛基金属氧化物材料，采用网状结构以及四点电流注入方式，可以提高供电电极表面电位的均匀性，进而提高其在试验水池中激发水下电场的均匀性和均匀区的大小，保证水下电场传感器校准的精度。
附图说明
图1是供电电极示意图。
图中：1菱形网眼；2电流注入点；3钛导电片；4连接电缆。
图2是供电电极在试验水池中安装以及与水下电场传感器校准系统仪器设备连接示意图。
图中：1非金属试验水池端面；2供电电极；3连接电缆；4稳流电源；5六位半电流表；6滑动变阻器；7试验溶液。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
第一步：供电电极材料的选择
供电电极采用钛基金属氧化物材料，成分符合美国材料与试验协会ASTM标准B265gradel，该材料基材为钛，在钛上涂敷氧化铱IrO2和氧化钽Ta2O5的混合氧化物，涂层厚度不小于1μm，钛基材的电阻率为0.00000056Ω·m。
第二步：供电电极结构设计
供电电极外形为矩形，尺寸为6m×2m，供电电极采用网状结构，网眼为菱形，其中菱形网眼的两条对角线长度分别为25mm和50mm，网眼厚度为0.89mm。
第三步：供电电极电流注入点数量和布置方式
供电电极电流注入点共4个，位于供电电极两条对角线上，分别距对角线顶点1/4对角线长，注入点引出20cm长的钛导电片，钛导电片宽度为12.7mm，厚度为0.9mm，钛导电片一端焊接到网状电极上，另一端与连接电缆水密连接。连接电缆最大通电电流不小于10A，外皮为橡胶材料，长度不小于20m。
第四步：供电电极固定方式
水下电场传感器校准系统共包括两只供电电极，分别固定在非金属试验水池两个端面上，其尺度与试验水池端面尺度一致，覆盖整个端面。供电电极安装时要保证两只网状供电电极的网眼在试验水池长边方向上严格对齐，水平和垂直偏差不大于10mm。
第五步：供电电极与稳流电源连接方式
供电电极通过4条连接电缆分别与稳流电源正、负极相连接，在4个分支回路上分别串联1只六位半电流表和1只滑动变阻器，通过调节各连接电缆上滑动变阻器的电阻使供电电极各电流注入点上的注入电流相同。
Claims (1)
1.一种在试验水池中激励水下均匀电场的供电电极设计方法，其特征是：选用钛基金属氧化物作为供电电极材料；供电电极外形为矩形，尺寸为6m×2m，采用网状结构，菱形网眼两条对角线长度分别为25mm和50mm，网眼厚度为0.89mm；供电电极上电流注入点共4个，位于供电电极两条对角线上，分别距对角线顶点1/4对角线长，电流注入点引出20cm长的钛导电片，钛导电片宽度为12.7mm，厚度为0.9mm，钛导电片一端焊接到网状电极，另一端与连接电缆水密连接；两只供电电极分别固定在非金属试验水池两个端面上，其尺度与试验水池端面尺度一致，覆盖整个端面，安装时要保证两只网状供电电极的网眼在试验水池长边方向上严格对齐，水平和垂直偏差不大于10mm；供电电极通过4条连接电缆分别与稳流电源正、负极相连接，在4个分支回路上分别串联1只六位半电流表和1只滑动变阻器，通过调节各连接电缆上滑动变阻器的电阻值使供电电极各电流注入点上的注入电流相同。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201218002908.8A CN106507950B (zh) | 2012-07-20 | 2012-07-20 | 一种在试验水池中激励水下均匀电场的供电电极设计方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201218002908.8A CN106507950B (zh) | 2012-07-20 | 2012-07-20 | 一种在试验水池中激励水下均匀电场的供电电极设计方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106507950B true CN106507950B (zh) | 2014-06-25 |
Family
ID=58359142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201218002908.8A Active CN106507950B (zh) | 2012-07-20 | 2012-07-20 | 一种在试验水池中激励水下均匀电场的供电电极设计方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106507950B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112083369A (zh) * | 2019-06-12 | 2020-12-15 | 中国船舶重工集团公司第七六研究所 | 一种基于板状结构的纳伏级信号源产生方法 |
-
2012
- 2012-07-20 CN CN201218002908.8A patent/CN106507950B/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112083369A (zh) * | 2019-06-12 | 2020-12-15 | 中国船舶重工集团公司第七六研究所 | 一种基于板状结构的纳伏级信号源产生方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kampouris et al. | A new approach for the improved interpretation of capacitance measurements for materials utilised in energy storage | |
| Zimmermann et al. | A high-accuracy impedance spectrometer for measuring sediments with low polarizability | |
| Ramos et al. | A four-terminal water-quality-monitoring conductivity sensor | |
| CN102279316B (zh) | 多孔介质中天然气水合物电阻率测量传感器 | |
| CN202693686U (zh) | 一种水产养殖水体电导率传感器 | |
| CN101699226B (zh) | 一种可用于非满管流量测量的电磁流量计 | |
| CN102980630B (zh) | 一种智能数字电容液位传感器 | |
| CN106507950B (zh) | 一种在试验水池中激励水下均匀电场的供电电极设计方法 | |
| JP2012132794A (ja) | 土壌水分計及び土壌水分測定方法 | |
| CN102305817A (zh) | 监测输水管道腐蚀与防护用多功能探头 | |
| CN103424629B (zh) | 一种测试氧化石墨烯溶液阻抗的简易方法 | |
| CN1560569A (zh) | 永磁小口径流量计 | |
| JP2011141255A (ja) | 抵抗変化式液面レベル計 | |
| CN202166630U (zh) | 监测输水管道腐蚀与防护用多功能探头 | |
| RU107859U1 (ru) | Электромагнитный преобразователь расхода | |
| Yan et al. | An electrode polarization impedance based flow sensor for low water flow measurement | |
| CN203965301U (zh) | 一种电化学测试探头 | |
| WO2009157773A1 (en) | Method and system for determination of coating performance | |
| Kubo et al. | Numerical electric field analysis of power status sensor observing power distribution system taking into account measurement circuit and apparatus | |
| Bera et al. | Study of the effect of excitation frequency on electrode polarization impedance-type flow transducer | |
| CN104075987A (zh) | 一种电化学测试探头 | |
| CN201965112U (zh) | 高精度海水盐度测量装置 | |
| CN203299164U (zh) | 一种恒温多电极电解池 | |
| Vorotyntsev et al. | Primary and secondary distributions after a small-amplitude potential step at disk electrode coated with conducting film | |
| CN115698644A (zh) | 用于测量油连续流中流速的流量计 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR03 | Grant of secret patent right | ||
| GRSP | Grant of secret patent right | ||
| DC01 | Secret patent status has been lifted | ||
| DCSP | Declassification of secret patent |