RU2055352C1 - Кондуктометрический датчик колебаний - Google Patents
Кондуктометрический датчик колебаний Download PDFInfo
- Publication number
- RU2055352C1 RU2055352C1 RU93008172/25A RU93008172A RU2055352C1 RU 2055352 C1 RU2055352 C1 RU 2055352C1 RU 93008172/25 A RU93008172/25 A RU 93008172/25A RU 93008172 A RU93008172 A RU 93008172A RU 2055352 C1 RU2055352 C1 RU 2055352C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- measuring electrodes
- case
- channel
- sensitive element
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Использование: при тензометрических измерениях, сейсморазведке, в инженерной сейсмологии. Сущность изобретения: чувствительный элемент датчика выполнен в виде полого герметичного корпуса, закрытого с торцов упругими мембранами. Он состоит из двух полостей, соединенных каналом, в котором расположены электроды, перекрывающие сечение канала и параллельные между собой и оси чувствительности, их с обеих сторон охватывают противоэлектроды. Полость корпуса заполнена токопроводящей жидкостью. Чувствительный элемент жестко закреплен в защитном корпусе, причем его надмембранные полости с помощью соединительного канала в кожухе свободно сообщаются друг с другом. Измерительные электроды и противоэлектроды выполнены из химически инертного материала. Токопроводящей жидкостью является электрохимическая редокс-система. 2 з. п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение предназначено для регистрации колебаний, преимущественно инфранизких частот, и может быть использовано при тензометрических измерениях и при исследовании на нфранизких частотах водной среды, верхних слоев атмосферы в сейсморазведке, инженерной сейсмологии, изучении землетрясений и цунами.
Известный кондуктометрический датчик, пригодный для регистрации инфранизких частот и тензометрии, представляет собой микроскопически однородное тело с электронной проводимостью, изменяющее свое сопротивление при разовом или периодическом изменении внешнего давления. Для регистрации изменения сопротивления тела в нем расположены два измерительных электрода. Тело выполнено литым из органического полимера, содержащего сопряженные ковалентные связи.
Недостатком этого датчика следует признать низкую точность измерений, связанную с большим временем релаксации сопротивления тела.
Изобретение представляет собой кондуктометрический датчик с ионной проводимостью, действие которого основано на изменении сопротивления электролита вблизи поверхности измерительных электродов, обусловленном внешними механическими колебаниями.
На фиг.1 изображен датчик в разрезе; на фиг.2 показано взаимное расположение электродов датчика.
Чувствительный элемент кондуктометрического датчика механических колебаний (КДМК) представляет собой устройство, цилиндрический корпус 1которого выполнен из химически стойкого материала (например, фторопласта) и герметично закрыт с торцовых сторон упругими мембранами 2 из химически стойкого эластичного полимерного материала (например, резины из фторкаучука). Корпус представляет собой две полости, соединенные друг с другом каналом 3. В канале вблизи друг от друга расположены два измерительных электрода (катоды К1 и К2) 4, которые полностью перекрывают его сечение. Предпочтительно в качестве измерительных электродов использовать диски в виде сплетенной сетки. Канал и измерительные электроды формируют ось чувствительности датчика, причем измерительные электроды располагаются в канале так, чтобы быть параллельными относительно друг друга, а также параллельными оси чувствительности датчика. Измерительные электроды с обеих сторон охватываются противоэлектродами (аноды А1 и А2) 5. Все электроды выполнены из химически стойкого проводящего материала (например, из металла платиновой группы). Внутренняя полость датчика заполнена токопроводящей жидкостью электролитом 6 (например, водным раствором иодистого калия с небольшой добавкой иода), при этом измерительные электроды, противоэлектроды и электролит образуют обратимую окислительно-восстановительную систему (редокс-систему). Чувствительный элемент датчика может быть жестко закреплен в защитном кожухе 7, причем для выравнивания давления в надмембранных пространствах 8 в нем выполнен специальный канал 9, обеспечивающий свободное сообщение обеих надмембранных полостей между собой. Датчик включается в электрическую цепь постоянного тока с напряжения порядка 0,5 В.
В отсутствие внешних механических колебаний через датчик течет фоновый ток. Внешнее механическое воздействие приводит к колебаниям электролита относительно измерительных электродов, благодаря чему происходит изменение подводимого к ним количества электроактивного вещества. В связи с этим изменяется электрическое сопротивление в приэлектродной области и в фоновом токе появляется переменная составляющая, частота которой соответствует частоте внешнего механического воздействия, а амплитуда пропорциональна амплитуде этого воздействия. Эта переменная составляющая фонового тока и является выходным сигналом датчика.
Из опыта практической работы следует, что упругость мембран, расстояние между электродами и характеристики электролита не могут быть охарактеризованы каким-либо диапазоном величин, так как в зависимости от характеристик регистрируемых колебаний, а также качества регистрирующей аппаратуры вышеупомянутые величины могут принимать практически любые значения.
Проверка работоспособности датчика проводилась на нескольких макетах, изготовленных в ИЭЛ РАН. Корпус чувствительного элемента этих макетов выполнен из фторопласта 4, мембраны из резины на основе фторкаучука СКФ-26 с акустической емкостью 10-10 , измерительные электроды из платиновой сетки с размером ячейки 40х40 мкм и гидравлическим сопротивлением 109 , в качестве электролита использован водный раствор 2 н КI + 0,1 н I2, защитный корпус выполнен из силумина.
Датчики устанавливались на подвижной платформе вибростенда, которой задавались низкочастотные сейсмические колебания. Для проведения испытаний использовалась следующая аппаратура: низкочастотный вибростенд СЭХ-1, генератор шума, макеты КДМК, электрическая схема включения КДМК, быстродействующий самописец И-338.
Испытания проводились следующим образом. В отсутствие колебаний подвижной платформы записывался фоновый сигнал от КДМК. Затем подвижной платформе вибростенда задавались низкочастотные колебания и на самописце И-338 производилась синхронная запись сигнала как от контрольной катушки вибростенда, так и от КДМК. На фиг.3 приведена осциллограмма полученных записей, из которой видно, что обе записи идентичны.
Можно отметить ряд преимуществ вышеуказанного датчика перед приборами аналогичного назначения, основанными на других физических принципах: малые габариты и масса, высокая чувствительность в области инфранизких частот, высокая коррозионная стойкость, возможность использования одного и того же датчика в любой пространственной ориентации без переделок и переналадок, независимость чувствительности от ухода нуль-пункта. Благодаря указанным преимуществам, эти датчики могут быть весьма эффективно использованы в автономных скважинных системах в сейсмологии и сейсморазведке, при изучении землетрясений и цунами, при инфранизкочастотных исследованиях водной среды и т. д.
Claims (3)
1. КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК КОЛЕБАНИЙ, содержащий чувствительный элемент с двумя измерительными электродами, отличающийся тем, что он содержит два противоэлектрода, охватывающие измерительные электроды с обеих сторон, и заполняющую внутреннюю полость герметичного корпуса токопроводящую жидкость, образующую с измерительными электродами и противоэлектродами электрохимическую редокссистему, чувствительный элемент выполнен в виде закрытого с торцов упругими мембранами полого герметичного корпуса, состоящего из двух полостей, соединенных каналом, формирующим с измерительными электродами ось чувствительности к механическим ускорениям, измерительные электроды выполнены проточными, перекрывающими сечение канала, и параллельными как между собой, так и оси чувствительности.
2. Датчик колебаний по п.1, отличающийся тем, что чувствительный элемент жестко закреплен в защитном кожухе, причем его надмембранные полости с помощью соединительного канала в кожухе свободно сообщаются друг с другом.
3. Датчик колебаний по п.1, отличающийся тем, что измерительные электроды и противоэлектроды выполнены из химически инертного материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93008172/25A RU2055352C1 (ru) | 1993-02-11 | 1993-02-11 | Кондуктометрический датчик колебаний |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93008172/25A RU2055352C1 (ru) | 1993-02-11 | 1993-02-11 | Кондуктометрический датчик колебаний |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93008172A RU93008172A (ru) | 1995-02-27 |
RU2055352C1 true RU2055352C1 (ru) | 1996-02-27 |
Family
ID=20137169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93008172/25A RU2055352C1 (ru) | 1993-02-11 | 1993-02-11 | Кондуктометрический датчик колебаний |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2055352C1 (ru) |
-
1993
- 1993-02-11 RU RU93008172/25A patent/RU2055352C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 3469441, кл. G 01N 27/02, 1969. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9300409B1 (en) | Rotational electrochemical seismometer using magnetohydrodynamic technology and related methods | |
Riedesel et al. | Limits of sensitivity of inertial seismometers with velocity transducers and electronic amplifiers | |
Zaitsev et al. | Frequency response and self-noise of the MET hydrophone | |
RU2650839C1 (ru) | Низкочастотный векторный акустический приемник | |
Leugoud et al. | Second generation of a rotational electrochemical seismometer using magnetohydrodynamic technology | |
US2837082A (en) | Accelerometer | |
RU2055352C1 (ru) | Кондуктометрический датчик колебаний | |
Usher et al. | The design of miniature wideband seismometers | |
CN109781335B (zh) | 一种基于电化学原理的自发电型压力传感器及其制备方法 | |
CN113777348B (zh) | 一种动电极式电化学惯性传感器 | |
RU2237913C1 (ru) | Сейсмометр | |
RU1841276C (ru) | Электромеханическое устройство для измерения механических величин | |
RU2162598C2 (ru) | Кондуктометрический датчик угловых колебаний | |
US3810083A (en) | Self-righting geophone | |
US3646814A (en) | Pressure detector | |
RU2152044C1 (ru) | Датчик параметров механических колебаний | |
Kotowski et al. | Electrocapillary elements. I. Electrocapillary acceleration meters with electrolyte, especially in a gel form | |
US3116635A (en) | Full wave pressure detector | |
Zaitsev et al. | AModel of Temperature Dependence of the Amplitude-Frequency Response of a Molecular Electronic Sensor Based on a Water-Alcohol Solvent | |
RU93008172A (ru) | Кондуктометрический датчик колебаний | |
RU2517812C1 (ru) | Молекулярно-электронный акселерометр | |
US3227932A (en) | Electrochemical touch detector | |
SU514243A1 (ru) | Электрохимический акселерометр | |
SU1154447A1 (ru) | Скважинный уровнемер | |
IE780645L (en) | Seismic detector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050212 |