地震勘探法是獲取地球內(nèi)部構(gòu)造信息的常用方法,隨著勘探深度的不斷加大,要求地震檢波器應(yīng)具有優(yōu)異的低頻信號探測能力。以分子-電子感應(yīng)技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的電化學檢波器是一種新型的地震檢波器,近些年來在低頻信號探測領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。電化學檢波器采用液態(tài)的電解液作為慣性質(zhì)量體,在外部振動信號的激勵下,反應(yīng)腔內(nèi)部電解液由于慣性作用而發(fā)生流動,導(dǎo)致敏感芯體電極處的離子濃度分布發(fā)生變化,進而引起輸出電流的變化,通過測量輸出的電流即可實現(xiàn)對外部振動信號的檢測。相對于傳統(tǒng)機電類地震檢波器具有體積小、抗沖擊性強、靈敏度高、低頻特性好等優(yōu)點。但在實際應(yīng)用中,電化學檢波器的工作溫度受限于反應(yīng)腔內(nèi)部電解液的沸點與凝固點,且溶液粘度和離子擴散系數(shù)隨溫度呈指數(shù)性變化。當環(huán)境溫度變化較大時,電化學檢波器的性能參數(shù)將會發(fā)生改變,從而影響采集數(shù)據(jù)質(zhì)量的可靠性。研究電化學檢波器的輸出特性隨溫度變化的規(guī)律,對電化學檢波器的實際應(yīng)用具有重要的參考價值。本文通過仿真與實驗相結(jié)合的方法,研究了溫度變化對電化學檢波器的性能影響特性,主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:（1）根據(jù)電化學檢波器的結(jié)構(gòu)及工作原理,建立了其敏感芯體的多物理場理論... 

【文章來源】：吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

敏感芯體結(jié)構(gòu)示意圖

上述理論方程的建立中存在許多參數(shù)，其中涉及的仿真參數(shù)及具體數(shù)值設(shè)定如表（3.1）所示。3.4 電化學檢波器敏感芯體仿真模型的建立完成上述理論建模后，即可建立電化學檢波器敏感芯體的仿真模型，在此應(yīng)用 COMSOLMultiphysics 多元物理場仿真軟件完成模型的建立與仿真。仿真流程包括建立仿真模型、多元物理場選擇、參數(shù)設(shè)置、網(wǎng)格剖分、仿真計算、結(jié)果分析處理。為方便對模型參數(shù)的調(diào)整及縮短仿真計算的時間，本文建立的電化學檢波器敏感芯體模型為二維結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述所建立的敏感芯體數(shù)學模型，本文仿真時物理場采用三次電流分布（能斯特-普朗克方程）與不可壓縮層流場的耦合。其中應(yīng)用層流場完成對電化學反應(yīng)腔內(nèi)部電解液的流動狀態(tài)的描述，能斯特-普朗克方程完成對電化學反應(yīng)腔內(nèi)部電解液微觀離子的運動描述，如圖 3.2 所示。

第 3 章 電化學檢波器性能受溫度影響仿真研究真模型建立的過程中完成對敏感芯體陰陽極材料的設(shè)置，在層流場中完成對流屬性的設(shè)置并添加激勵信號，在三次電流分布（能斯特普朗克方程）中定義電緣、零流量等邊界條件。本文所建立的敏感芯體仿真模型結(jié)構(gòu)如圖 3.3 所示。


本文編號：3310348