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(hào)探測(cè)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(xué)檢波器是一種新型的地震檢波器,近些年來在低頻信號(hào)探測(cè)領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。電化學(xué)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(dòng)信號(hào)的激勵(lì)下,反應(yīng)腔內(nèi)部電解液由于慣性作用而發(fā)生流動(dòng),導(dǎo)致敏感芯體電極處的離子濃度分布發(fā)生變化,進(jìn)而引起輸出電流的變化,通過測(cè)量輸出的電流即可實(shí)現(xiàn)對(duì)外部振動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)。相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)電類地震檢波器具有體積小、抗沖擊性強(qiáng)、靈敏度高、低頻特性好等優(yōu)點(diǎn)。但在實(shí)際應(yīng)用中,電化學(xué)檢波器的工作溫度受限于反應(yīng)腔內(nèi)部電解液的沸點(diǎn)與凝固點(diǎn),且溶液粘度和離子擴(kuò)散系數(shù)隨溫度呈指數(shù)性變化。當(dāng)環(huán)境溫度變化較大時(shí),電化學(xué)檢波器的性能參數(shù)將會(huì)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(xué)檢波器的輸出特性隨溫度變化的規(guī)律,對(duì)電化學(xué)檢波器的實(shí)際應(yīng)用具有重要的參考價(jià)值。本文通過仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究了溫度變化對(duì)電化學(xué)檢波器的性能影響特性,主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:（1）根據(jù)電化學(xué)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(chǎng)理論... 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(xué)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(xué)檢波器敏感芯體的仿真模型，在此應(yīng)用 COMSOLMultiphysics 多元物理場(chǎng)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(chǎng)選擇、參數(shù)設(shè)置、網(wǎng)格剖分、仿真計(jì)算、結(jié)果分析處理。為方便對(duì)模型參數(shù)的調(diào)整及縮短仿真計(jì)算的時(shí)間，本文建立的電化學(xué)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(xué)模型，本文仿真時(shí)物理場(chǎng)采用三次電流分布（能斯特-普朗克方程）與不可壓縮層流場(chǎng)的耦合。其中應(yīng)用層流場(chǎng)完成對(duì)電化學(xué)反應(yīng)腔內(nèi)部電解液的流動(dòng)狀態(tài)的描述，能斯特-普朗克方程完成對(duì)電化學(xué)反應(yīng)腔內(nèi)部電解液微觀離子的運(yùn)動(dòng)描述，如圖 3.2 所示。

第 3 章 電化學(xué)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(duì)敏感芯體陰陽(yáng)極材料的設(shè)置，在層流場(chǎng)中完成對(duì)流屬性的設(shè)置并添加激勵(lì)信號(hào)，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(hào)：3310348