STM32电化学地质检测

1万 · 2020-1-11 18:35

地震检波器是一种采集地震数据的仪器，随着高精度地震勘探和高分辨率
地震数据采集的出现，采用新的检测原理、性能更高的新型检波器进入地震勘
探领域，更加适用于地震勘探的需求。电化学地震检波器是一种基于电化学原
理的新型地震传检波器，采用液体作为惯性质量体，因具有抗冲击性强、灵敏
度高、噪声低以及低频特性好等属性而备受关注。目前实验室研制成功的的电
化学地震检波器成本较高、频率特性较差、制作过程复杂，没有被广泛应用。
为了能够进一步改善现有的电化学地震检波器的性能，使其应用领域得到全面
扩展，本文对电化学地震检波器的敏感元件以及检测电路进行了研究和设计。

1万 · 2020-1-11 18:36

首先根据电化学地震检波器的工作原理，在COMSOL仿真软件中建
立检波器的仿真模型和敏感元件的结构模型，仿真分析了敏感元件的结构对电
化学地震检波器的灵敏度及热噪声的影响，从而得到了更加理想的敏感元件结
构参数并降低了制作成本。其次，为了改善检波器的频率特性从而使检波器能
够更加准确地采集振动信号，本文采用ST公司的芯片S TM32F3 73 CC作为核心
控制器设计了电化学地震检波器的检测电路对其进行数字化处理，围绕主控芯
片完成了前置放大电路、电源电路和主控模块电路原理图、PCB的设计以及电
路的制作，编写了信号处理程序分别对其幅频和相频响应进行校正，根据单片
机程序中复数乘法的功能描述给出了信号处理系数的计算公式，通过上位机将
处理系数下载到检测电路中完成了信号的处理。

1万 · 2020-1-11 18:36

2015年，Agafonov对基于电极上反应动力学的Nernst-Plank方程和边界条
件进行了修正，利用碘离子对流扩散方程和拉普拉斯电位分布方程提出了一种
新的四电极电化学电池电流理论模型，将其作为运动参数传感器的敏感元件，
基本上可用于更复杂的电极几何结构。2016年，Agafonov对四电极电化学电池
中的电荷转移进行了分析建模，并将其作为运动传感器的传感元件，结果表明
当阴极间距离大于阴极和相邻阳极之间的距离时，装置的灵敏度显著增加。

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