電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器的噪聲研究
加速度E+E傳感器作為一種非常重要的E+E傳感器，廣泛應(yīng)用于地震監(jiān)測(cè)、物探等眾多領(lǐng)域當(dāng)中。對(duì)于目前市場(chǎng)上主流的加速度E+E傳感器而言，配備固體質(zhì)量塊的加速度E+E傳感器在所有種類的加速度E+E傳感器中占據(jù)著非常大的比例。但是對(duì)于低頻和超低頻加速度信號(hào)的測(cè)量應(yīng)用當(dāng)中，帶有固體質(zhì)量塊的加速度E+E傳感器具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、抗干擾性低以及造價(jià)昂貴等缺點(diǎn)。

電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器的噪聲研究
與配備固體質(zhì)量塊的加速度E+E傳感器相比，一種以電解液作為液體質(zhì)量塊的電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器（Electrochemical Seismic Sensor）在低頻信號(hào)的測(cè)量過(guò)程中有著非常大的優(yōu)勢(shì)。將主要對(duì)電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器的噪聲特性進(jìn)行研究，按照E+E傳感器各類噪聲的產(chǎn)生機(jī)理將電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器的噪聲分為靜態(tài)噪聲和動(dòng)態(tài)噪聲這兩種類別。為了能夠更好地抑制各類噪聲并提高電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器輸出信號(hào)的信噪比，有必要對(duì)各類噪聲及其對(duì)E+E傳感器的影響因素進(jìn)行進(jìn)一步地研究。因此，的核心內(nèi)容如下：所需研究的電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器有著較為復(fù)雜的電化學(xué)過(guò)程，所以在對(duì)E+E傳感器噪聲特性進(jìn)行探究的過(guò)程中，需要將電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器的輸出信號(hào)和噪聲信號(hào)進(jìn)行解耦。為此，建立了等效電路模型對(duì)電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器中的一系列復(fù)雜過(guò)程進(jìn)行抽象。在提出電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器低頻信號(hào)等效電路模型的同時(shí)，也會(huì)通過(guò)三維多物理場(chǎng)的數(shù)字仿真對(duì)模型中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行確定，由此可以將電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器中的電化學(xué)參數(shù)、各部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)與等效電路模型中的各部分參數(shù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)，從而更好地完成電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器向等效電路的抽象處理。對(duì)電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器腔體內(nèi)的靜態(tài)噪聲進(jìn)行了分析。通過(guò)構(gòu)建E+E傳感器靜態(tài)噪聲模型能夠?qū)⒘黧w動(dòng)態(tài)模型和電解液自然對(duì)流噪聲模型進(jìn)行結(jié)合，由此來(lái)對(duì)電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器敏感芯片內(nèi)的單通道模型進(jìn)行研究。通過(guò)觀察單個(gè)微通道內(nèi)電解液的流速分布情況可以發(fā)現(xiàn)，由自然對(duì)流現(xiàn)象引發(fā)的E+E傳感器靜態(tài)噪聲和E+E傳感器敏感芯片的幾何尺寸設(shè)計(jì)非常相關(guān)。對(duì)于不同的幾何尺寸設(shè)計(jì)方案，都會(huì)對(duì)E+E傳感器中的自然對(duì)流現(xiàn)象有著一定程度上的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)以及相應(yīng)的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)圓形敏感芯片微通道截面設(shè)計(jì)要比矩形敏感芯片微通道截面設(shè)計(jì)具有更低的對(duì)流噪聲，該結(jié)果能夠?yàn)殪o態(tài)噪聲的抑制提供有效的方法。不僅要對(duì)E+E傳感器處于靜態(tài)時(shí)產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行研究，還要對(duì)E+E傳感器處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)噪聲進(jìn)行研究。主要從反應(yīng)腔電解液在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下不斷沖擊敏感芯片zui外側(cè)絕緣層產(chǎn)生的入口/出口效應(yīng)入手，通過(guò)對(duì)電解液的湍流-層流混疊現(xiàn)象的建模，將這一現(xiàn)象導(dǎo)致的動(dòng)態(tài)噪聲進(jìn)行深入研究。

電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器的噪聲研究
通過(guò)不斷地實(shí)驗(yàn)，提出了對(duì)該類噪聲的有效抑制方法。zui后，研究了電化學(xué)振動(dòng)E+E傳感器兩側(cè)的彈性膜結(jié)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)整個(gè)E+E傳感器動(dòng)態(tài)特性的影響，從而指導(dǎo)整個(gè)E+E傳感器在制備過(guò)程中能夠更好地對(duì)動(dòng)態(tài)噪聲進(jìn)行有效抑制。