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1、海洋电火花震源的电极结构左公宁摘要。海洋电火花震源未用两种放电形式和多种电极结构本文对两种放电形式作,,了详细的论述对四种电极结构的气泡效率作了对比得出了一些曲线和经。,,验公式理论和实践都表明平行电极放电震源比较实用而爆炸丝放电震源效。率较高!∀#!!∃%&∋()∗%%+%%之()%,−∋(./,%,012.)∗3,243),%∃∋(5%42(&∋∗3&/+0)6−+%%+%%(2%,0(/%0/(%,7,∋%(0%∋/2(%0∋,02,,6038∗0∃)−−∃0∃3)+1.)∗3243)%∋(5%42,%2∋(%,9/99+%%44)
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3、,。好操作方便对海洋污染小等等用这种震源得到的地震资料和其它海洋勘探震源所,,。,得的资料相比波组特征更为清楚深层资料也有改善因此进一步研究电火花震源的。特性是很必要的当‘”,储存在电容器中的电能迅速向水中的间隙释放时可以在水中产生多种物理,Α、、。,效应如力效应声效应光效应及其它综合效应放电所产生的冲击压力以及随,,。后的气泡压力的衰减形成放电的声效应这便是电火花震源的工作原理本文着重研。究作为电火花震源的四种电极结构的放电过程及气泡过程试验装置,。为了对震源的放电过程和气泡过程进行研究专门建立了一套试验装置所使用的。,放电回路原理如图=所示
4、主电容器组#充电后经由控制开关Β向水间隙Χ作脉冲,。。、、放电即可用作电火花震源主电容器组是由=Δ台=>仟伏Ε微法和Ε台>仟伏。=>Φ微法电容器组成利用分流器和分压器可以拍摄放电间隙的电流和电压波形。放电Λ不毛几Χ,。子一间隙置于放电室中其结构如图Ε所示‘价、价,为了用高速摄影机拍摄气泡的运动过程在仁ΜΜΜ’二#+宁ΝΛ8Γ不∀ΓΦ,放电室壁开有一个价&&的摄影窗口在和摄影窗垂直方向的两侧壁上还各开一个==≅&&,Η7Ι功的照明窗各有一个仟瓦的照明。,图=回路原理图设备放电室内盛有盐水用以摸拟海水放电ΟΓ7>。#一主电容器组Ο瓦一控制开关含盐量
5、为ϑ为了减少放电室壁对放电Π一回路电感ΟΧ一放电间隙Ο,。后所产生气泡的影响放电室可做得大些∀一Ο∀Α、∀Α一分流器分压器高压电极的下端裸露面置于水面下Κ>Φ&&,。处其余部分有绝缘被覆图火花放电的放电室布置示意图,,=、高压电极Ο低压电极由四根裸铜棒组成按正方形顶点分布两种放电形式的分析电,。,容器对水中的间隙放电一般有两种放电形式一种是人们所熟知的电弧放电另一种。称为火花放电电孤放电当控制开关被击穿后,电容器的电压迅速加到水间隙上,电能使水间隙的水或金属、、,。丝加热气化电离而击穿并形成具有高温等离子体通道的电弧放电弧道可以是柱,。弧。,形
6、或球形其温度可高达几万度道表面的一薄层液体被气化此时输人电弧的功ΙΔ,。率可高达=Φ一=Φ瓦它使弧道截面和气泡都迅速向外膨胀由于水的压缩性很小和,,于是形成初惯性的缘故弧道和气泡的膨胀受阻而产生高压始速度为每秒几十米的。。高压波向外传播随后出现一个由气泡压力维持的持续时间在几毫秒的压力脉冲在这,、。,、过程中则向外输出机械能光能和热能电弧燃烧几百微秒后便熄灭而高温高压,,。气泡仍继续向外膨胀同时继续向外传输能量气泡内的温度和压力则不断下降当内,,,。部压力和外部压力相等时由于惯性原因气抱仍继续向外膨胀于是开始形成负压,,气泡直径膨胀到某一最大值
7、后就变为向内收缩的运动气抱内的水分子也不断冷凝成。,,为液体当收缩气泡的直径接近最小值时则开始形成第二次压力脉冲然后又再次膨,。,。胀压力也随之下降在本装置的试验中气泡的胀缩循环只进行了一次当电容器储,,,。能较大时这种循环可进行多次然后才破碎消失输出声能振幅的频谱与胀缩周期刀丁,Θ即胀缩一次所需时间Ρ!和脉冲压力持续时间有关其振幅也与脉冲压力的幅值。有关气泡、,、。内的主要成份是过热水蒸汽金属粒子和离子以及由水分解的氢氧离子,、。,在气泡的胀缩过程中水蒸汽和氢氧离子不断冷凝和复合成为液态水所以当电极,,。浸入水面下一定深度时在水面上只可看到逸
8、出的少许气泡但看不到水家水间隙的、。电流电压波形如图Γ所示尸严一叫阅、图Γ电弧放电的电流电压示波图,“”,由图Γ可见其开始的斜线段是能量泄漏阶段Θ这部
