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−+%%+%%0(23%,0(/%0/(%,78∗0∃),−∋−%(0∃%∋/0∃2(3%0∋)+,012.)∗3,243),6%∃∋(5%42彻,%2&−∋(%,9/99+%%44)%)%∗%:2442/(%+%%0(23%,0(/%0/(%,∋∗3244%(,,2&%%/(;%,∋∗3%&−)()%∋+42(&/+∋%。�20∃0∃%0∃%2(:∋∗30∃%−(∋%60)%%,∃210∃∋00∃%<∋(∋++%+%+%%0(23%,2/(%%=>&2(%−(∋%0)%∋+,1∃)+%0∃%%?−8≅)2∗1)(%2/(%%∃∋,∋∃)5∃%(%44)%)%∗%:。前台对海洋地震勘探来说,电火花震源是一种较好的脉冲震源。它有许多特点,例如,有较宽的频谱,其频率可从每秒几周延伸到每秒几十千周,重复激发效率高,重复性好,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效应,如Α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。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。放电间隙Χ置于放电室中,其结构如图Ε所示。为了用高速摄影机拍摄气泡的运动过程,在放电室壁开有一个价ΓΦ&&的摄影窗口,在和摄影窗垂直方向的两侧壁上还各开一个功==≅&&的照明窗,各有一个Η7Ι仟瓦的照明设备。放电室内盛有盐水用以摸拟海水,含盐量为Γ7>ϑ。为了减少放电室壁对放电后所产生气泡的影响,放电室可做得大些。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。Λ子一价不毛几仁Μ‘Μ、Μ价二不#’+宁ΝΛ8∀Γ图=放电回路原理图#一主电容器组Ο瓦一控制开关ΟΠ一回路电感ΟΧ一放电间隙Ο∀一分流器Ο∀Α、∀Α一分压器图=、高压电极Ο火花放电的放电室布置示意图低压电极,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。弧道可以是柱形或球形,其温度可高达几万度。弧道表面的一薄层液体被气化。此时,输人电弧的功率可高达=ΦΙ一=ΦΔ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惯性的缘故,弧道和气泡的膨胀受阻而产生高压,于是形成初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Θ即胀缩一次所需时间Ρ!刀和脉冲压力持续时间丁有关,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...
