碳纤维海洋电场电极探测机理和性能研究

基于提出的碳纤维电极对海洋电场探测机理模型,通过在信号放大器两端并联放电电阻,提高碳纤维电极对极差的稳定性,同时缩短稳定时间。建立了匀强电场,以评估不同大小的并联电阻对碳纤维电极对探测性能的影响。研究结果表明,输入电阻越小,电极对的极差越小和自噪声稳定越快;电极对极差稳定时间不大于2 h,稳定后的极差不大于0.1 mV,自噪声水平在1 Hz下处于2~5 nV/[KF(]Hz[KF)]之间。     

石墨烯对Ag/AgCl电极水下电场探测性能的影响研究

利用石墨烯制备新型Ag/AgCl电极,开展其电化学性能及探测性能研究。通过对表面结构表征、电极极差、幅频响应、自噪声、极化曲线、吸水量和扫描振动电极等进行测试,分析石墨烯的加入及其含量对Ag/AgCl电极探测性能的影响规律。研究发现：相对于Ag/AgCl电极,石墨烯-Ag/AgCl电极极差稳定时间短、极差小、电化学性能好,适用于快速部署测量;石墨烯含量不同,对于改变Ag/AgCl电极与溶液界面接触性质有不同的作用机制：石墨烯含量为1%时主要表现在提高电极的孔隙率、增大比表面积;石墨烯含量为3%时主要表现在改善电极表面均匀性、加速溶液介质渗透。不同的作用机制是导致不同石墨烯含量Ag/AgCl电极电化学性能差异的主要原因。     

碳纤维海洋电场电极响应特性分析

使用T700碳纤维制备了海洋电场探测电极,采用减小放大电路输入阻抗的方式提高电极的稳定性能,减少电极的稳定时间。对不同质量碳纤维电极的电化学性能和探测性能进行表征,分析影响碳纤维电极响应特性的因素。结果表明,比表面积对电极的响应性能影响较大,比表面积越大,电极的电容性能越好,在低频处的系统阻抗越小,电极响应增益越大。     

Ag/AgCl和碳纤维海洋电场电极的探测特性研究

使用烧结法制备了Ag/AgCl固态不极化海洋电场电极,利用聚丙烯腈碳纤维T300制备了电容型海洋电场电极。研究了不极化电极和电容型电极探测海洋电场的原理,提出了两种电极的使用方法并研究了其探测性能。使用电化学工作站对两种电极进了循环伏安测量和电极对极差跟踪;使用低频低噪声放大器对两种电极的自噪声稳定速度和大小进行对比测量;在自制水槽中测试了两种电极在不同频率下的响应性能。试验结果表明两种电极均可测量1 m Hz以上的交变海洋电场;相比于Ag/AgCl电极,碳纤维电极具有极差小和自噪声稳定速度快的特点;稳定后两种电极的自噪声均为1 n V/√Hz@1 Hz。