主动电场定位系统的电极材料特性研究.docVIP

 主动电场定位系统的电极材料特性研究# 彭杰纲，王世杰* （电子科技大学自动化工程学院 成都 611731） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：本论文从噪声环境下的稳定性，通电条件下的易腐蚀性以及对目标体的定位效果等方 面，分别对铜电极、钛电极以及参比电极进行了一系列的研究工作，得到如下结论：（1） 铜电极极易受电噪声干扰，在通电条件下极易被腐蚀。（2）钛电极体积小，在通电条件下 短时间内不易被腐蚀，不过在实验过程中电压起伏波动较大。（3）参比电极体积较大，不 过在噪声环境下有较好的稳定性，通电后也不易被腐蚀。 关键词：主动电场，定位，直流激励，电极材料 中图分类号：TH14 A study on material characteristics of electrodes in active electrolocation system PENG Jie-gang, WANG Shi-jie (School of Automation Engineering，University of Electronic Science and Technology of China， Chengdu， 611731) Abstract: From view of the stability in noisy environment, the corrosion under the power condition and the location effect on the target and other aspects, a series of researches on copper electrode, titanium electrode and reference electrode have been done. Conclusions are obtained as follows: (1) copper electrodes are vulnerably interfered by electrical noise and easily corroded under the power condition. (2)Titanium electrodes have small size and under the power condition they are not easy to be corroded in a short time, but have large fluctuations in voltage in the experiment. (3)Though reference electrodes have a large size, they are stable in noisy environments and not easily corroded under the condition of power. Key words: Active electric field, location, direct current excitation, electrode 0 引言 主动电场导航定位的思想源自仿生学研究。自上世纪中期，生物学研究者发现在海洋深 处的暗环境中存活着一种可以通过自身主动发射电场来进行导航定位和捕食的鱼类[1,2]。由 于它们所发出的电场频率很低（不超过 1kHz），幅值很小（在 1V 左右），因此我们称之 为弱电鱼。弱电鱼电场发射器官的放电组织（electric organ discharges 缩写为 EODS）发射的 低频电场可以在一定空间范围内对周围环境中的物体进行定位。主动电场探测器官可以工作 在视觉无效、完全黑暗的凌乱浑浊的环境中[3][4][5]。当环境中有物体存在时，探测电场会 发生变化。弱电鱼发射和接收电场，通过主动电场定位器官获取电场变化的相关信息进行定 位导航[6][7]。 主动电场定位系统通过发射电场并感知反馈电场的信息变化来实现导航定位。因此，为 保证输入输出电场的稳定性，发射和接收端电极的性能就显得尤为重要。在许多研究者的近 期工作中显示，他们可以构建出电场传感系统用以实现水下定位，跟踪以及成像[8-13]。在 他们构建的系统中，大多数使用参比电极。参比电极在电化学噪声环境中的表现十分稳定， 但自身体积较大，不适于用作多电极的成像设备。 基金项目：博士点基金（新教师）（200806141058） 作者简介：彭杰纲(1971-),男,副教授,仿生传感器技术. E-mail: pengjiegang@uestc.edu.cn -1-  本文重点针对三种不同材质的电极进行深入研究，汇总各电极的特性以及适用环境。