[發明專利]淺海用大極距海底電場儀

無效

• 申請號: 201210361538.6
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102879829A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 黃松;徐亞;郝天珧;游慶瑜;趙春蕾
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 王澤云

技術領域

本發明屬于地球物理測量領域，具體屬于海洋勘測領域，其涉及一種淺海用大極距海底電場儀。

背景技術

海洋電磁勘探技術是研究海底的重要手段之一，通過采集海底電場信號，反演推斷海底巖層構造的分布規律，已經成為地質勘探的主要方法之一。海底電場信號的測量通常采用間隔一定距離的電極對進行，電極通過測量臂連接到采集電路中。海底電場測量設備需要用船只投放到指定點位，由于船上甲板面積和起吊設備跨度的限制，大的電極距無法實現。目前，國內外幾種典型的海底電場測量裝置，如中國地質大學研制的海底電磁場探測裝置、美國Scripps海洋研究所研制的海底電磁接收裝置以及日本研制的海底電磁場儀，使用的電極距均為10m，比在陸上的布極長度小了一個數量級。理論和實驗均表明海底天然電場是一種微弱的、寬頻隨機信號，容易受到噪音干擾，對信號采集裝置要求甚為苛刻。特別是在淺海或濱海地區，各種人造源產生的噪音嚴重，短的極距無法獲取有效信號。如何提高淺海電場測量裝置的接收靈敏度一直是一個難題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種體積小且輕便，能擴展測量極距，適合淺海區定點測量的淺海用大極距海底電場儀。

為達到上述目的，提供一種淺海用大極距海底電場儀，其包括脫鉤機構、儀器艙、底座、水下電纜、兩個測量電極、釋放器和配重機構；其中儀器艙內部固裝有玻璃艙球，脫鉤機構位于儀器艙頂端，底座位于儀器艙底端；在脫鉤機構與底座之間以拉緊鋼絲固接，將儀器艙固定于底座中，儀器艙中部安裝有一個環狀的安全圈；第一個測量電極固定安裝在安全圈上，第二個測量電極安裝在配重機構上，測量電極通過水下電纜與玻璃艙球內部的數據采集器連接，測量電極的測量極距達到500m；釋放器固定連接在配重機構上；其中脫鉤機構1，用于儀器艙2回收時與底座6分離；儀器艙2，用于為脫鉤機構1提供固定支點，同時為玻璃艙球16提供防護；安全圈3，用于儀器艙結構保護，為外徑55cm、內徑45cm、厚0.6cm的塑料環；拉緊鋼絲4，用于固定脫鉤機構與底座，材質為型號316不銹鋼(316為不銹鋼型號)；鎖緊鏍栓5，用于緊固拉緊鋼絲與底座，材質為316不銹鋼；底座6，用于提供儀器艙2的重力牽引和保護，采用玻璃鋼材料；測量電極7，用于待測淺海區域的電場信號測量；水下電纜8，用于連接兩個測量電極與玻璃艙球內部的數據采集器，并傳導電場信號；釋放器9，用于配重機構10的浮力性質改變和回收；配重機構10，用于將第二個測量電極7牽引下沉至海底；連接纜繩11，用于釋放器9與配重機構10的連接；固定環12，用于將纜繩固定在配重機構10上；環形卡扣13，用于將測量電極7固定；卡線器14，用于水下電纜8與測量電極7連接處的拉力緩沖，防止應力直接作用在測量電極的水密接頭32上。

其中，玻璃艙球頂端固裝有水聲傳感器。玻璃艙球內部裝有固定支架，數據采集器和供電裝置固定安裝在固定支架上。所述固定支架為雙環狀結構；所述測量電極為固態銀-氯化銀電極，共2支構成電極對，外部用多孔塑料封裝；第一個測量電極固裝于儀器艙，通過水下電纜連接到玻璃艙球；第二個測量電極固裝在配重機構上，通過水下電纜連接到玻璃艙球。所述玻璃艙球為13英寸的耐壓空心玻璃球。

優選地，在所述底座的井字形上表面中部固設一圓盤，圓盤的直徑與儀器艙底部外圓相適配；底座下部均勻分布有多個鎖緊螺栓，每個鎖緊螺栓與每根拉緊鋼絲下端可拆卸的固接，通過耐腐蝕拉緊鋼絲與脫鉤機構緊密相連。

優選地，所述兩個測量電極7為固態銀-氯化銀電極，第一個測量電極固裝在儀器艙2上，第二個測量電極固裝在配重機構10上，通過水下電纜8連接到數字采集部件，根據實際需要，測量電極間距可為100-500m。

優選地，利用水對玻璃艙球16的浮力回收所述測量儀器艙2，所述配重機構10通過聲學釋放器9回收。

在本發明的另一方面，提供一種使用淺海用大極距海底電場儀進行海底電場探測的方法，包括步驟：

(1)運載船只通過GPS導航航行至設定測量點位A，進行GPS對鐘，將從衛星上獲取的標準時間信號傳輸給淺海用大極距海底電場儀，然后設定采集時間和參數；

(2)將儀器艙和底座投放入海，入水后儀器艙受底座重力牽引，自由下沉至海底；

(3)運載船只按照向設定方位向測量點位B航行，行程中不斷將水下電纜投放入海水中；

(4)運載船只到達設測量點位B后將配重機構和釋放器投放入海；

(5)淺海用大極距海底電場儀按照設定的時間和參數進行淺海電場信號采集；