[實用新型]一種低噪聲船舶軸頻電場測量系統

有效

• 申請號: 201320328964.X
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN203422423U
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 熊露;姜潤翔;龔沈光;張伽偉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G01R29/00
• 分類號: G01R29/00
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 劉洪京

技術領域

本實用新型涉及軸頻電場測量技術領域，具體地，涉及一種低噪聲船舶軸頻電場測量系統。?

背景技術

電場是除聲場、磁場和水壓場之外又一明顯的船舶物理場特征，按其形成的原因可分為靜電場、軸頻電場、諧波電場和感應電場等。?

船舶在海水中航行時，不同金屬之間產生的電化學腐蝕電流、以及由外加電流陰極保護（ICCP）系統產生的防腐電流，會在船舶周圍形成準靜電場信號，該信號在螺旋槳的調制下會產生軸頻電場信號，該信號因具有頻率特征明顯、傳播距離遠和不可避免等特點，可被應用于船舶主軸系的故障診斷以及水中目標的定位跟蹤。?

例如，可以利用電偶極子模擬軸頻電場的信號特征，分別研制基于PC104和NI采集卡的電場采集系統，并分別利用所研制的系統在海上和實驗室中成功測得了船舶和船模的軸頻電場信號，但由于所研制的系統存在噪聲和功耗較大的問題，且測量系統是基于拖電纜方式進行測量的，在高海況下，存在危險性大的問題。?

在實現本實用新型的過程中，發明人發現現有技術中至少存在噪聲大、功耗大和危險性大等缺陷。?

發明內容

本實用新型的目的在于，針對上述問題，提出一種低噪聲船舶軸頻電場測量系統，以實現噪聲小、功耗小和危險性小的優點。?

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種低噪聲船舶軸頻電場測量系統，包括依次連接的電場傳感器、信號調理電路和數據采集系統。?

進一步地，所述電場傳感器，包括用于測量海水中三個正交方向兩點間電位差的4個測量電極和1個參考電極；所述4個測量電極包括位于坐標原點的第1電極，分別位于坐標原點的三個正交方向即X方向、Y方向和Z方向、且能夠分別和第1電極組成相應方向電場測量電極對的第3電極、第4電極和第2電極；所述1個參考電極?包括第5電極；所述第5電極為參考電極，靠近第3電極設置，并與信號調理電路的地線連接。?

進一步地，所述第1電極、第2電極、第3電極、第4電極和第5電極，均為全固態Ag/AgCl電極。?

進一步地，所述信號調理電路，包括依次連接在電場傳感器與數據采集系統之間的前置放大電路、濾波電路、二次放大電路和電平轉換電路。?

進一步地，所述前置放大電路，主要包括低噪聲儀表放大器AD624。?

進一步地，所述濾波電路，主要包括串聯設置的1個8階低通有源濾波器和1個2階高通有源濾波器。?

進一步地，所述1個8階低通有源濾波器和1個2階高通有源濾波器，均采用巴特沃茲結構。?

進一步地，所述電平轉換電路，包括加法電路。?

進一步地，所述數據采集系統，主要包括分別與所述信號調理電路連接的3片24位低噪聲AD轉換芯片AD7799，分別與所述3片24位低噪聲AD轉換芯片AD7799連接的低功耗MSP430F2618單片機為微處理機，以及與所述低功耗MSP430F2618單片機為微處理機連接的記錄單元。?

進一步地，所述記錄單元包括SD卡。?

本實用新型各實施例的低噪聲船舶軸頻電場測量系統，由于包括依次連接的電場傳感器、信號調理電路和數據采集系統，可以在水下連續測量和記錄1600h的數據；從而可以克服現有技術中噪聲大、功耗大和危險性大的缺陷，以實現噪聲小、功耗小和危險性小的優點。?

本實用新型的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。?

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。?

附圖說明

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。在附圖中：?

圖1為軸頻電場的產生原理示意圖；?

圖2為低噪聲船舶軸頻電場測量系統的工作原理示意圖；?

圖3為測量電極的分布示意圖；?

圖4為防射頻干擾濾波電路的電氣原理示意圖；?

圖5為低噪聲船舶軸頻電場測量系統的自噪聲波形圖；?

圖6a-圖6c為實測電場分布（深度10cm）圖；?

圖7a-圖7c為實測電場分布（深度15cm）；?

圖8a-圖8c為實測電場分布（正橫距30cm）；?

圖9a-圖9c為實測電場分布（正橫距35cm）；?

圖10a-圖10f為低噪聲船舶軸頻電場測量系統的電氣原理示意圖。?

具體實施方式