[實(shí)用新型]組合式海洋電場(chǎng)傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420866630.2
• 申請(qǐng)日: 2014-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204330896U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃松;游慶瑜;郝天珧;徐亞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所
• 主分類號(hào): G01R29/12
• 分類號(hào): G01R29/12
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于地球物理測(cè)量領(lǐng)域，具體屬于海洋勘測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種組合式海洋電場(chǎng)傳感器。

背景技術(shù)

海洋電磁技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用源于探測(cè)儀器及傳感器組件的發(fā)展，其中關(guān)鍵傳感器部件之一即為高靈敏度的電場(chǎng)傳感器。海洋環(huán)境中進(jìn)行電場(chǎng)測(cè)量面臨的一個(gè)突出問(wèn)題就是信號(hào)太弱。受海水低阻層影響，電磁場(chǎng)信號(hào)隨水深增加迅速衰減，相比陸地測(cè)量，在海底進(jìn)行電場(chǎng)探測(cè)需要將探測(cè)靈敏度提高1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。理論上，增大電場(chǎng)傳感器之間的距離能提高海底電場(chǎng)探測(cè)能力，但在實(shí)際工作中受到海上作業(yè)船只和環(huán)境限制，大極距測(cè)量往往無(wú)法實(shí)現(xiàn)且成本很高。在對(duì)微弱海洋電場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行探測(cè)時(shí)，降低傳感器的本底噪聲是迫切需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

海底電磁場(chǎng)探測(cè)中重點(diǎn)關(guān)注低頻段(0.0001-10Hz)，電極的1/f噪聲直接決定了儀器的電場(chǎng)探測(cè)能力。由于1/f噪聲與電極的表面積直接相關(guān)，因此通過(guò)增加電極的表面積可降低該噪聲。目前的海洋電場(chǎng)傳感器通常采用單體銀-氯化銀電極，為了達(dá)到低的1/f噪聲目標(biāo)，通過(guò)提高電極的尺寸面臨兩個(gè)難題。首先由于大尺寸電極的一致性難以保證，導(dǎo)致成品率低；同時(shí)，典型的銀-氯化銀電極需要使用大量的貴金屬材料，在使用過(guò)程中若出現(xiàn)問(wèn)題需要整體更換，使用成本較高。因此，如何在降低海洋電場(chǎng)傳感器自噪聲的同時(shí)降低使用成本是一個(gè)難題。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足及問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種自噪聲低、使用成本低的組合式海洋電場(chǎng)傳感器。

依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，提供一種組合式海洋電場(chǎng)傳感器，其包括：

數(shù)據(jù)采集站1，用于采集和存儲(chǔ)電場(chǎng)信號(hào)；

數(shù)據(jù)傳輸裝置2，用于將電極16、26檢測(cè)的電場(chǎng)信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集站1；

電極艙3、4，用于安裝水密接插口5和固定電極16、26；

水密接插口5，用于連接電極16、26；

電極16、26，用于檢測(cè)電場(chǎng)信號(hào)。

其中，所述數(shù)據(jù)采集站包括耐壓艙、采集器模塊、水聲通訊模塊、電源模塊，實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)信號(hào)采集、存儲(chǔ)及控制功能；耐壓艙是高強(qiáng)度合金材料或者是耐壓玻璃艙球；采集器模塊包括測(cè)量與控制電路、內(nèi)部時(shí)鐘以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡；水聲通訊模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集站1的遠(yuǎn)程交互與控制；電源模塊由電池包組成。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置2為高強(qiáng)度無(wú)磁性管材支架，內(nèi)部固定水密電纜。

優(yōu)選地，數(shù)據(jù)傳輸裝置2長(zhǎng)度可變化，通過(guò)水密電纜將電場(chǎng)信號(hào)傳遞到數(shù)據(jù)采集站1。

優(yōu)選地，包括至少兩個(gè)電極艙3、4，每?jī)蓚€(gè)電極艙3、4構(gòu)成一對(duì)，測(cè)量一個(gè)分量的電場(chǎng)，電極艙3、4的位置和距離可變動(dòng)，電極艙的數(shù)量可增加。

進(jìn)一步地，電極艙3、4艙體由絕緣材料或者是表面經(jīng)過(guò)絕緣處理的材料制成，艙體不封閉，艙體內(nèi)部能與海水導(dǎo)通。

優(yōu)選地，電極艙3、4艙體內(nèi)部包含至少兩個(gè)水密接插口5。

優(yōu)選地，所述的電極16、26是銀-氯化銀電極或者鈦材料電極。

使用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，可以具有以下有益效果：

1、本實(shí)用新型提供的這種組合式海洋電場(chǎng)傳感器，解決了現(xiàn)有海洋電場(chǎng)傳感器低頻自噪聲高、使用成本高等問(wèn)題。

2、本實(shí)用新型提供的這種組合式海洋電場(chǎng)傳感器，成對(duì)的電極艙內(nèi)含有多個(gè)電極，這些電極通過(guò)水密接插口連接在一起，形成并聯(lián)式結(jié)構(gòu)，提高了電極與海水的有效接觸面積，降低了低頻段的1/f噪聲。

3、本實(shí)用新型提供的這種組合式海洋電場(chǎng)傳感器，通過(guò)重新分組和匹配使得電極能重復(fù)利用，降低了使用成本。

附圖說(shuō)明

圖1為依照本實(shí)用新型的兩個(gè)電極組的組合式海洋電場(chǎng)傳感器原理圖，有兩個(gè)電極組，可測(cè)量一個(gè)分量的電場(chǎng)；

圖2為依照本實(shí)用新型的四個(gè)電極組的組合式海洋電場(chǎng)傳感器原理圖，有四個(gè)電極組，可測(cè)量?jī)蓚€(gè)分量的電場(chǎng)；

圖3為依照本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)采集站結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型提供一種組合式海洋電場(chǎng)傳感器，其包括：

數(shù)據(jù)采集站1，用于采集和存儲(chǔ)電場(chǎng)信號(hào)；

數(shù)據(jù)傳輸裝置2，用于將電極16、26檢測(cè)的電場(chǎng)信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集站1；