[發(fā)明專利]一種用于極地浮冰區(qū)的海洋磁力探測(cè)方法與裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510216300.8
• 申請(qǐng)日: 2015-05-03
• 公開（公告）號(hào): CN104793255B
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉保華;裴彥良;季念迎;劉晨光;華清峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家海洋局第一海洋研究所;國(guó)家深海基地管理中心
• 主分類號(hào): G01V3/40
• 分類號(hào): G01V3/40;B63C11/52
• 代理公司: 青島海昊知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所有限公司37201
• 代理人: 王鐸

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種適用于極地浮冰區(qū)的海洋磁力探測(cè)裝置與方法，屬于地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

常規(guī)海洋磁力探測(cè)通常采用拖曳式磁力儀進(jìn)行探測(cè)，將磁力儀探頭通過(guò)拖纜拖曳于船尾海水中，以獲取地海洋磁場(chǎng)的磁性參數(shù)，通過(guò)對(duì)所獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、成圖來(lái)分析判斷地質(zhì)情況或判斷找礦靶區(qū)的一種方法。常規(guī)海洋磁力探測(cè)，拖曳于海水中的磁力儀探頭與船尾間的距離需要大于3倍船長(zhǎng)，拖曳用電纜采用卡夫拉繩加強(qiáng)拖纜。這種常規(guī)拖曳式磁力測(cè)量適用于絕大部分海域磁力測(cè)量，但在極地浮冰區(qū)這種拖曳式磁力測(cè)量具有很大的風(fēng)險(xiǎn)：浮冰可以輕易地割斷卡夫拉拖纜，導(dǎo)致磁力儀探頭丟失；浮冰撞擊磁力儀探頭也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于極地浮冰區(qū)的海洋磁力探測(cè)裝置與方法，能夠降低浮冰對(duì)設(shè)備安全的威脅，提高極區(qū)磁力探測(cè)效率。

本發(fā)明所述的磁力探測(cè)裝置，包括水下任務(wù)執(zhí)行單元、船上測(cè)控單元、同軸鎧裝纜，所述水下任務(wù)執(zhí)行單元與船上測(cè)控單元通過(guò)同軸鎧裝纜連接；所述水下任務(wù)執(zhí)行單元包括拖體、水下采集控制單元、水下調(diào)制解調(diào)器、傳感器、磁力拖纜、磁力探頭、電源單元；所述船上測(cè)控單元包括甲板采集控制單元、甲板調(diào)制解調(diào)器；所述拖體采用不銹鋼焊接加工，拖體內(nèi)部安裝有控制密封艙、電源密封艙和傳感器，所述水下采集控制單元和水下調(diào)制解調(diào)器安裝在控制密封艙內(nèi)，電源單元安裝于電源密封艙內(nèi)；所述水下采集控制單元為磁力探頭供電，并采集磁力探頭和傳感器信號(hào)；所述水下調(diào)制解調(diào)器將水下采集控制單元采集的數(shù)據(jù)編碼調(diào)制，并通過(guò)同軸鎧裝纜發(fā)送給甲板采集控制單元；所述水下調(diào)制解調(diào)器接收并解碼甲板采集控制單元通過(guò)同軸鎧裝纜發(fā)送的控制命令。

所述甲板采集控制單元，包括采集軟件和計(jì)算機(jī)，用于控制磁力探頭的采樣間隔，實(shí)時(shí)接收、監(jiān)視并存儲(chǔ)磁力數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)。

所述甲板調(diào)制解調(diào)器接收解碼水下采集控制單元采集的數(shù)據(jù)，編碼并發(fā)送甲板采集控制單元通過(guò)同軸鎧裝纜發(fā)送的控制命令。

所述傳感器包括深度傳感器和姿態(tài)傳感器。

所述拖體采用同軸纜直流供電，電源變換單元將甲板直流電源變換為水下采集控制單元和調(diào)制解調(diào)器所需的電壓。

所述磁力探頭為一個(gè)探頭或多個(gè)探頭。

所述磁力探頭是光泵磁力儀、質(zhì)子磁力儀、磁通門磁力儀中的一種或多種。

所述同軸鎧裝纜負(fù)責(zé)牽引拖體，同軸鎧裝纜與拖體之間由承重頭連接。

優(yōu)選地，探測(cè)時(shí)拖體拖曳于船尾海水中，入水深度20m左右，同軸鎧裝纜入水點(diǎn)與船尾水平距離不大于50m，有效避開浮冰干擾。

優(yōu)選地，磁力探頭拖曳于拖體尾部，兩者之間由磁力拖纜連接，磁力拖纜內(nèi)襯卡夫拉繩。

優(yōu)選地，磁力探頭與船尾間的水平距離不小于3倍船長(zhǎng)，避開船體磁場(chǎng)干擾。

優(yōu)選地，磁力探頭與拖體之間水平距離不小于50米，避開拖體磁場(chǎng)干擾。

本發(fā)明所述的磁力探測(cè)方法，包括如下步驟：

（1）將水下任務(wù)執(zhí)行單元連接，磁力探頭連接磁力儀拖纜，磁力儀拖纜連接拖體，拖體連接同軸鎧裝纜；

（2）測(cè)量船在極地浮冰區(qū)保持2kn左右航行，將磁力探頭放入船尾海水中；

（3）磁力儀拖纜隨磁力探頭全部放入海水中，磁力儀拖纜的長(zhǎng)度應(yīng)盡量長(zhǎng)，至少要保證磁力探頭與拖體之間的水平距離不小于50m，避開拖體的磁場(chǎng)干擾；

（4）拖體吊放到船尾海水中，釋放足夠長(zhǎng)度的同軸鎧裝纜，使拖體入水深度20m左右，有效避開浮冰干擾；；

（5）測(cè)量船船速增加到5kn以上，釋放足夠長(zhǎng)度的同軸鎧裝纜，磁力儀拖纜的長(zhǎng)度與同軸鎧裝纜的長(zhǎng)度要足夠長(zhǎng)，保證磁力探頭與船尾之間的距離不小于3倍船長(zhǎng)；

（6）水下執(zhí)行單元供電，與船上測(cè)控單元連接，甲板計(jì)算機(jī)設(shè)置水下控制單元采樣率，命令水下采集控制單元開始工作；

（7）水下采集控制單元為磁力探頭供電，并采集磁力探頭和傳感器信號(hào)，將這些信號(hào)傳輸至甲板采集控制單元；

（8）甲板采集控制單元實(shí)時(shí)接收、監(jiān)視并存儲(chǔ)磁力數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)；

（9）水下調(diào)制解調(diào)器將水下采集控制單元采集的數(shù)據(jù)編碼調(diào)制，并通過(guò)同軸鎧裝纜發(fā)送給甲板采集控制單元；接收并解碼甲板采集控制單元通過(guò)同軸鎧裝纜發(fā)送的控制命令；

（10）甲板調(diào)制解調(diào)器接收解碼水下采集控制單元采集的數(shù)據(jù)，編碼并發(fā)送甲板采集控制單元通過(guò)同軸鎧裝纜發(fā)送的控制命令；

（11）測(cè)量完成后，甲板采集控制單元命令水下采集控制單元停機(jī)；

（12）停止為水下任務(wù)單元供電，回收水下任務(wù)單元。