[發明專利]一種雙艙球組合式海底電磁儀

有效

• 申請號: 201610630239.6
• 申請日: 2016-08-03
• 公開（公告）號: CN105974480B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 王肅靜;游慶瑜;郭永剛;趙劍陽;張妍;黃松;簡逸云;徐錫強
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所;中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 北京申翔知識產權代理有限公司11214
• 代理人: 艾晶

技術領域

本發明涉及地球物理領域，具體為海底探測領域，其涉及一種雙艙球組合式海底電磁儀，其適用于長期海底電磁探測的需要。

背景技術

在陸地上，電磁法已成為一種成熟的地球物理方法，特別適用于地震方法分辨不清而電磁方法優勢明顯的區域，包括碳酸鹽礁脈、巖丘、火山巖覆蓋、海底永久凍土帶等，能夠很好的給出地球內部電性結構。由于海洋內部環境復雜，對儀器性能要求高，電磁法長期沒有進入到海洋探測領域。隨著電磁理論的發展與海洋儀器的進步，近年來海洋電磁法發展迅速，成為除海洋地震法之外另一項重要的地球物理手段。

與陸地相比，海洋環境具有以下幾個特點，海水是高導液體且具有動能，海洋內部壓力高且海底很難接近，海底高頻信號衰減強烈等，這些都對電磁探測儀器提出了嚴格要求，海洋電磁探測是一項對海洋水聲定位、低噪聲采集、儀器密封、儀器工作時長及穩定性、海洋回收等要求極高的高新探測技術。

上世紀60年代開始，國際上一些地球物理專家開始了海洋電磁場理論的研究和相關儀器的研發工作，但只是簡單的將陸地上大地電磁技術移植到海洋領域，并沒有專用的海洋電磁探測設備，失敗率高。80年代初開始到90年代早期海洋電磁法的研究與發展進步很快，得到了質的飛躍，美國、日本都研制出了專用的海洋電磁探測裝備。其特點是使用至少兩個以上的儀器艙，體積大、重量居高不下，對儀器的投放回收要求很高，需要利用長臂吊車等大型機械輔助投放，設備回收過程中還需進行輔助回收，施工作業困難，工作效率低。

中國專利申請00254754.6公布了一種五分量海底大地電磁儀，采用了多浮球加儀器箱體的結構，盡可能地減少海水阻力及推力,保證下沉過程中姿態平衡,解決儀器在海底靜態下工作等問題。該五分量海底大地電磁儀的特點是：玻璃艙球僅作為浮球使用，采集部分放置在儀器箱體之中，優點是重心低，電極臂長度可達10米并保持裝置整體穩定，但是整機過重，空氣中約700千克，操作不便。

中國專利申請201510494522.6公開了一種便攜的單艙球高集成海底電磁儀，采用單艙球的一體化結構，磁探頭外置，有效減少艙內元件對其產生的磁干擾，使測量數據更精確。集成電場測量和磁場測量、記錄功能，減少儀器投放數量，電極臂可伸縮拆卸，可旋轉豎起，并可在投放入海后展開放平；能夠自主沉放及起浮，并易于投放和定向。該便攜的單艙球高集成海底電磁儀的特點是：艙球提供浮力同時裝載采集裝置，體積小操作簡便，同時存在重心不穩、不能采用較長極臂，電池空間小、工作時間短等問題。

為了提供結構更簡單、工作穩定、適合長期海底電磁探測的海底電磁采集設備，需要對現有技術進行改進。

發明內容

為了解決現實需要，本發明公開一種雙艙球組合式海底電磁儀，針對現有技術的不足，提供一種結構簡單、工作穩定、適合長期海底電磁探測的雙艙球組合式海底電磁儀以滿足海洋地球物理調查的需求。

為達到上述目的，發明的技術解決方案如下。

一種雙艙球組合式海底電磁儀，可同時探測三分量磁場信號和兩分量電場信號；該雙艙球組合式海底電磁儀由海底信號采集基站13、電極臂9、電極12構成；其中海底信號采集基站13包括雙艙球、脫鉤機構1、沉耦架3。雙艙球由內部玻璃艙球16和外部保護殼5組成。雙艙球采用垂直組合結構，上艙球為水聲控制艙球2，下艙球為電磁采集艙球4，水聲控制艙球2頂部安置脫鉤機構1；電磁采集艙球4內置方向傳感器29、姿態傳感器30，工作時記錄雙艙球組合式海底電磁儀在海底的方位、傾斜角度信息。

海底信號采集基站13是雙艙球組合結構，艙球上下垂直固定，上艙球為水聲控制艙球2，水聲控制板24固定在水聲控制艙球2內部上方，水聲控制板24包括水聲信號處理模塊22、GPS模塊21、數傳模塊20、閃光燈模塊23。下方放置可充電鋰電池27與一次性鋰電池26，水聲控制艙球2設有充電接口15。下艙球為電磁采集艙球4，電磁采集艙球4頂部設置電極線纜集線盒28，電磁信號采集器17固定在電磁采集艙球4上方，可充電鋰電池33與磁傳感器34固定在電磁采集艙球4下方。

磁傳感器34為磁通門傳感器，放置在電磁采集艙球4底部，固定在電池盒19下方，電池盒19內部放置可充電鋰電池33。電池盒19上方放置電磁屏蔽板18，電磁屏蔽板18上方放置固定支架25，電磁信號采集器17固定在固定支架25上。