[發(fā)明專利]單側(cè)橫向地磁模擬線圈測量感應(yīng)磁場Ziy的方法

有效

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• 申請日: 2018-03-19
• 公開（公告）號: CN108489514B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張杰;陸震;張云;陳征峰;吳飛;徐浩宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七0四研究所
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C21/08
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;徐穎

本發(fā)明涉及一種單側(cè)橫向地磁模擬線圈測量感應(yīng)磁場Ziy的方法，單側(cè)橫向地磁模擬線圈敷設(shè)于XC站單碼頭上，磁傳感器陣列鋪設(shè)在XC站標(biāo)準(zhǔn)測量深度水下，計算機(jī)控制高精度地磁模擬電源給單側(cè)橫向地磁模擬線圈通電或不通電，計算機(jī)采集磁傳感器陣列各種情況下磁場值，計算得到地球磁場沿艦船橫向作用時，標(biāo)準(zhǔn)測量深度艦船感應(yīng)產(chǎn)生的橫向感應(yīng)磁場Ziy。通過單碼頭敷設(shè)單側(cè)地磁模擬線圈，實現(xiàn)模擬地磁場測量橫向感應(yīng)磁場Ziy，突破了模擬地磁場測量Ziy工程應(yīng)用于雙碼頭的局限性，對以后XC場站的建設(shè)提供新的思路，特別是對于目前單碼頭或無碼頭XC站的升級改造，極大提高了工程建設(shè)的費(fèi)效比。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁信號測試技術(shù)，特別涉及一種單側(cè)橫向地磁模擬線圈測量橫向感應(yīng)磁場Ziy的方法。

背景技術(shù)

鋼質(zhì)艦船在地球磁場作用下，就會產(chǎn)生感應(yīng)磁場，橫向感應(yīng)磁場Ziy（地球磁場沿艦船橫向作用時，艦船感應(yīng)產(chǎn)生的磁場）是艦船在XC站進(jìn)行磁性處理時所必須得到的磁場分量，橫向感應(yīng)磁場Ziy目前測量方法有以下兩種：

1)調(diào)向測量法——屬于傳統(tǒng)的方法，不敷設(shè)模擬線圈，通過E-W調(diào)向測量得到的；

2)地磁模擬法——目前普遍采用的技術(shù)，通過在雙碼頭XC站敷設(shè)左、右對稱地磁模擬線圈，模擬產(chǎn)生均勻地磁場，進(jìn)而通過測量分解，最終計算得到橫向感應(yīng)磁場Ziy。

如圖1所示模擬地磁場測量艦船橫向感應(yīng)磁場Ziy示意圖，在艦船左、右舷外側(cè)繞地磁模擬線圈，通過給地磁模擬線圈通電模擬產(chǎn)生模擬的地磁場，進(jìn)而測量得到橫向感應(yīng)磁場Ziy。

通過模擬地磁場測量橫向感應(yīng)磁場Ziy，取代了傳統(tǒng)E-W調(diào)向測量，不僅減少了XC作業(yè)勞動強(qiáng)度，而且縮短了XC作業(yè)周期，提高了XC站的XC保障能力。

由于雙側(cè)橫向地磁模擬線圈磁場均勻區(qū)較大，模擬地磁場測量橫向感應(yīng)磁場Ziy主要應(yīng)用于雙碼頭XC站，如圖2所示為XC站整體結(jié)構(gòu)圖，橫向地磁模擬線圈敷設(shè)在碼頭框架或立柱上，在雙碼頭內(nèi)任一航向即可完成感應(yīng)磁場Ziy的測量，目前該技術(shù)已應(yīng)用于雙碼頭的XC站，且通過了實船試驗驗證，使用效果較好。

現(xiàn)有技術(shù)是通過在雙碼頭XC站敷設(shè)左、右地磁模擬線圈，經(jīng)通電產(chǎn)生一定均勻磁場作用于艦船上，等效于地磁場，獲取Ziy，滿足工程需要。優(yōu)點是可以不用調(diào)向，但對于單碼頭的站，僅能敷設(shè)一側(cè)的線圈，無法產(chǎn)生均勻的磁場，故國內(nèi)尚未有實現(xiàn)利用單側(cè)橫向地磁模擬線圈測量感應(yīng)磁場Ziy。

由于單碼頭無法敷設(shè)左右對稱的地磁模擬線圈，在有限的敷設(shè)尺寸空間內(nèi)，其磁場的均勻區(qū)較小，使用現(xiàn)有技術(shù)方法測量得到的感應(yīng)磁場Ziy效果較差，無法滿足工程使用要求，急需研究針對單側(cè)地磁模擬線圈測量Ziy的新方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對現(xiàn)在艦船橫向感應(yīng)磁場Ziy測試方法不適用于單碼頭類XC站的問題，提出了一種單側(cè)橫向地磁模擬線圈測量感應(yīng)磁場Ziy的方法，通過敷設(shè)單側(cè)橫向地磁模擬線圈，在單碼頭內(nèi)實現(xiàn)滿足工程需要的感應(yīng)磁場Ziy測量方法，對以后XC站的建設(shè)提供新的思路，特別是對于目前單碼頭或無碼頭XC場站的升級改造，在實現(xiàn)模擬地磁場測量感應(yīng)磁場Ziy功能的同時，提高工程建設(shè)的費(fèi)效比。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種單側(cè)橫向地磁模擬線圈測量感應(yīng)磁場Ziy的方法，具體包括如下步驟：

1）搭建測試系統(tǒng)：包括單側(cè)橫向地磁模擬線圈、高精度地磁模擬電源、磁傳感器陣列及計算機(jī)，單側(cè)橫向地磁模擬線圈敷設(shè)于XC站單碼頭上，磁傳感器陣列：鋪設(shè)在XC站標(biāo)準(zhǔn)測量深度水下，計算機(jī)控制高精度地磁模擬電源給單側(cè)橫向地磁模擬線圈通電或不通電，計算機(jī)采集磁傳感器陣列各種情況下磁場值，計算得到標(biāo)準(zhǔn)測量深度地球磁場沿艦船橫向作用時，艦船感應(yīng)產(chǎn)生的橫向感應(yīng)磁場Ziy；

2）艦船左右對稱的測量方法：

2.1）在艦船進(jìn)XC站前，且線圈不通電的情況下，讀取磁傳感器測量值H₀左、H₀右；