[發明專利]基于主動電場的水下目標侵入異常測量系統及方法

有效

• 申請號: 202110027907.7
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112379447B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 呂浩宇;曹晉濱;王劍軒
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08
• 代理公司: 北京航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11668
• 代理人: 黃川;史繼穎

1.基于主動電場的水下目標侵入異常測量系統，其特征在于，包括主動場陣列和系統控制中心（14），其中，

所述主動場陣列包含一個主動場陣列首單元（10）、一個主動場陣列尾單元（11），N-2個主動場陣列中間單元（12），所有單元等間距排列，間距D和單元總數N符合下式：

其中，N為主動場陣列單元總數；D為單元之間的間距，單位為m；L為陣列總長度，單位為m；l為最小待測量目標的長度，單位為m，c₁為無量綱經驗系數，取值范圍為5-50；

所述主動場陣列首單元（10）和所述主動場陣列尾單元（11）均包含一個激勵電極（5）和一對電場傳感器（6），其中一個電場傳感器與激勵電極都安裝在激勵電極底座（71）上，另一個電場傳感器單獨安裝在電場傳感器底座（72）上，成對的電場傳感器能夠測量兩個傳感器位置之間的電位差；

每個所述主動場陣列中間單元（12）包含一個激勵電極（5）和兩對電場傳感器（6），兩對電場傳感器（6）各有一個電場傳感器位于激勵電極的兩端，三者都安裝在激勵電極底座（71）上，其他兩個電場傳感器分別單獨安裝在另外兩個電場傳感器底座（72）上，成對的電場傳感器能夠測量兩個傳感器位置之間的電位差；

每個激勵電極底座（71）上安裝的激勵電極（5）和電場傳感器（6）之間的距離不小于1m；

系統控制中心（14）包括數據處理工作站、電壓數采系統和照明場電源，其中，數據處理工作站用于全面控制電壓數采系統和照明場電源的工作，實時下載采集數據，運行信號處理程序自動提取目標信號，發出預警；電壓數采系統用于實時采集所有電場傳感器感應的電場信號，照明場電源為程控電源，通過程序控制電源輸出波形、頻率、電壓或電流；

所述激勵電極（5）通過激勵電極電纜（9）連接至與之一一對應的所述照明場電源的輸出端，每對電場傳感器（6）采集的電位信號通過電場傳感器電纜（8）連接至與之一一對應的所述電壓數采系統的采集輸入通道；在電纜鋪設共路徑的地方，所有電纜捆成束狀，避開激勵電極底座（71）和電場傳感器底座（72）鋪設于水底，跟隨水底地形起伏鋪設，不可懸空；電場傳感器電纜（8）和激勵電極電纜（9）的鋪設間距不小于1m。

2.根據權利要求1所述的基于主動電場的水下目標侵入異常測量系統，其特征在于，所述激勵電極（5）為圓柱筒網狀鈦基釕銥涂層電極，菱形網孔對角線的最大長度為3-10mm，激勵電極總表面積與相應同尺寸鈦板圓柱筒表面積之比大于1，鈦網厚度為1-5mm，釕銥涂層厚度1-10μm，激勵電極（5）的直徑和高度相等，符合下式：

其中，為激勵電極直徑，不小于0.2m；c₂為經驗系數，取值為0.1-0.95，單位為m/A^1/2；I為激勵電流最大幅值，單位為A；c₃為經驗系數，取值為0.11-0.66，單位為A/m。

3.根據權利要求2所述的基于主動電場的水下目標侵入異常測量系統，其特征在于，所述主動場陣列首單元（10）和所述主動場陣列尾單元（11）中的激勵電極底座（71）的長度不小于，單位m；所述主動場陣列中間單元（12）中的激勵電極底座（71）的長度不小于，單位m；所有激勵電極底座（71）采用平板型結構，鋼筋混凝土澆筑成型；所有激勵電極底座（71）的寬度不小于，單位m。

4.根據權利要求2或3所述的基于主動電場的水下目標侵入異常測量系統，其特征在于，所述激勵電極底座（71）的厚度符合下式：

其中，為激勵電極底座的厚度，單位m；c₄為無量綱經驗系數，取值為0.011-0.15；為激勵電極底座的最長尺度，單位m。