[發明專利]一種基于失真率的海洋電場傳感器性能檢測方法及系統

有效

• 申請號: 202110263328.2
• 申請日: 2021-03-11
• 公開（公告）號: CN113030826B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 付玉彬;韓永康;孫久哲;許嘉威;宰學榮;張伽偉;程錦房;姜潤翔
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學;中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種海洋電場傳感器性能檢測方法及系統，該方法包括：獲取待測海洋電場傳感器的響應曲線；所述響應曲線為在外加電場信號時測得的所述待測海洋電場傳感器的時間?電勢曲線；根據所述響應曲線計算失真率；根據所述失真率確定所述待測海洋電場傳感器的響應準確度。本發明通過對失真率的量化比較以確定海洋電場傳感器的響應準確度，從而提高對海洋電場傳感器性能的檢測的準確度。

技術領域

本發明涉及海洋電場傳感器技術領域，特別是涉及一種基于失真率的海洋電場傳感器性能檢測方法及系統。

背景技術

近年來，天然源電磁法和人工可控源法等以水下電場為信號源的海洋探測新技術得到迅速發展。但由于海水對高頻電磁波有較強的吸收作用，海洋以低頻微弱電場信號為主，例如船艦靜電場信號和軸頻信號。因此，電場傳感器在海洋電磁探測中扮演重要角色。

電場傳感器是將周圍電場信號轉化為電場傳感器的電壓信號，通過電壓信號變化反演周圍電場變化。工作時，兩個相同的電場電極配對使用，當電極接觸溶液時，電極表面的極性基團和活性位點吸附溶液中帶相反極性的離子，形成電極/溶液雙電層結構。穩態情況下，兩電極之間存在電勢差ΔV₁，當兩電極之間存在電場時，溶液中離子在電場力驅動下遷移，離子富集在電極表面就會改變雙電層結構，進而電極電位發生變化，配對電極產生一個新的電位差ΔV₂，而外界的電場變化就可以通過計算ΔV₂與ΔV₁的差值反演推算得出。

海洋電場傳感器可分為兩大類，即可逆電極和極化電極。可逆電極包括以Cu/CuSO₄、Pb/PbCl₂、Ag/AgCl等為主要材料的電極，它們有統一的特點，即交換電流密度大，不容易極化。它們的電極電勢與溶液中的相關離子濃度有關，符合Nernst電化學方程，其中Ag/AgCl電極具有高穩定性、高響應精度等特點而被廣泛使用。極化電極以碳纖維電極為代表，還包括碳氣凝膠、鉑黑、金電極等，該種電極通過表面與溶液雙電層結構的變化反應外界電場變化。

電場傳感器對外界電場響應曲線是判斷其性能優劣最直接也是最重要的手段，響應曲線相對發射信號漂移越嚴重，則電場傳感器對信號源的響應越不準確。

目前分析電場傳感器響應曲線的漂移現象沒有統一的方法，其中常見的方法有兩種，一種是直接觀察法，此種方法是將電極的響應曲線和信號源曲線繪制在一張圖中直接比較，此種方法由很多不足之處，1、信號源為電流值，響應曲線為電壓值，二者只能進行曲線形狀上的對比，不能進行數值上的對比，2、僅直接觀察，沒有具體數值量化，很難區分兩個差別不大的響應曲線，3、直接觀察只能在單一信號強度下觀察比較，不能將兩個不同信號強度下的響應曲線進行對比。第二種方法是線性度法，它表示測試系統的輸出與輸入系統能否像理想系統那樣保持正常值比例關系，即傳感器測得信號的準確度。線性誤差越小，傳感器測量數值越準確。一般采用端基擬合直線的方法計算電場電極對在不同振幅電場信號下的響應線性誤差，以最大線性誤差作為其線性度。該種方法同樣存在幾點不足之處，1、不夠直觀，此種方法雖然能比較電極響應準確度的優劣，但脫離電極的響應曲線，不能給人以直觀呈現。2、不夠具體，不能具體量化電極響應曲線的漂移程度。3、無法對單一信號強度下的響應曲線給出描述，此種方法只是對電極性能整體的概念，當評價某單一信號強度下電極的響應情況時，此種方法不再適用。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于失真率的海洋電場傳感器性能檢測方法及系統，該方法通過對失真率的量化比較以確定海洋電場傳感器的響應準確度，從而提高對海洋電場傳感器性能的檢測的準確度。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于失真率的海洋電場傳感器性能檢測方法，包括：

獲取待測海洋電場傳感器的響應曲線；所述響應曲線為在外加電場信號時測得的所述待測海洋電場傳感器的時間-電勢曲線；

根據所述響應曲線計算失真率；