[發明專利]水下滑翔機磁場特征測試方法

有效

• 申請號: 202110396121.2
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN112986875B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 陳家林;李予國;裴建新;亓夫軍;劉蘭軍;黎明;丁學振;李龍
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12;G01R33/02
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 李祺;張玲

本發明提出一種水下滑翔機磁場特征測試系統、數據采集方法及測試方法，屬于磁場特征測試技術領域。該系統包括：三軸磁通門傳感器，用于采集三個正交方向的磁場數據；磁場信號調理模塊，用于接收和處理三軸磁通門傳感器輸出的磁場數據；姿態傳感器，用于采集三軸磁通門傳感器的三個軸的姿態數據；數據處理和監控子系統，用于數據的實時查看和數據處理；主控模塊，用于控制三軸磁通門傳感器和姿態傳感器同步采集，接收姿態數據和磁場數據，進行數據存儲和回收，以及與數據處理和監控子系統進行數據傳輸。該系統能夠實現對水下滑翔機本身磁場特征的準確測試，結合測試方法能夠實現對水下滑翔機靜態和動態條件下產生的磁異常的實時監測。

技術領域

本發明屬于磁場特征測試技術領域，尤其涉及一種水下滑翔機磁場特征測試系統、數據采集方法及測試方法。

背景技術

海洋電磁探測系統搭載于水下滑翔機上，能夠實現海洋電磁環境的大范圍觀測。然而，水下滑翔機在運動和靜止過程中，內部的磁性部件、供電系統、運動驅動系統、控制系統等會產生不同頻率、不同強度的磁場噪聲，這些磁場噪聲成為海洋電磁環境探測的重要干擾源，進而影響海洋電磁探測系統的靈敏度。因而，為了增加海洋電磁探測系統的磁探測能力，需要對水下滑翔機本身的磁特性進行測量。

目前，用于磁場特征測量的傳感器有很多種，包括檢測線圈、質子磁力儀和超導量子干涉儀等。其中，檢測線圈靈敏度高，但對振動敏感，而且，靈敏度越高尺寸越大，不便于在移動平臺上使用；質子磁力儀對角度振動不敏感，但是，其高頻性能差、體積大且只能測標量磁場；超導量子干涉儀具有最高的探測靈敏度，但需要4K的液He低溫工作環境，成本高，應用范圍有限。

因而，如何對水下滑翔機本身磁場特征進行測量，以解決電磁探測系統的磁場噪聲干擾問題，是當前急需解決的一項技術問題。

發明內容

本發明針對上述的技術問題，提出一種水下滑翔機磁場特征測試系統、數據采集方法及測試方法，能夠實現對水下滑翔機本身磁場特征的準確測試。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

本發明提供了一種水下滑翔機磁場特征測試系統，包括：

三軸磁通門傳感器，用于采集三個正交方向的磁場數據；

磁場信號調理模塊，連接于三軸磁通門傳感器，用于接收和處理三軸磁通門傳感器輸出的磁場數據；

姿態傳感器，用于采集三軸磁通門傳感器的三個軸的姿態數據；

數據處理和監控子系統，用于數據的實時查看和數據處理，數據處理包括利用姿態數據校正磁場數據；

主控模塊，與磁場信號調理模塊、姿態傳感器和數據處理和監控子系統分別連接，用于控制三軸磁通門傳感器和姿態傳感器同步采集，接收姿態傳感器采集的姿態數據和磁場信號調理模塊處理后的磁場數據，進行數據存儲和回收，以及與數據處理和監控子系統進行數據傳輸。

在本發明的一些實施例中，主控模塊包括FPGA，以及與FPGA分別連接的磁場采集接口、姿態采集接口、高精度時鐘單元、數據存儲單元、數據回收單元和通信單元；

FPGA，用于控制三軸磁通門傳感器和姿態傳感器同步采集，控制數據存儲、回收流程；

磁場采集接口連接于磁場信號調理模塊，用于接收磁場信號調理模塊處理后的磁場數據；

姿態采集接口連接于姿態傳感器，用于接收姿態傳感器輸出的姿態數據；

高精度時鐘單元用于向FPGA提供時間信息；

數據存儲單元用于數據存儲；

數據回收單元用于數據回收；

通信單元用于向數據處理和監控子系統傳輸數據。