一种沉底式船舶电场、磁场测量装置的制作方法

本实用新型属于船舶电场、磁场测量技术领域，具体涉及一种沉底式船舶电场、磁场测量装置。

背景技术：

船舶在海水中航行时，将引起周围电场、磁场出现异常信号。一方面，电场、磁场是船舶等水中目标的暴露源，是水雷等水中兵器非触发引信打击舰船、海底监测网探测潜艇的信息源。为了测量评估船舶的电场、磁场水平，分析其电场、磁场特性。另一方面，为了突破限制对船舶探测技术发展的瓶颈问题，亟需获取大量的船舶物理场信号，以为船舶等水中目标的探测、识别和定位提供重要的数据支撑。二者都需要对船舶及海洋环境的电场、磁场开展测量。

例如，中国发明专利申请公布号cn109579916a公开了一种浮标式声电磁集成探测装置，它包括外壳结构、声电磁测量单元、数据采集单元、供电单元以及状态监控单元。球型水密仪器舱上部为透明玻璃钢材质，下方第一层为太阳能板，仪器舱下部为无磁材质，位于水下，太阳板下方为mppt控制器。内部由声电磁测量单元、数采及通讯单元、供电单元以及状态监控单元构成。测量单元包括水听器，电极传感器，三分量磁通门传感器；数采及通讯单元由数采、数据预处理模块及通讯模块构成；供电单元由锂电池及供电管理模块；状态监控单元由压力传感器、姿态传感器和温度传感器构成。此装置的主要缺点为：（1）浮标式测量装置在海面测量受海浪等环境电场干扰较大，且测量装置自身存在晃动会不利于电、磁场三分量的测量；（2）由于晃动平台，磁传感器只能采用灵敏度相对较低的磁通门传感器，不能采用灵敏度较高的感应线圈棒磁传感器；（3）浮标式测量装置在海面随波逐流，其测量位置无法控制。

又例如，中国发明专利申请公布号cn109579916a公开了一种采用垂直电场测量的海底地质勘测方法及系统，其为进行垂直电场探测，一个优选实施方案为一圆柱形管的垂直臂底座以相对于海底垂直的方向连接在框架上。垂直臂被插入底座中并通过适当的紧固装置被固定，因此其垂直伸出于框架和单元的电部件之上。垂直臂为具有足够刚性的材料管或杆的形式。为了得到所期望的硬度，优选使用聚碳酸酯(例如)或类似的耐用塑料来形成臂。如果使用加固或填充以用来提供硬度的材料，则也可使用其它材料如pvc(聚氯乙稀)、聚丙烯或类似材料。第一和第二垂直排布(verticallydisplaced)的电极被设置在沿着垂直臂的长度方向的不同点上以形成垂直导向的偶极子天线。电极优选地包括银-氯化银电极，即，与水平场测量所用的相同的电极，该电极通过绝缘线和电缆分别与包括在电子罩内的数据。该技术方案的主要缺点为：（1）测量装置结构过于复杂，加工生产成本较高；（2）体积和质量较大布放回收较为困难，对布放和回收设备要求较高，需要带吊臂且具有较宽甲板的辅助船完成布放和回收。

鉴于上述已有技术，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

技术实现要素：

本实用新型的任务是要提供一种沉底式船舶电场、磁场测量装置，可对船舶及海洋环境的电场、磁场实现沉底测量、记录和分析。

本实用新型的任务是这样来完成的，一种沉底式船舶电场、磁场测量装置，其特征在于：包括水密仪器舱、支架、底座、电场测量单元、磁场测量单元、水深测量单元、数据采集存储单元、姿态采集单元和供电单元，所述的数据采集存储单元、姿态采集单元和供电单元设置于水密仪器舱内部；所述电场测量单元、磁场测量单元、水深测量单元设置于水密仪器舱外部，通过水密电缆及水密接插件引入水密仪器舱中；所述支架固定安装于水密仪器舱的外围，用于固定电场测量单元和水深测量单元；所述底座位于水密仪器舱的下方，用于固定所述水密仪器舱和磁场测量单元。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述数据采集存储单元包括用于调理电场、磁场信号的信号调理电路和数据a/d转换采集存储电路，用于采集存储电场和磁场信号；所述姿态采集单元包括一个姿态传感器，用于测量记录所述测量装置的姿态；所述供电单元由锂电池及供电管理模块构成，用于对所述测量装置供电。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述电场测量单元包括电场传感器，用于测量船舶的电信号；所述磁场测量单元包括感应线圈棒磁场传感器，用于测量船舶的磁信号；所述水深测量单元包括水压传感器，用于测量水深。

在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述水密仪器舱呈球形，分为上下两个玻璃半球，通过真空泵抽真空使两个半球闭合并保持水密。

在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述支架包括位于水平面的四个环氧树脂杆。

在本实用新型的还有一个具体的实施例中，四个环氧树脂杆均匀分布于水密仪器舱外围的四周。

在本实用新型的进而一个具体的实施例中，所述底座为一块多孔结构的高密度高分子非金属材料板。

在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述电场传感器具有四个，四个电场传感器分别固定在支架的四个环氧树脂杆外端，由此构成测量船舶电场两个水平分量的电场测量单元。

在本实用新型的又进而一个具体的实施例中，所述感应线圈棒磁场传感器具有两个，两个感应线圈棒磁场传感器正交固定在底座上，由此构成测量船舶磁场两个水平分量的磁场测量单元。

在本实用新型的又更而一个具体的实施例中，所述水压传感器具有一个，一个水压传感器固定在支架上，用于检测所述测量装置所处水深。

本实用新型由于采用了上述结构，具有的有益效果：第一、本测量装置采用沉底测量，且采用大面积非金属底座，保证在水底的稳定性，且低重心的结构在水流的作用下不易晃动；第二、该装置在水底更加平稳，受到海浪等环境干扰更小、具有更低的自身晃动干扰，更易于准确测量船舶电场、磁场；第三、由于采用沉底固定的底座，使用感应线圈棒磁场传感器具有更高的磁场测量灵敏度；第四、本测量装置结构简单紧凑，易加工，成本低，质量轻、体积小，易于布放回收。

附图说明

图1为本实用新型所述沉底式船舶电场、磁场测量装置的连接关系图。

图2为本实用新型所述沉底式船舶电场、磁场测量装置的结构示意图。

图中：1.水密仪器舱、2.支架、3.底座；4.电场传感器、5.水压传感器、6.感应线圈棒磁场传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式详细描述，但申请人对实施例的描述不是对技术方案的限制，任何依据本实用新型构思作形式而非实质的变化都应当视为本实用新型的保护范围。

在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念都是以图2所示的位置为基准的，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定。

如图1和图2所示，本实用新型涉及一种沉底式船舶电场、磁场测量装置，包括水密仪器舱1、支架2、底座3、电场测量单元、磁场测量单元、水深测量单元、数据采集存储单元、姿态采集单元和供电单元。所述的数据采集存储单元、姿态采集单元和供电单元设置于水密仪器舱1内部。所述数据采集存储单元包括用于调理电场、磁场信号的信号调理电路和数据a/d转换采集存储电路，用于采集存储电场和磁场信号。所述姿态采集单元包括一个姿态传感器，用于测量记录本测量装置的姿态。所述供电单元由锂电池及供电管理模块构成，用于对所述装置供电。

所述水密仪器舱1呈球形，分为上下两个玻璃半球，通过真空泵抽真空使两个半球闭合并保持水密，耐压水深超过2000m，所述水密仪器舱1外部有塑料罩包裹。

所述电场测量单元、磁场测量单元、水深测量单元设置于水密仪器舱1外部，通过水密电缆及水密接插件引入水密仪器舱1中。所述电场测量单元包括电场传感器4，所述电场传感器4一共四个，通常选用ag/agcl电极，用于测量船舶的电信号。所述磁场测量单元，包括感应线圈棒磁场传感器6，所述感应线圈棒磁场传感器6一共两个。所述水深测量单元，包括用于测量水深的水压传感器5，所述水压传感器5一共一个。

所述支架2采用环氧树脂材料，用于固定安装四个电场传感器4和一个水压传感器5，包括位于水平面的四个环氧树脂杆，所述的四个环氧树脂杆均匀分布于水密仪器舱1外围塑料罩的四周，由此可以固定四个电场传感器4保证电场传感器4可测量电场的两个正交水平分量。

所述底座3位于水密仪器舱1的下方，为一块多孔结构的高密度高分子非金属材料板，用于固定所述水密仪器舱1和感应线圈棒磁场传感器6。多孔结构可保证本检测装置入水后保持姿态平稳下沉，不至于检测装置晃动甚至翻转，高密度的高分子非金属平板起到配重作用，与海底接触面积更大，在海流中更具稳定性。

所述四个电场传感器4分别固定在支架2的四个环氧树脂杆外端，由此构成测量船舶电场两个水平分量的电场测量单元。所述两个感应线圈棒磁场传感器6正交固定在底座3上，由此构成测量船舶磁场两个水平分量的磁场测量单元。所述一个水压传感器5固定在支架2上，用于检测本测量装置所处水深。