一种海洋磁探测仪器结构的制作方法

本实用新型涉及海洋磁异常探测仪器领域，尤其是一种海洋磁探测仪器结构。

背景技术：

海洋作为地球表面的主要构成，对海洋的研究和探测具有极其重要的意义。目前人类对海洋的探测方法主要有海洋电磁探测(OBEM)、海洋可控源电磁法(CSEM)、海洋地震探测(OBS)、以及海洋磁力探测等。任何探测方法都有各自的特点，适合不同的应用领域。由于电磁波在水中衰减的速率非常高，无法作为侦测的讯号来源。开展水下目标磁探测研究，根据水下大型目标磁场的远场分布特征，建立目标磁场分布的探测模型，对水下大型目标进行远程探测，迅速准确地判断出目标物的类型，并进一步对其进行定向与定位，这已经成为海洋目标探测领域中一个重要有效的技术手段。

人类赖以生存的地球是一个巨大的磁场，铁磁体处于地磁场环境中会受到地磁场的磁化，同时使地磁场本身产生磁异信号，根据这种原理，可以实现对铁磁性目标运动识别，磁异常信号的探测可以视作对传统目标探测的补充。与其它地球物理探测方法相比，利用磁性体磁场进行探测和定位的方法(简称磁法)的应用历史最悠久，速度最快，成本最低，这种方法也是目前国内外进行磁性体探测的首选方法，早在上世纪70年代，美国就在Drakes海湾成功地利用磁测方法探测到沉船的位置。

磁通门传感器是根据高磁导率铁芯在交变磁场的饱和激励下，外界磁场强度与线圈感应电压输出的非线性关系而设计的。磁探测仪器主要通过磁通门传感器来检测磁场异常变化，可以高效的应用于海洋中目标物体的识别和检测。基于磁通门传感器的磁探测仪器和其他的磁探测仪器相比具有分辨率高、测量弱磁场范围宽、可靠、能够直接测量磁场分量和适用于在速度运动系统中使用等特点。

目前国内还没有成熟的海洋磁异常探测仪器设备，这就需要设计一款性能优异的磁异常探测仪器，实现小巧和高精度测量的目的。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种使用磁通门传感器检测磁场信号，使用深海耐压浮球作为仪器的舱体，合理布局内部结构充分减少采集系统对传感器的影响，实现长期的磁场信号探测，具有小巧和高精度测量的优点的海洋磁探测仪器结构。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种海洋磁探测仪器结构，包括仪器舱体，所述仪器舱体的顶部开孔安装通讯换能器部件，仪器舱体的两侧开孔安装通讯水密接头和电腐蚀水密接头，仪器舱体的内部安装集成机构，该集成机构由声通讯固定圆盘、电路板固定圆盘和磁通门传感器固定圆盘组成，其中声通讯固定圆盘的底部通过四个固定柱连接电路板固定圆盘，电路板固定圆盘的下方设有磁通门传感器固定圆盘，电路板固定圆盘与磁通门传感器固定圆盘之间设有数个均匀环形阵列分布的锂电池组固定隔板，该相邻的锂电池组固定隔板之间安装锂电池；磁通门传感器固定圆盘的底部安装磁通门传感器；电路板固定圆盘的顶部安装采集控制电路板和通讯电路板，声通讯固定圆盘的顶部设有与通讯换能器部件连接的声通讯电路板。

作为本实用新型的进一步方案：所述仪器舱体为深海耐压玻璃浮球，直径为17英寸，耐压深度6700m，壁厚14mm，空气中重量22.2kg，在水中的净浮力为26kg。

作为本实用新型的进一步方案：所述电路板固定圆盘和磁通门传感器固定圆盘上均设有数个呈放射状均匀分布的螺孔，电路板固定圆盘的螺孔和磁通门传感器固定圆盘上的螺孔一一对应，锂电池组固定隔板的两端通过ABS螺钉固定在电路板固定圆盘和磁通门传感器固定圆盘上，电路板固定圆盘的中心设有方形开孔。

作为本实用新型的进一步方案：所述磁通门传感器为三轴磁通门传感器。

作为本实用新型的进一步方案：所述锂电池组固定隔板的数量为十三个，十三个锂电池组固定隔板之间构成十二个电池槽，可以最多放置十二块锂电池，数个锂电池共同组成锂电池组，锂电池的供电电压为7.4V，容量是20Ah。

作为本实用新型的进一步方案：所述声通讯固定圆盘、固定柱、电路板固定圆盘、磁通门传感器固定圆盘的材料均为ABS塑料。

作为本实用新型的进一步方案：所述采集控制电路板与通讯电路板之间通过2.54mm间距的排线进行连接，通讯电路板上设有WIFI模块。

作为本实用新型的进一步方案：所述磁通门传感器与采集控制电路板连接。

作为本实用新型的进一步方案：所述通信电路板上设有三颗高功率LED。

作为本实用新型的进一步方案：所述采集控制电路板上设有TF卡，TF卡的最大容量32GB。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该海洋磁探测仪器结构在仅使用一个17英寸玻璃浮球的基础上，合理的设计了内部结构和外部接头，最大限度的提高了仪器的灵敏度，充分延长了仪器的观测周期，实现长期对海洋磁场信号的观测，可以应用于海洋大型目标物体的探测等领域，值得大力推广。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图；

图2为本实用新型的集成机构的结构示意图；

图3为本实用新型的电路板固定圆盘的结构示意图；

图4为本实用新型的锂电池组固定隔板的结构示意图；

图5为本实用新型的磁通门传感器固定圆盘的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-5，本实用新型实施例中，一种海洋磁探测仪器结构，包括仪器舱体2，所述仪器舱体2包括17英寸的深海耐压玻璃浮球，该仪器舱体2的顶部开孔安装通讯换能器部件1，仪器舱体2的两侧开孔安装通讯水密接头3和电腐蚀水密接头4，仪器舱体2的内部安装集成机构，该集成机构由声通讯固定圆盘5、电路板固定圆盘10和磁通门传感器固定圆盘12组成，其中声通讯固定圆盘5的底部通过四个固定柱7连接电路板固定圆盘10，电路板固定圆盘10的下方设有磁通门传感器固定圆盘12，电路板固定圆盘10与磁通门传感器固定圆盘12之间设有数个均匀环形阵列分布的锂电池组固定隔板8，该相邻的锂电池组固定隔板8之间安装锂电池11，锂电池11与锂电池组固定隔板8之间的间隙内可填充少量的泡沫；磁通门传感器固定圆盘12的底部安装磁通门传感器13；

电路板固定圆盘10的顶部安装采集控制电路板6和通讯电路板9，声通讯固定圆盘5的顶部设有与通讯换能器部件1连接的声通讯电路板；

进一步，所述电路板固定圆盘10和磁通门传感器固定圆盘12上均设有数个呈放射状均匀分布的螺孔，电路板固定圆盘10的螺孔和磁通门传感器固定圆盘12上的螺孔一一对应，锂电池组固定隔板8的两端通过ABS螺钉固定在电路板固定圆盘10和磁通门传感器固定圆盘12上，电路板固定圆盘10的中心设有方形开孔，方便传感器和电路板进行连接。

进一步，所述磁通门传感器13为三轴磁通门传感器。

进一步，所述锂电池组固定隔板8的数量为十三个，十三个锂电池组固定隔板8之间构成十二个电池槽，可以最多放置十二块锂电池11，数个锂电池11共同组成锂电池组，锂电池11的供电电压为7.4V，电池容量是20Ah，锂电池组的最大电池容量为7.4V/240Ah(1776Wh)。

锂电池组固定隔板8的两端都进行了开丝处理，可以使用直径3mm的ABS螺钉固定。

进一步，所述框架结构材质都是ABS塑料，避免框架材料对磁通门传感器13的影响。

进一步，所述采集控制电路板6与通讯电路板9之间通过2.54mm间距的排线进行连接，远程通过WIFI控制采集。

进一步，所述磁通门传感器13使用的接头型号为：9991260008，和采集控制电路板6进行连接。

进一步，所述通信电路板具备信标功能，使用900MHzRF信号在仪器上浮至海面时发送GPS坐标信息，配备三颗功率都是3W的高功率LED在仪器回收时亮起。

进一步，所述采集控制电路板6采集三通道的磁场信号，采集数据存储在本地的TF卡中，TF卡最大容量32GB，PC机可以通过USB接口进行数据读取。

进一步，所述的仪器内部结构从底部到顶部的安装顺序是：磁通门传感器13、大容量锂电池组、采集控制电路板6和通信电路板、声通讯电路板、换能器部件。

本实用新型的结构特点及其优点：磁通门传感器13通过三个固定孔固定在浮球最底部的圆形面板上，可以在浮球有限的空间内增大传感器和其他采集系统电路板的间距，尽可能消除采集系统电流扰动对磁通门传感器13的影响。

锂电池11通过两块相邻的隔板固定，为了最大限度的保证固定，空隙部分可以填充轻型泡沫或者使用较厚的、粘性较好的双面胶带加强固定。隔板的顶部和底部均带有螺纹孔位，可以使用直径3mm的ABS材质的螺钉对浮球底部和浮球中间两块圆形面板进行固定。为了降低整体重量，每块隔板中间都进行了掏空处理。

仪器的采集电路板和通信电路板单独设计，单独固定在浮球中间的圆盘上，这种单独设计，可以对采集电路进行单独屏蔽而又不影响和外部的通讯。

浮球中间的圆形面板引出四根固定柱7子，柱子的顶部进行开丝处理，可以通过四个直径10mm的ABS材质的螺母和浮球顶部的声通讯面板进行固定。

所述的所有内部框架结构材质都是ABS塑料，包括两个圆形面板、电池隔板、固定柱7子以及螺钉、螺母等。

所述仪器的外壳是17英寸深海耐压玻璃浮球，具体型号为：NMS-FS-6700-17S，耐压深度6700m，玻璃壁厚14mm，空气中重量22.2kg，在水中的净浮力为26kg。

仪器整体设计简洁方便，重量较小，可以通过比较小型的吊机实现海上的投放，降低了海试的难度。

本实用新型使用Bartington三轴磁通门传感器进行磁场信号的采集，使用换能器声通讯和甲板机通讯，使用电腐蚀方式进行释放，通过水密接头中的USB总线进行数据传输。

如图所示为本实用新型的一种代表性示例：本实用新型设计了一种全新的磁场探测仪器结构，根据Mag648L的特点，传感器上有三个固定的通孔，使用3根不带磁性的铜柱和螺母将传感器固定在底部的圆盘上，在圆盘上等间距的开孔用于锂电池组固定隔板8。

锂电池组固定隔板8的顶部和底部都进行开孔处理，使用ABS螺钉将锂电池组固定隔板8固定在上下两个圆盘之间。

电路板固定圆盘10的中间开孔方便传感器和电路板进行连接；各个方向均匀开孔，方便使用ABS螺钉和隔板进行连接。同时根据电路板尺寸开孔，使用不带磁性的铜柱将两块电路板固定在圆盘上。

仪器整体结构设计简洁，安装方便，内部结构具体的安装过程如下：

使用长铜柱将磁通门传感器13固定在底部的圆盘上；

使用ABS螺钉将13块ABS隔板固定在底部圆盘和中间层圆盘中间；将电池固定在相邻隔板之间，空隙处可以填充少量的泡沫；

将两块电路板分别固定在中间层圆盘上，同时四根固定柱7子通过螺孔固定在中间层圆盘上，连接好传感器和采集板之间的接头、两个电路板之间的排线，各个电池分别连接到采集控制电路板6上；

将上述安装好的结构放置到浮球下半球中；

换能器部件经过第三方加工已经固定在浮球的顶部，并进行了密封处理，保证防水能力。将上半球的两个水密接头连接到采集板的接头上，四个固定柱7子连接到浮球顶部的声通讯面板圆盘中，整体结构固定完毕。

使用防水胶带对浮球进行密封处理，同时使用真空泵对浮球进行抽真空，使得浮球内部气压是标准气压的0.8倍，观察一段时间，如果气压不变说明仪器密封完毕，仪器装配完毕。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。