海洋宽频脉冲电磁探测发射装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种海洋宽频脉冲电磁探测发射装置及方法，包括：设置在船体上的直流电压供应装置，以及设置在水下的电磁发射装置，所述电磁发射装置包括设置在水下舱体内的Buck电路、水下设备控制装置和DC/AC变换装置，以及设置在水下舱体外的发射电极。本发明专利技术的海洋宽频脉冲电磁探测发射装置及方法，通过电缆将船上的电源电压传输到水下舱体，舱体内的Buck电路和DC/AC变换装置对电压进行变换处理后由发射电极发射到海水介质中，从而实现低电压、大电流、大功率发射电磁波的目的，另外，所述装置具有体积小，稳定性好，可靠性高，为深海远洋海底探测打下基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋电磁探测
，尤其涉及一种海洋宽频脉冲电磁探测发射装置及方法。
技术介绍
电磁探测法是通过获取介质对电磁场的响应，来得知地下矿藏电导率结构信息的方法。电磁探测法广泛应用于地下矿藏和油气的勘探。经过多年的勘探开采，我国地层较浅位置的矿藏资源大部分已经被开采，陆地勘探深度越来越深，并且正逐渐向深海矿藏油气勘探发展。在海洋电磁探测中，电磁发射机作为海洋电磁勘探必备的仪器设备，可输出频率幅值均可调的电流方波，通过电极发射出去，获得有效的电磁场来进行海底油气资源勘探。2000年以来，国外油气公司和电磁勘探服务公司已完成了100多个海洋电磁勘探项目。在2002年先后成立了AGO(AOA的子公司)、EMGS(Statoil的独立子公司)和OHM(南安普顿的商业化公司)三个海洋电磁服务公司。但这些公司的电磁发射机是由船上的电源发射相应频率的交流电压，直接接到放入海水中电缆线上，海水里面电缆线末端连接两个电极，以海水为介质，发射大功率的电磁波。这种方式会在电缆传输上产生一定的电损耗，且信号衰减较明显，在发射电极处不能产生功率较大的电磁波，可靠性低。
技术实现思路
本专利技术提供一种海洋宽频脉冲电磁探测发射装置及方法，用于在海水介质上发射功率较大的电磁波，探测可靠性高。一方面，一种海洋宽频脉冲电磁探测发射装置，包括：设置在船体上的直流电压供应装置，以及设置在水下的电磁发射装置，所述电磁发射装置包括设置在水下舱体内的Buck电路、水下设备控制装置和DC/AC变换装置，以及设置在水下舱体外的发射电极，其中，直流电压供应装置，与所述水下设备控制装置连接，用于接收水下设备控制装置发出的控制信号，向所述电磁发射装置提供稳定的直流电压；水下设备控制装置，与所述Buck电路连接，用于向Buck电路发出驱动信号，以使Buck电路对直流电压供应装置发出的直流电压进行降压处理；与所述DC/AC变换装置连接，用于通过传感器采集直流电压供应装置和DC/AC变换装置上的电压值和电流值，以及用于向DC/AC变换装置发出驱动信号，以使DC/AC变换装置对Buck电路输出的直流电压变换为交流电压；发射电极，与所述DC/AC变换装置连接，用于接收DC/AC变换装置输出的交流电压，并向海水中发射电磁波。优选地，所述DC/AC变换装置包括：第一逆变器、高频降压变压器、高频整流滤波器和第二逆变器，其中，第一逆变器，与所述Buck电路和所述水下设备控制装置连接，用于接收水下设备控制装置发出的驱动信号将Buck电路输出的直流电压变换成高频交流高电压；高频降压变压器，与所述第一逆变器和所述水下设备控制装置连接，用于将第一逆变器输出的高频交流高电压进行降压处理，并输出高频交流低电压，同时进行电压和电流检测传送给所述水下设备控制装置；高频整流滤波器，与所述高频降压变压器和所述水下设备控制装置连接，用于将高频降压变压器输出的高频交流低电压变换为直流电压，同时进行电流检测传送给所述水下设备控制装置；第二逆变器，与所述高频整流滤波器和所述水下设备控制装置连接，用于接收水下设备控制装置发出的驱动信号，并将高频整流滤波器输出的直流电压变换可调宽频域脉冲编码的交流方波电压，并输出给发射电极，同时进行电压和电流检测传送给所述水下设备控制装置。优选地，所述Buck电路包括第一IGBT管、第一二极管和第一电感，其中，所述第一IGBT管的集电极连接直流电压供应装置的一个输出端，所述第一IGBT管的发射极分别连接第一电感的一端，第一二极管的阴极；所述第一电感的另一端作为Buck电路的一个输出端；所述第一二极管的阳极与直流电压供应装置的另一输出端连接，同时作为Buck电路的另一输出端。优选地，所述第一逆变器包括第二IGBT管、第三IGBT管、第四IGBT管和第五IGBT管，其中，所述第二IGBT管和第四IGBT管的集电极均连接所述Buck电路的一个输出端，第三IGBT管和第五IGBT管的发射极均连接所述Buck电路的另一输出端；第二IGBT管的发射极与第三IGBT管的集电极连接并引出所述第一逆变器的一个输出端，第四IGBT管的发射极与第五IGBT管的集电极连接并引出所述第一逆变器的另一输出端。优选地，所述高频降压变压器包括第一电容、第二电感和变压器，其中，所述第一电容的一端连接所述第一逆变器的一个输出端，所述电容的另一端连接所述变压器原边的一端；所述第二电感的一端连接所述第一逆变器的另一输出端，所述第二电感的另一端连接所述变压器原边的另一端；所述变压器包括两个副边，其引出三个输出端。优选地，所述高频整流滤波器包括第二二极管、第三二极管、第三电感、第二电容、第三电容、第四电容、第一电阻和第二电阻，其中，所述第二二极管与第三电感串联，且第二二极管的阳极连接高频降压变压器的第一输出端，第三电感的另一端作为所述高频整流滤波器的一个输出端；所述第一电阻和所述第二电容串联，且所述第一电阻的另一端连接第二二极管的阳极，第二电容的另一端连接高频降压变压器的第二输出端；所述第二电阻和所述第三电容串联，且所述第二电阻的另一端连接高频降压变压器的第三输出端，第三电容的另一端连接高频降压变压器的第二输出端，高频降压变压器的第二输出端引出所述高频整流滤波器的另一输出端；所述第三二极管的阳极连接所述高频降压变压器的第三输出端，另一端连接第二二极管的阴极；所述第四电容的一端连接在第三电感的另一端，第四电容的另一端连接在高频降压变压器的第二输出端。优选地，所述第二逆变器包括第六IGBT管、第七IGBT管、第八IGBT管和第九IGBT管，其中，所述第六IGBT管和第八IGBT管的集电极均连接所述高频整流滤波器的一个输出端，第七IGBT管和第九IGBT管的发射极均连接所述高频整流滤波器的另一输出端，用于连接一发射电极；第六IGBT管的发射极与第七IGBT管的集电极连接并引出所述第二逆变器的一个输出端，第八IGBT管的发射极与第九IGBT管的集电极连接并引出所述第二逆变器的另一输出端，用于连接另一发射电极。优选地，两个发射电极分别为近端电极和远端电极。优选地，所述近端电极和远端电极相距100-1000m。另一方面，本专利技术提供一种基于上述所述的海洋宽频脉冲电磁探测发射装置的控制方法，包括：水下设备控制装置通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋宽频脉冲电磁探测发射装置，其特征在于，包括：设置在船体上的直流电压供应装置，以及设置在水下的电磁发射装置，所述电磁发射装置包括设置在水下舱体内的Buck电路、水下设备控制装置和DC/AC变换装置，以及设置在水下舱体外的发射电极，其中，直流电压供应装置，与所述水下设备控制装置连接，用于接收水下设备控制装置发出的控制信号，向所述电磁发射装置提供稳定的直流电压；水下设备控制装置，与所述Buck电路连接，用于向Buck电路发出驱动信号，以使Buck电路对直流电压供应装置发出的直流电压进行降压处理；与所述DC/AC变换装置连接，用于通过传感器采集直流电压供应装置和DC/AC变换装置上的电压值和电流值，以及用于向DC/AC变换装置发出驱动信号，以使DC/AC变换装置对Buck电路输出的直流电压变换为交流电压；发射电极，与所述DC/AC变换装置连接，用于接收DC/AC变换装置输出的交流电压，并向海水中发射电磁波。

【技术特征摘要】
1.一种海洋宽频脉冲电磁探测发射装置，其特征在于，包括：设
置在船体上的直流电压供应装置，以及设置在水下的电磁发射装置，
所述电磁发射装置包括设置在水下舱体内的Buck电路、水下设备控制
装置和DC/AC变换装置，以及设置在水下舱体外的发射电极，其中，
直流电压供应装置，与所述水下设备控制装置连接，用于接收水
下设备控制装置发出的控制信号，向所述电磁发射装置提供稳定的直
流电压；
水下设备控制装置，与所述Buck电路连接，用于向Buck电路发
出驱动信号，以使Buck电路对直流电压供应装置发出的直流电压进行
降压处理；
与所述DC/AC变换装置连接，用于通过传感器采集直流电压供应
装置和DC/AC变换装置上的电压值和电流值，以及用于向DC/AC变
换装置发出驱动信号，以使DC/AC变换装置对Buck电路输出的直流
电压变换为交流电压；
发射电极，与所述DC/AC变换装置连接，用于接收DC/AC变换
装置输出的交流电压，并向海水中发射电磁波。
2.根据权利要求1所述的发射装置，其特征在于，所述DC/AC
变换装置包括：第一逆变器、高频降压变压器、高频整流滤波器和第
二逆变器，其中，
第一逆变器，与所述Buck电路和所述水下设备控制装置连接，用
于接收水下设备控制装置发出的驱动信号将Buck电路输出的直流电压
变换成高频交流高电压；
高频降压变压器，与所述第一逆变器和所述水下设备控制装置连
接，用于将第一逆变器输出的高频交流高电压进行降压处理，并输出
高频交流低电压，同时进行电压和电流检测传送给所述水下设备控制
装置；
高频整流滤波器，与所述高频降压变压器和所述水下设备控制装
置连接，用于将高频降压变压器输出的高频交流低电压变换为直流电
压，同时进行电流检测传送给所述水下设备控制装置；
第二逆变器，与所述高频整流滤波器和所述水下设备控制装置连
接，用于接收水下设备控制装置发出的驱动信号，并将高频整流滤波
器输出的直流电压变换可调宽频域脉冲编码的交流方波电压，并输出
给发射电极，同时进行电压和电流检测传送给所述水下设备控制装置。
3.根据权利要求2所述的发射装置，其特征在于，所述Buck电
路包括第一IGBT管、第一二极管和第一电感，其中，所述第一IGBT
管的集电极连接直流电压供应装置的一个输出端，所述第一IGBT管的
发射极分别连接第一电感的一端，第一二极管的阴极；所述第一电感
的另一端作为Buck电路的一个输出端；所述第一二极管的阳极与直流
电压供应装置的另一输出端连接，同时作为Buck电路的另一输出端。
4.根据权利要求3所述的发射装置，其特征在于，所述第一逆变
器包括第二IGBT管、第三IGBT管、第四IGBT管和第五IGBT管，
其中，
所述第二IGBT管和第四IGBT管的集电极均连接所述Buck电路
的一个输出端，第三IGBT管和第五IGBT管的发射极均连接所述Buck
电路的另一输出端；第二IGBT管的发射极与第三IGBT管的集电极连
接并引出所述第一逆变器的一个输出端，第四IGBT管的发射极与第五
IGBT管的集电极连接并引出所述第一逆变器的另一输出端。
5.根据权利要求4所述的发射装置，其特征在于，所述高频降压
变压器包括第一电容、第二电感和变压器，其中，所述第一电容的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张一鸣，宋红喜，高星乐，高俊侠，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11