一种适用于军港海域水下环境电磁场观测装置制造方法及图纸

一种适用于军港海域水下环境电磁场观测装置，属于海洋环境水下电磁场观测技术。其特征是：观测装置主要由两个电场测量水平链、两个磁场信号测量单元、一个电场测量垂直链、集成单元、浮漂以及数据传输电缆组成，电场测量水平链中的电极间距对可以通过可调碳纤维伸缩管进行调节，整个测量装置的工作由电源控制模块进行综合管理，实现整个装置自持式工作，通过可调节极距的电场测量水平链、电场测量垂直链以及磁场信号测量单元实现军港环境水下立体空间电磁场数据的收集，解决我国军港环境海水环境因素复杂、数据缺乏的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于军港海域水下环境电磁场观测装置
本专利技术属于海洋环境水下电磁场观测领域，涉及到一种军港环境水下电磁场观测装置，特别涉及一种用于军港环境水下电磁场立体空间观测的自持式试验装置。
技术介绍
针对军港环境海水环境因素复杂、数据缺乏的问题，全面积累军港海域海水环境因素数据和水下物理场数据迫在眉睫。目前国内用于军港环境水下电磁场观测的多为有缆式海床基短基线观测装置，由于观测方式的单一性以及观测区域的局限性，使得军港环境电磁场特征类型积累不足，开展军港环境水下电磁场观测的一项关键技术是实现环境水下电磁场立体空间以及短基线和长基线相结合的自持式观测方式。传统的环境水下电磁场观测方式主要是将观测系统布放于海底，由短基线电磁场传感器获取，由于观测方式所限，导致研究人员只能掌握环境水下电磁场在海底短极距分布特征，无法了解环境水下电磁场在全空间和长极距条件下的特征，从而直接制约着我国军港警戒系统的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种能够充分获取海面下全空间的军港环境水下电磁场观测装置，解决环境水下电磁场数据类型获取不充分和不完整的问题。本专利技术的技术方案是：整个测量装置包括电场测量水平链、电场测量垂直链、磁场信号测量单元、集成单元、浮漂以及数据传输电缆，各观测单元以矩形方式进行布置，其中电场水平链之间间距5m，磁场信号测量单元间距5m，电场水平链和磁场信号测量单元之间间距4m。电场测量水平链包括两套，每套又有两对可调极距水平电极对呈十字架形组成，其中电极采用银/氯化银电极，每对电极之间由碳纤维管连接，管前端设计有电极保护罩，管中通有信号传输缆，为了可以对电极极距进行调节，碳纤维管采用伸缩结构设计，在伸缩节附近采用卡扣结构进行固定；电场测量垂直链由若干电极对按照垂向结构固定在浮标连接绳上，为了防止海生物及海水流动对电极的干扰，电极对安装在纱布保护罩内；磁场信号测量单元封装在密封舱内，包括磁传感器测量单元以及电场信号调理模块；集成采集单元里集成了集采集存储模块、电源控制模块以及电力存储单元，其中电力存储单元负责为整个系统提供电源保障，采集存储模块用于存储采集单元传输进来的电磁信号，电源控制模块是为了满足系统水下自持工作的方式而设计的，在需要的时间段系统工作，其他时间段，电源控制模块进行综合管理，使其低功耗运行，只保证基本功能；浮漂的功能主要是电场垂直链的浮力支撑以及观测系统的安全警戒，确保系统在观测过程中的安全。本专利技术的效果和益处是：由于已有的军港水下电磁场观测多为海床基短基线观测装置，获取的环境电磁数据形式单一，新的观测装置可以丰富获取数量类型，提高系统环境适应性。附图说明附图1是军港水下环境电磁场观测装置布置示意图。图中：1电场测量水平链；2磁场信号测量单元；3浮漂；4电场测量垂直链；5集成单元；6数据传输电缆。附图2是电场测量水平链节点底座示意图。图中：1底座俯视图；2底座前视图；3十字行底座安装图。附图3是磁场信号采集单元示意图。图中：1端盖左视图；2密封舱主体；3磁场信号采集单元底座安装图。具体实施方式下面结合技术方案和附图详细叙述本专利技术的具体实施方式。第一步：观测装置的组成观测装置由电场测量水平链、磁场信号测量单元、浮漂、电场测量垂直链、集成单元、数据传输电缆组成。第二步：材质和结构尺寸电场测量水平链包含两个节点，每个节点采用十字形的方式进行布置，电极对布置在电极架伸缩管末端，伸缩管采用碳纤维材料，分为两级，第一级为底座连接管，直径5cm，第二级管上有精确到厘米的刻度标志，并根据与第一级管嵌套结构设计直径，每级管长度为1m，两级管的交接处设有卡扣结构。底座采用玻璃钢材料制成，整体呈圆台架结构，圆台高60cm，上台面直径为40cm，下台面直径为60cm，上台面下方设计有十字形套筒固定装置，电极架通过固定装置安装在上台面下方。磁场信号测量单元包含两个节点，每个节点包括磁传感器密封舱和底座，其中密封舱主体采用尼龙材料，端盖采用POM材料，主体圆柱形结构尺寸为Φ120×260mm，厚度为15mm，舱体前后为密封盖，其中端盖内侧带有密封O形圈，外侧为电缆接插口，密封舱内安装磁场测量单元和电场信号调理模块，端盖和密封舱主体之间通过螺纹结构进行连接，端盖与密封舱以及电缆接插部之间均采用密封处理，整个磁场信号采集单元通过两个卡带固定在底座卡槽内。集成单元单元由采集密封舱和内部模块组成，采集密封舱采用PVC材料，端盖采用POM材料，采集舱圆柱形尺寸为Φ533×400mm，厚度为20mm，端盖与舱体之间采用密封处理，舱体内安装采集电磁场信号采集存储模块、电源控制模块、电力存储单元。浮漂采用EVA泡沫材料制作，根据布放军港的具体情况进行浮力设计，集成采集单元和浮漂之间采用缆绳连接，浮标上设有系统工作指示灯，指示灯与集成采集单元中的单元控制模块相连，电场测量垂直链固定在水面以下2m的缆绳上，电极之间按顺序两两配对，电极对间距为20cm，电极对个数根据需要进行设计。数据传输电缆由两根电芯、两根CAN总线和一根屏蔽线组成。承力材料选用凯芙拉材质，工作拉力4000N。电缆设计为纵向水密，保证电缆外护套破损后海水不会进入电缆内部。第三步：工作原理水下环境电磁场观测装置采用自持式工作方式，为了高效利用系统电量，需根据观测要求预先在电源控制模块中设定工作时间段，在工作时间内电源控制模块发出指令，控制电力存储单元对观测装置供电，电场测量水平链、磁信号测量单元以及采集存储单元工作，电场测量水平链以及垂直链的测量数据通过信号传输缆传送至电磁信号测量单元中的电场调理模块，进行滤波、放大等处理，磁场信号测量单元获取的磁场信号也通过调理电路处理后和电场信号一起，通过数据传输缆输送至集成采集单元中的采集存储模块，进行采集存储。不在工作时间内，电源控制模块控制电力存储单位停止向观测装置供电，系统处于休眠状态，系统工作、休眠及电量状态皆通过安装在浮漂上的工作指示灯状态进行显示，以便值更人员判断观测装置的工作态。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于军港海域水下环境电磁场观测装置，包括：两个电场测量水平链、两个磁场信号测量单元、一个电场测量垂直链、集成单元、浮漂以及数据传输电缆，各观测单元以矩形方式进行布置。其中，电场测量水平链由可调节极距的碳纤维伸缩管、电极对以及圆台底座架组成；磁场信号测量单元由磁传感器测量单元、电场调理模块、密封舱以及梯形底座组成；集成单元由采集存储模块、电源控制模块、电力存储单元以及密封舱组成。其特征是：通过集成采集单元中的电源控制模块进行整个观测装置的工作状态综合管理，实现装置的高效自持式工作，各测量单元观测数据经过信号调理模块，再由采集存储单元进行保存，从而实现军港海域立体空间电磁场数据收集的目的。

【技术特征摘要】
1.一种适用于军港海域水下环境电磁场观测装置，包括：两个电场测量水平链、两个磁场信号测量单元、一个电场测量垂直链、集成单元、浮漂以及数据传输电缆，各观测单元以矩形方式进行布置。其中，电场测量水平链由可调节极距的碳纤维伸缩管、电极对以及圆台底座架组成；磁场信号测量单元由磁传感器测量单元、电场调理模块、...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵军，富一博，崔培，苏建业，才振宇，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七六〇研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21