一種用于極地浮冰區(qū)的海洋磁力探測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種適用于極地浮冰區(qū)的海洋磁力探測裝置，屬于地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)海洋磁力探測通常采用拖曳式磁力儀進(jìn)行探測，將磁力儀探頭通過拖纜拖曳于船尾海水中，以獲取地海洋磁場的磁性參數(shù)，通過對(duì)所獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、成圖來分析判斷地質(zhì)情況或判斷找礦靶區(qū)的一種方法。常規(guī)海洋磁力探測，拖曳于海水中的磁力儀探頭與船尾間的距離需要大于3倍船長，拖曳用電纜采用卡夫拉繩加強(qiáng)拖纜。這種常規(guī)拖曳式磁力測量適用于絕大部分海域磁力測量，但在極地浮冰區(qū)這種拖曳式磁力測量具有很大的風(fēng)險(xiǎn):浮冰可以輕易地割斷卡夫拉拖纜，導(dǎo)致磁力儀探頭丟失；浮冰撞擊磁力儀探頭也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型的目的在于提供一種適用于極地浮冰區(qū)的海洋磁力探測裝置，能夠降低浮冰對(duì)設(shè)備安全的威脅，提高極區(qū)磁力探測效率。
[0004]本實(shí)用新型所述的磁力探測裝置，包括水下任務(wù)執(zhí)行單元、船上測控單元、同軸鎧裝纜，所述水下任務(wù)執(zhí)行單元與船上測控單元通過同軸鎧裝纜連接；所述水下任務(wù)執(zhí)行單元包括拖體、水下采集控制單元、水下調(diào)制解調(diào)器、傳感器、磁力拖纜、磁力探頭、電源單元；所述船上測控單元包括甲板采集控制單元、甲板調(diào)制解調(diào)器；所述拖體采用不銹鋼焊接加工，拖體內(nèi)部安裝有控制密封艙、電源密封艙和傳感器，所述水下采集控制單元和水下調(diào)制解調(diào)器安裝在控制密封艙內(nèi)，電源單元安裝于電源密封艙內(nèi)；所述水下采集控制單元為磁力探頭供電，并采集磁力探頭和傳感器信號(hào)；所述水下調(diào)制解調(diào)器將水下采集控制單元采集的數(shù)據(jù)編碼調(diào)制，并通過同軸鎧裝纜發(fā)送給甲板采集控制單元；所述水下調(diào)制解調(diào)器接收并解碼甲板采集控制單元通過同軸鎧裝纜發(fā)送的控制命令。
[0005]所述甲板采集控制單元，包括采集軟件和計(jì)算機(jī)，用于控制磁力探頭的采樣間隔，實(shí)時(shí)接收、監(jiān)視并存儲(chǔ)磁力數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)。
[0006]所述甲板調(diào)制解調(diào)器接收解碼水下采集控制單元采集的數(shù)據(jù)，編碼并發(fā)送甲板采集控制單元通過同軸鎧裝纜發(fā)送的控制命令。
[0007]所述傳感器包括深度傳感器和姿態(tài)傳感器。
[0008]所述拖體采用同軸纜直流供電，電源變換單元將甲板直流電源變換為水下采集控制單元和調(diào)制解調(diào)器所需的電壓。
[0009]所述磁力探頭為一個(gè)探頭或多個(gè)探頭。
[0010]所述磁力探頭是光泵磁力儀、質(zhì)子磁力儀、磁通門磁力儀中的一種或多種。
[0011]所述同軸鎧裝纜負(fù)責(zé)牽引拖體，同軸鎧裝纜與拖體之間由承重頭連接。
[0012]優(yōu)選地，探測時(shí)拖體拖曳于船尾海水中，入水深度20m左右，同軸鎧裝纜入水點(diǎn)與船尾水平距離不大于50m，有效避開浮冰干擾。
[0013]優(yōu)選地，磁力探頭拖曳于拖體尾部，兩者之間由磁力拖纜連接，磁力拖纜內(nèi)襯卡夫拉繩。
[0014]優(yōu)選地，磁力探頭與船尾間的水平距離不小于3倍船長，避開船體磁場干擾。
[0015]優(yōu)選地，磁力探頭與拖體之間水平距離不小于50米，避開拖體磁場干擾。
[0016]本實(shí)用新型使用時(shí)的探測方法包括如下步驟:
[0017]( I)將水下任務(wù)執(zhí)行單元連接，磁力探頭連接磁力儀拖纜，磁力儀拖纜連接拖體，拖體連接同軸鎧裝纜；
[0018](2)測量船在極地浮冰區(qū)保持2kn左右航行，將磁力探頭放入船尾海水中；
[0019](3)磁力儀拖纜隨磁力探頭全部放入海水中，磁力儀拖纜的長度應(yīng)盡量長，至少要保證磁力探頭與拖體之間的水平距離不小于50m，避開拖體的磁場干擾；
[0020](4)拖體吊放到船尾海水中，釋放足夠長度的同軸鎧裝纜，使拖體入水深度20m左右，有效避開浮冰干擾；；
[0021](5)測量船船速增加到5kn以上，釋放足夠長度的同軸鎧裝纜，磁力儀拖纜的長度與同軸鎧裝纜的長度要足夠長，保證磁力探頭與船尾之間的距離不小于3倍船長；
[0022](6)水下執(zhí)行單元供電，與船上測控單元連接，甲板計(jì)算機(jī)設(shè)置水下控制單元采樣率，命令水下采集控制單元開始工作；
[0023](7)水下采集控制單元為磁力探頭供電，并采集磁力探頭和傳感器信號(hào)，將這些信號(hào)傳輸至甲板采集控制單元；
[0024](8)甲板采集控制單元實(shí)時(shí)接收、監(jiān)視并存儲(chǔ)磁力數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)；
[0025](9)水下調(diào)制解調(diào)器將水下采集控制單元采集的數(shù)據(jù)編碼調(diào)制，并通過同軸鎧裝纜發(fā)送給甲板采集控制單元；接收并解碼甲板采集控制單元通過同軸鎧裝纜發(fā)送的控制命令；
[0026](10)甲板調(diào)制解調(diào)器接收解碼水下采集控制單元采集的數(shù)據(jù)，編碼并發(fā)送甲板采集控制單元通過同軸鎧裝纜發(fā)送的控制命令；
[0027](11)測量完成后，甲板采集控制單元命令水下采集控制單元停機(jī)；
[0028]( 12)停止為水下任務(wù)單元供電，回收水下任務(wù)單元。
[0029]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于能夠大大降低浮冰對(duì)設(shè)備安全的威脅，降低設(shè)備丟失和損毀的風(fēng)險(xiǎn)，提高極區(qū)磁力探測效率。
【附圖說明】
[0030]圖1是本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0031]圖2是本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖3是本實(shí)用新型水下拖體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為了使本實(shí)用新型的技術(shù)方案更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)闡述。
[0034]如圖1所示，本實(shí)用新型的裝置包括水下任務(wù)執(zhí)行單元和船上測控單元，兩者之間通過同軸鎧裝纜連接。所述水下任務(wù)執(zhí)行單元包括拖體和磁力探頭，兩者之間通過磁力儀拖纜連接。拖體內(nèi)包括水下調(diào)制解調(diào)器、水下采集控制單元、傳感器、電源單元。所述電源單元為整個(gè)水下任務(wù)執(zhí)行單元提供電源；所述水下采集控制單元采集磁力探頭和傳感器信號(hào)；所述水下調(diào)制解調(diào)器將水下采集控制單元采集的數(shù)據(jù)編碼調(diào)制，并通過同軸鎧裝纜發(fā)送給甲板采集控制單元；接收并解碼甲板采集控制單元通過同軸鎧裝纜發(fā)送的控制命令。所述船上測控單元包括甲板計(jì)算機(jī)和甲板調(diào)制解調(diào)器。所述甲板調(diào)制解調(diào)器接收解碼水下采集控制單元采集的數(shù)據(jù)，編碼并發(fā)送甲板采集控制單元通過同軸鎧裝纜發(fā)送的控制命令。所述甲板采集控制單元，包括采集軟件和計(jì)算機(jī)，用于控制磁力探頭的采樣間隔，實(shí)時(shí)接收、監(jiān)視并存儲(chǔ)磁力數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)。
[0035]如圖2所示，本實(shí)用新型包括水下任務(wù)執(zhí)行單元和船上測控單元，兩者之間通過同軸鎧裝纜連接。所述水下任務(wù)執(zhí)行單元包括拖體和磁力探頭，兩者之間通過磁力儀拖纜連接。同軸鎧裝纜入水點(diǎn)距離船尾水平距離小于50m，拖體入水深度約20m。
[0036]如圖3所示，拖體包括控制密封艙、電源密封艙及傳感器。拖體框架采用不銹鋼焊接加工。拖體由直徑為22mm的同軸鎧裝電纜拖曳，同軸鎧裝電纜與拖體間由承重頭連接。
[0037]水下拖體采用同軸鎧裝電纜供電，電源采用直流電，直流電在電源密封艙內(nèi)經(jīng)電源單元變換為水下采集控制系統(tǒng)所需要的各種電壓。
[0038]水下采集控制系統(tǒng)安裝在控制密封艙內(nèi)，以嵌入式單板機(jī)CPU為核心，外圍設(shè)備包括輸入輸出I/o板、A/D和D/A板、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)板、輸出控制繼電器板、電源板等。
[0039]姿態(tài)傳感器、水深傳感器及磁力儀等信號(hào)全部輸入控制密封艙內(nèi)，由水下采集控制系統(tǒng)處理。
[0040]水下采集控制系統(tǒng)接收各儀器及傳感器的信息，經(jīng)過水下調(diào)制解調(diào)器處理后通過同軸纜發(fā)送到甲板控制系統(tǒng)，甲板控制系統(tǒng)將信號(hào)解調(diào)處理后再由甲板計(jì)算機(jī)顯示、存儲(chǔ)處理。
[0041]拖體框架尺寸:長1200mm，寬600mm，高760mm，重量約150kg，配重為鉛塊，重量1200kg，整機(jī)重量約1500kg。
[0042]拖體上部中間安裝同軸纜承重連接頭，尾端安裝導(dǎo)流板。
[0043]磁力儀可以選用美國Geometric公司G880光泵磁力儀。
[0044]磁力儀由專用磁力儀纜布放在拖體后約500m處，在拖體上設(shè)計(jì)有磁力儀纜導(dǎo)接固定裝置，用來實(shí)現(xiàn)磁力儀纜的布放及固定。在拖體后部設(shè)計(jì)有夾板機(jī)構(gòu)，凱夫拉纜繩由夾板固定，并通過兩根對(duì)稱的鋼絲繩固定在拖體后部。
[0045]上述實(shí)施例只為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于極地浮冰區(qū)的海洋磁力探測裝置，其特征在于包括水下任務(wù)執(zhí)行單元、船上測控單元、同軸鎧裝纜，所述水下任務(wù)執(zhí)行單元與船上測控單元通過同軸鎧裝纜連接；所述水下任務(wù)執(zhí)行單元包括拖體、水下采集控制單元、水下調(diào)制解調(diào)器、傳感器、磁力拖纜、磁力探頭、電源單元；所述船上測控單元包括甲板采集控制單元、甲板調(diào)制解調(diào)器；所述拖體內(nèi)部安裝有控制密封艙、電源密封艙和傳感器，所述水下采集控制單元和水下調(diào)制解調(diào)器安裝在控制密封艙內(nèi)，電源單元安裝于電源密封艙內(nèi)；所述水下采集控制單元為磁力探頭供電，并采集磁力探頭和傳感器信號(hào)；所述水下調(diào)制解調(diào)器將水下采集控制單元采集的數(shù)據(jù)編碼調(diào)制，并通過同軸鎧裝纜發(fā)送給甲板采集控制單元；所述水下調(diào)制解調(diào)器接收并解碼甲板采集控制單元通過同軸鎧裝纜發(fā)送的控制命令。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋磁力探測裝置，其特征在于所述甲板調(diào)制解調(diào)器接收解碼水下采集控制單元采集的數(shù)據(jù)，編碼并發(fā)送甲板采集控制單元通過同軸鎧裝纜發(fā)送的控制命令。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋磁力探測裝置，其特征在于所述傳感器包括深度傳感器和姿態(tài)傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋磁力探測裝置，其特征在于所述拖體采用同軸纜直流供電，電源變換單元將甲板直流電源變換為水下采集控制單元和調(diào)制解調(diào)器所需的電壓。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋磁力探測裝置，其特征在于所述磁力探頭為一個(gè)探頭或多個(gè)探頭。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的海洋磁力探測裝置，其特征在于所述磁力探頭是光泵磁力儀、質(zhì)子磁力儀、磁通門磁力儀中的一種或多種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海洋磁力探測裝置，其特征在于所述同軸鎧裝纜與拖體之間由承重頭連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于極地浮冰區(qū)的海洋磁力探測裝置，包括水下任務(wù)執(zhí)行單元、船上測控單元、同軸鎧裝纜，所述水下任務(wù)執(zhí)行單元與船上測控單元通過同軸鎧裝纜連接；所述水下任務(wù)執(zhí)行單元包括拖體、水下采集控制單元、水下調(diào)制解調(diào)器、傳感器、磁力拖纜、磁力探頭、電源單元；所述船上測控單元包括甲板采集控制單元、甲板調(diào)制解調(diào)器；所述拖體內(nèi)部安裝有控制密封艙、電源密封艙和傳感器，所述水下采集控制單元和水下調(diào)制解調(diào)器安裝在控制密封艙內(nèi)，電源單元安裝于電源密封艙內(nèi)；所述水下采集控制單元為磁力探頭供電，并采集磁力探頭和傳感器信號(hào)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于能夠大大降低浮冰對(duì)設(shè)備安全的威脅，降低設(shè)備丟失和損毀的風(fēng)險(xiǎn)，提高極區(qū)磁力探測效率。
【IPC分類】G01V3/40, B63C11/52
【公開號(hào)】CN204719243
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520274873
【發(fā)明人】裴彥良, 季念迎, 劉保華, 華清峰, 劉晨光
【申請(qǐng)人】國家海洋局第一海洋研究所, 國家深?；毓芾碇行?br>【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年5月3日