[发明专利]便携的单舱球高集成海底电磁仪

说明书

技术领域

本发明涉及IPC分类中B63C用于水下作业的设备或用于打捞或搜索水下目标的装置，属于海洋勘测地球物理测量领域对海底磁场信号探测仪器，尤其是便携的单舱球高集成海底电磁仪。

背景技术

获取海底的地球物理信息,需要采用综合的地球物理探测方法。但在我国由于技术原因,电磁法、核放射性法和天然地震法等,长期未能进入海洋勘查领域。其难点表现为,这些方法所用的探测仪必需下沉至海底进行测量。与陆上仪器的不同点在于,水下仪器需解决密封承压、拖曳行进以及投放与回收等关键技术。“九五”期间,中国海洋物探仪器的研制取得突破。五分量海底大地电磁仪、海洋拖曳式多道丫射线能谱仪和宽频带大动态三分量数字记录海底地震仪等先进的探测仪器相继研制成功,并投入了试验。

海洋电磁勘探是一种主要的海洋地球物理探测手段之一，它适用于地震方法不易分辨而电磁方法拥有优势的区域，例如碳酸盐礁脉、岩丘、火山岩覆盖、海底永久冻土带等。由于海区矿产资源勘探的复杂性和高风险，采用综合地球物理采集以减少风险，提高成功率已成为发达国家开展海域资源调查的重要手段。电磁法勘探与地震勘探的结合在减少多解性、降低勘探风险方面效果显著。同时，在浅海或者滩海区域，电磁勘探还可以用来解决一些海洋工程问题。

目前，世界各国分别研制了进行海底探测的测量仪器。日本和美国的海底电场仪体积都较大，均设有两个或多个仪器舱，以及两根不可折叠的电极臂。一条直线上的电极臂最远端距离一般为8-15米左右，电极臂外端另设有电测量装置。由于上述电场仪的电极臂不可弯折，在将仪器投放入海的过程中，需要利用长臂吊车等大型机械辅助投放，经过一段工作时间后还需进行辅助回收，造成施工作业困难较大。

相关已公开专利文献较少。

中国专利申请201420046488.7一种海底电磁测量仪，包括测量仪外壳、温度探测器、伽马探测器、纵向探测器、横向探测器、下横向探测器和连接杆。所述测量仪外壳内顺次安装连接有伽马探测器、横向探测器、下横向探测器、纵向探测器和温度探测器，所述伽马探测器、纵向探测器、横向探测器、下横向探测器和温度探测器通过连接杆顺次串联在一起。

中国专利申请00254754.6五分量海底大地电磁仪总成属于海洋物理探测设备领域,采用浮球,呈十字形的梯形台水泥挂重配合具有梯形凹槽的井字形仪器底座以及在仪器箱体上设多个过水孔等结构,解决了海洋探测中的特殊技术问题,包括密封、承压、防蚀、调平、防震以及在海洋条件下对仪器总体操作性能的特殊要求,例如必需尽可能地减少海水阻力及推力,下沉过程中姿态平衡,在海底能在静态下工作等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携的单舱球高集成海底电磁仪，功能集成度高、便携性好，方便海上施工与投放回收。

本发明的目的将通过以下技术措施来实现：包括电极臂，磁传感器、沉耦架、脱钩机构、仪器舱、水声传感器、塑料舱壳，在塑料舱壳、玻璃舱球、锂电池、电场采集器、水声通讯板、电场传感器、方位传感器、姿态传感器和数据采集器；一只球形的仪器舱安置在沉耦架上，在仪器舱顶部安置脱钩机构，并以锁紧螺栓紧固拉紧钢丝将三者紧固捆扎；仪器舱外部周缘连接电极臂，电极臂外端设有电场传感器；仪器舱内部采用一体化方式封装，仪器舱外部为塑料舱壳，在塑料舱壳内中部有玻璃舱球，在塑料舱壳内的玻璃舱球顶部安装水声传感器，玻璃舱球的内部固定安装有锂电池、水声通讯板电场采集器、磁传感器、电场传感器、方位传感器、姿态传感器以及数据采集器。

尤其是，电极臂有四根，相邻两根电极臂之间成90°间隔均匀分布。电极臂内端以螺栓通过旋转头固装于仪器舱外。每根电极臂由两根2.5米长的电极臂管通过臂管连接扣紧固连接，每根电极臂外端通过极罐转接头连接极罐，所述极罐内部设有电场传感器，极罐上开孔。

尤其是，在沉耦架上仪器舱旁对称安置浮力装置，浮力装置与仪器舱固定连接。

尤其是，磁传感器为三分量磁传感器，磁传感器磁探头外置于仪器舱上部外壁上。

尤其是，塑料舱壳由上、下二个部分构成，其周缘通过螺栓固定并压紧内部的玻璃舱球；玻璃舱球也包括上、下二个半球，其间接缝处通过密封胶泥密封，同时在该接缝处外部缠有3M胶带保护密封胶泥。

尤其是，玻璃舱球上部外侧固定密封插头。