[实用新型]水下磁场监测系统

说明书

本实用新型涉及一种水下磁场监测系统，包含：密封外壳，固定安装在水下工程装备上，且该密封外壳内设置有与外部海水连通的压力补偿单元；水下磁场监测装置，设置在密封壳体中，实时采集水下工程装备周围一定区域内的磁场信息，并转换为电信号输出；水上数据处理装置，接收并处理水下磁场监测装置输出的电信号，为相应的观测站或水下工程装备的控制系统提供磁场信息。本实用新型借助水下工程设备固定安装于海底，实现在固定点对一定范围内的海洋磁场的实时稳定监测，且采集到的磁场数据更精确和实时有效。

技术领域

本实用新型涉及一种磁场监测系统，具体是指安装在水下工程装备上的磁场监测系统，属于水下探测的技术领域。

背景技术

海洋磁场探测是人类认识和开发海洋的重要手段，通过海洋磁场探测，人类可以发现深藏在海洋区域的地下矿产源、海洋地质构造及地磁场的分布特征。另外，海洋磁场探测在保证航海安全、海洋工程建设以及海军军事作战等方面有着重要意义。最早的磁场探测器已有2000多年的历史，通过感应地球磁场辨识方向或为舰船导航。随着现代科技的进步，磁场感应器的应用越来越广泛，磁场传感技术向着高灵敏度、高分辨率、小型化以及和电子设备兼容的方向发展。

现有技术中，海洋（水下）磁场探测仪器按照其发展历史以及应用物理原理，基本分为以下几种：第一代海洋磁力仪，如机械式海洋磁力仪、感应式航空磁力仪等。第二代海洋磁力仪，如磁通门磁力仪（饱和式磁力仪）、质子磁力仪和光泵磁力仪等。20世纪50年代中期出现的光泵磁力仪开始应用于物理工作，是一种高精度、高灵敏度的磁力仪；光泵磁力仪是以某些元素的原子在外磁场中产生的能级分裂现象（塞曼效应）为基础，通过光泵核磁共振技术（利用光作用使原子磁矩达到定向排列的过程）研制而成的，具有灵敏度高、响应频率高，可在快速变化中进行测量的特点。

我国从1964年开始研制第一台光泵磁力仪样机，到2003年已研制成功HC-2000K型航空氦光泵磁力仪，其主要技术性能指标已经达到了国际先进水平。2013年，我国科学院地址与物理研究所自主研发的海底磁场仪在台湾海峡海域进行了海试，投放2台海底磁场仪，并成功回收。2015年6月初，中国海洋大学自主研发的两台海底电磁采集站，搭载“海大号”海洋地质地球物理调查船至南海海域进行深海海试，成功采集和回收数据。

目前，通常用来评价海洋（水下）磁场探测仪器的技术性能指标主要包括：测量范围、灵敏度、分辨率、精度、采样率和工作稳定性等等。以海洋大学研发的海底电磁采集站为例，由电磁数据记录仪、电场传感器、磁场传感器、信标、释放器、方位与CTD记录仪、浮球、锚系和框架等组成。而存在的问题也较为突出，如发射系统需要供电，电流达到1000安培，所以承载水下电流发射器舱体的散热、抗压都是难题。且海试时受海上天气影响，风浪太大，常常不满足海试条件。除此之外，海洋（水下）磁场探测仪器的回收也是一大难点，要是遇到台风等恶劣天气，很多设备就有可能被损坏或丢失；并且由于设备在停留海底观测时因位置无法固定，在观测过程中也容易被渔民误用拖网拖走，同样也会造成损失。因此，现有技术中往往不能满足海洋（水下）磁场探测仪器的稳定工作和收集数据的及时性和准确率。

因此，本实用新型提出一种水下磁场监测系统，其借助在海底已经安装完成的例如油气田等工程装备固定安装于海底，并在装备周围一定范围内监测海底环境中活动目标的磁场和自然因素产生的磁场，实时监测收集水下磁场的变化，为预防水下其他控制系统受到电磁干扰，提供及时的磁场数据；并为自然磁场研究提供实时、准确的数据。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种水下磁场监测系统，借助水下工程设备固定安装于海底，实现在固定点对一定范围内的海洋磁场的实时稳定监测，且采集到的磁场数据更精确和实时有效。