[发明专利]一种水下磁异常探测系统

说明书

本发明涉及一种水下磁异常探测系统，其包括：磁探仪，其包括水密装置和安装于所述水密装置内的聚磁探头和采集处理及传输模块；以及信息处理设备，其用于接收磁探仪传输的磁异常数据，并基于已知的所处水域的背景磁信号和所输入的或本地存储的各类目标物的磁指纹信息，对是否有目标物进入所处水域进行判别。本申请可以通过水下磁异常信号的监测，来探测是否有具有铁磁壳体的目标物进入所处水域。

技术领域

本发明涉及磁探测技术领域，具体地说，本发明涉及一种水下磁异常探测系统。

背景技术

磁传感器广泛应用于现代工业和电子产品中，以感应磁场强度及其分布来测量电流、位置、方向等物理参数。在现有技术中，有许多不同类型的传感器用于测量磁场和其它参数，包括霍尔(Hall)器件、各项异性磁电阻(AMR)或巨磁阻(GMR)元件为敏感器件的磁传感器。TMR(Tunnel MagnetoResistance)是近年来开始工业应用的新型磁电阻效应传感器，利用磁性多层膜材料的隧道磁电阻效应对磁场进行感应，通常也用磁隧道结(MTJ)来代指TMR元件。相比于其它磁性传感元件，TMR具有优异的温度稳定性、极高的灵敏度、微功耗、高分辨率、较大的动态范围等特点。

另一方面，在海洋监测领域，现有技术中主要采用的是基于水声换能器的探测系统。如果将磁探测技术应用海洋监测领域，将获得诸多优势。首先，磁探测具备可观的探测距离，同时不受介质条件限制；其次，磁探测系统可实现连续搜索、效率高；再者，磁探测装置相比水声换能器，其可靠性及精度优势明显。然而，基于磁探测的海洋监测系统目前尚处于初步发展阶段，如何在复杂的海洋电磁环境中快速准确地探测并识别目标，仍然是尚待解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种的水下磁异常探测的解决方案。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种水下磁异常探测系统，其包括：磁探仪，其包括水密装置和安装于所述水密装置内的聚磁探头和采集处理及传输模块；以及信息处理设备，其用于接收磁探仪传输的磁异常数据，并基于已知的所处水域的背景磁信号和所输入的或本地存储的各类目标物的磁指纹信息，对是否有目标物进入所处水域进行判别。

其中，所述信息处理设备还用于：进一步地判别进入所处水域的目标物的类型、方位和距离。

其中，所述聚磁探头包括支架和安装于所述支架的两两正交的x轴聚磁探头、y轴聚磁探头和z轴聚磁探头，其中所述x轴聚磁探头、所述y轴聚磁探头和所述z轴聚磁探头分别用于探测所述磁异常数据的x分量、y分量和z分量。

其中，所述x轴聚磁探头、所述y轴聚磁探头和所述z轴聚磁探头均采用基于TMR元件的聚磁探头结构，所述基于TMR元件的聚磁探头结构包括位于中间的TMR元件和连接在所述TMR元件两端的聚磁体，每个所述聚磁体均采用聚磁材料制作并且其周围缠绕线圈。

其中，所述的基于TMR元件的聚磁探头结构包括单片式、堆叠式或分束式聚磁探头结构。

其中，所述x轴聚磁探头、所述y轴聚磁探头和所述z轴聚磁探头的输出端分别连接一对应的前置处理电路，x轴、y轴和z轴的所述前置处理电路均基于闭环磁平衡工作原理实现。

其中，所述前置处理电路集成信号放大和滤波电路，以对主输出Vout1进行放大滤波处理，得到多种不同类型的输出，所述多种不同类型的输出包括：第二输出VOUT2，所述第二输出VOUT2是主输出Vout1经电容隔直后，再由运放进行放大的输出；第三输出VOUT3，所述第三输出VOUT3是第二输出VOUT2经低通滤波后进行的输出；以及第四输出VOUT4，所述第四输出VOUT3是经二次低通滤波后，再由第二运放进行二次放大的输出。