[发明专利]一种水动力学扰动激发德拜磁场的试验系统与试验方法

说明书

本发明公开了一种水动力学扰动激发德拜磁场的试验系统及试验方法，所述系统包括循环水池、回流蓄水池、水泵单元、射流喷嘴、磁检测单元和控制单元；所述回流蓄水池与所述循环水池连通，所述射流喷嘴位于所述循环水池内；所述水泵单元分别与回流蓄水池和射流喷嘴相连，用于从回流蓄水池吸入电解质溶液，再将溶液通过射流喷嘴射入至循环水池内，来产生连续性或周期性的射流，以在循环水池内的电解质溶液中激发德拜磁场；所述磁检测单元与所述控制单元相连，用于测量循环水池上方或下方溶液区域的磁场数据，并发送至控制单元进行磁场分析。本发明具有结构简单、操作简便、试验精度高等优点。

技术领域

本发明主要涉及德拜磁场试验技术领域，具体涉及一种水动力学扰动激发德拜磁场的试验系统与试验方法。

背景技术

德拜效应由德国化学家德拜提出：带电离子由于质量不同，在相同声波源的激励下会产生分离，进而产生电势差。正负离子分离不仅会产生电势，同时也会产生电流，进而激发磁场。海水中充斥着大量钠离子和氯离子，大型水下目标在运动过程中形成的水动力学扰动会使它们分离，从而产生德拜磁场。水下目标运动形成的德拜磁场不同于由铁磁材料引起的艇体磁场，不受磁隐身技术影响。因此，对德拜磁场的利用，可以使探测技术不会被隐身技术的发展限制，开辟一条水下目标探测新途径。

为了将德拜磁场应用于水下目标探测，需要结合海水溶液的物理化学特性和水下目标运动产生扰动的特征，进行海洋环境下潜艇德拜磁场的产生机制、信号特征及传播规律的研究。然而，直接对潜艇激发的德拜磁场进行试验，会面临以下问题：

(1)对德拜磁场机理进行研究，需要进行重复性和规律性的试验，真实潜艇的目标大，重复试验成本高，对于研究德拜磁场的内部机理而言，并非最佳的研究手段。

(2)水动力学试验研究常用的循环水池(1)可以进行潜艇运动的模拟试验，但这些试验平台往往不考虑磁场特性，缺少低磁化设计，试验磁环境复杂，难以检测微弱的德拜磁场。

(3)直接使用缩比潜艇模型进行德拜磁场实验，由于缩比潜艇模型的尺寸小，产生的水动力学扰动能量低，导致德拜磁场过于微弱，难以提取有效信号，因此这种实验装置不具备实用性。

为解决上述问题，亟需设计一种用于研究德拜磁场的试验系统与试验方法，建立从水动力学激励源到德拜磁场的研究链条，验证德拜磁场的存在性及其分布规律，最终建立起研究潜艇德拜磁场的手段和平台，为基于德拜磁场进行水下运动目标的探测提供技术支撑。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、产生的德拜磁场量值大的水动力学扰动激发德拜磁场的试验系统，并相应提供一种操作简便的试验方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种水动力学扰动激发德拜磁场的试验系统，包括循环水池、回流蓄水池、水泵单元、射流喷嘴、磁检测单元和控制单元；

所述回流蓄水池与所述循环水池连通，所述射流喷嘴位于所述循环水池内；

所述水泵单元分别与回流蓄水池和射流喷嘴相连，用于从回流蓄水池吸入电解质溶液，再将溶液通过射流喷嘴射入至循环水池内，来产生连续性或周期性的射流，以在循环水池内的电解质溶液中激发德拜磁场；

所述磁检测单元与所述控制单元相连，用于测量循环水池上方或下方溶液区域的磁场数据，并发送至控制单元进行磁场分析。

优选地，所述磁检测单元包括磁传感器和三维轨道组件；所述三维轨道组件位于循环水池周侧且不与循环水池接触，所述磁传感器位于所述三维轨道组件上以实现磁传感器的三维运动。

优选地，所述磁传感器为光泵磁传感器。

优选地，所述循环水池由两个对称直道与两个对称弯道拼接而成，其中射流喷嘴位于其中一个直道的一端，所述回流蓄水池则与另一直道的一端相连。