CN110789671A - 一种实时传输的海洋地磁日变观测装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于涉及海洋地磁探测领域，提供了一种实时传输的海洋地磁日变观测装置，包括浮标体、传感器舱和释放回收单元；传感器舱内设置有地磁传感器，浮标体包括密封舱体和设置在密封舱体内的控制电路，控制电路包括储能装置、数据采集控制单元、数据存储单元和传输模块，储能装置用于给浮标体内的采集电路和传感器舱内的地磁传感器供电，数据采集控制单元与数据存储单元和传输模块电连接，地磁传感器通过水密电缆与浮标体内的数据采集控制单元连接，浮标体设置在海面上，并通过缆绳与传感器舱连接，传感器舱通过缆绳与释放回收单元连接。本发明提高了海洋地磁测量的精度，并且测量结果可实时传输，可广泛应用于海洋探测领域。

Description

一种实时传输的海洋地磁日变观测装置

技术领域

本发明属于涉及海洋地磁探测领域，具体涉及一种实时传输的海洋地磁日变观测装置，可应用于海底地质结构探测、海洋油气和天然气水合物探测，以及海底灾害地质现象的探测等。

背景技术

在地磁测量中测得的磁场变化除了与地质构造和岩石磁性有关外，还与太阳静日变化(简称日变)引起的磁场有关。因此，在陆地和近海地磁测量中一般在测区一定范围内(通常小于<500km)设立陆地日变观测站对日变引起的磁场变化进行定点时序观测，并对地磁测量数据进行日变改正，从而消除日变的影响。在远海和大洋调查中，无法在附近的陆地设立地磁日变观测站，地磁调查的精度大大降低。

发明内容

为适应海洋地磁测量领域的实际需求，本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种结构简单、安装方便、可以实时传输的海洋地磁日变观测装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种实时传输的海洋地磁日变观测装置，包括浮标体、传感器舱和释放回收单元；所述传感器舱内设置有地磁传感器，所述浮标体包括密封舱体和设置在密封舱体内的控制电路，所述控制电路包括储能装置、数据采集控制单元、数据存储单元和传输模块，所述储能装置用于给浮标体内的采集电路和传感器舱内的地磁传感器供电，所述数据采集控制单元与所述数据存储单元和传输模块电连接，所述地磁传感器通过水密电缆与所述浮标体内的数据采集控制单元连接，所述浮标体设置在海面上，并通过缆绳与传感器舱连接，所述传感器舱通过缆绳与释放回收单元连接。

所述密封舱体为浮力材料制成的密封舱室，其外形为上表面为平面的半椭球形，所述传感器舱的舱体为密封的玻璃浮球。

所述密封舱体的上表面设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板的输出端与所述储能装置的输入端连接。

所述密封舱体的上表面设置有AIS天线和无线电发射天线，所述AIS天线和无线电发射天线与传输模块电连接。

所述释放回收单元包括释放器和重物，所述释放器的一端通过缆绳与传感器舱和浮标体连接，另一端与重物连接。

所述释放器为声学释放器。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明提供了一种实时传输的海洋地磁日变观测装置，通过将控制电路设置在位于海面的密封浮标体内，地磁传感器设置在密封的浮球内，并使浮标体与浮球通过缆绳和水密电缆连接，可以通过控制电路内的数据采集控制单元和存储单元实现地磁数据的采集，并通过无线通信单元将数据实时发送到调查船和岸上的接收装置，从而为地磁测量数据提供日变改正，提高远海地磁测量的精度，AIS天线可以将浮标的位置和信息发布到周边一定范围的海域，便于周边的船只识别和打捞；此外，上述设置可以使磁力传感器与浮标体内的控制电路元件保持一定的距离，以避开电子舱内的电子设备自身磁场的影响，进一步提高了地磁测量的精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种实时传输的海洋地磁日变观测装置的外形结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种实时传输的海洋地磁日变观测装置的电路结构示意图；

图3为本发明实施例中释放器的结构示意图。

图中，1为浮标体，2为传感器舱，3为释放回收单元，4为水密电缆，5为AIS天线，6为无线发射天线，7为释放器，8为重物，9为缆绳，10为声学换能器，11为脱钩机构。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～2所示，本发明实施例提供了一种实时传输的海洋地磁日变观测装置，包括浮标体1、传感器舱2和释放回收单元3；所述传感器舱2内设置有地磁传感器，所述浮标体1包括密封舱体和设置在密封舱体内的控制电路，所述控制电路包括储能装置、数据采集控制单元、数据存储单元和传输模块，所述储能装置用于给浮标体1内的采集电路和传感器舱2内的地磁传感器供电，所述数据采集控制单元与所述数据存储单元和传输模块电连接，所述地磁传感器通过水密电缆4与所述浮标体1内的数据采集控制单元连接，所述浮标体1设置在海面上，并通过缆绳与传感器舱2连接，所述传感器舱2通过缆绳与释放回收单元3连接。

具体地，本实施例中，所述密封舱体为浮力材料制成的密封舱室，其外形为上表面为平面的半椭球形。其内部用于放置储能装置、数据采集控制单元和传输模块等电子设备，外部放置可以放置太阳能电池板、AIS天线和无线电发射天线。传感器舱的舱体均为密封抗压的玻璃浮球。玻璃浮球制成的传感器舱可以使其本身就具有一定的浮力，为装置的上浮提供一定的浮力条件。磁力传感器是测量地磁场强度的元件，通过将其密封在一个抗压的玻璃浮球内，通过水密电缆与位于浮标体内部采集控制单元连接，根据数据采集控制单元的命令测量地磁场强度。磁力传感器与浮标体保持一定的距离，以避开浮标体及其集成设备自身磁场的影响。数据采集控制单元集成在浮标体内，采用高性能嵌入式ARM作为主控制器和数据处理器，用于设置磁力传感器的采集开始，采集结束和采样频率等命令，采集和记录磁力传感器的数据。

进一步地，本实施例中，所述密封舱体的上表面设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板的输出端与所述储能装置的输入端连接构成供电单元。太阳能电池板将太阳能转换为电能，并将能量储存在位于浮标体1中的储能装置中，由储能装置为整个海洋地磁日变观测装置提供电能。

此外，所述密封舱体的上表面设置有AIS天线5和无线电发射天线6，所述AIS天线5和无线电发射天线6与传输模块电连接构成数据输出单元。本实施例中，传输模块集成在浮标体内，通过无线电发射天线6可以将经过压缩的地磁场强度数据实时地发送到卫星，供专业技术人员分析和处理，通过AIS天线可以将浮标的位置和信息发布到周边一定范围的海域，便于周边的船只识别和打捞。

此外，释放回收单元用于在测量时将整个装置固定在海底，以及用于回收装置时将重块脱离，使整个装置回到海面以便于回收。具体地，本实施例中，所述释放回收单元3包括释放器7和重物8，所述释放器7的一端通过缆绳9与传感器舱2和浮标体1连接，另一端与重物8连接。释放器用于连接重物与地磁日变观测系统，回收时将重块脱离。重物用于将整个海洋地磁日变观测装置固定在海底。

进一步地，所述释放器7为声学释放器。如图3所示，声学释放器包括声学换能器10、脱钩机构11和附属的电子和机械装置，声学换能器接收到声学命令后，通过电子和机械装置控制与脱钩机构动作，则释放器可以与重物脱离。

具体地，本实施例中，连接传感器舱、浮标体、释放器和重物的缆绳9为高强度缆绳。

开展海洋地磁探测时，首先通过折臂吊或其他辅助设备将浮标体放入水中，然后依次放入地磁传感器、缆绳和释放器，最后放入重块。需要说明的是，缆绳的长度需要预先根据水深等条件设定好，以保证重块到达海底后，而浮标体刚好位于海面且没有很大活动余地。所有设备都入水并固定位置后，调查船进入工作状态，按照设定的测线进行地磁探测作业；地磁传感器根据预先设定的采样频率进行地磁场日变的观测，数据采集控制单元采集记录地磁传感器的数据，并发送给传输模块，传输模块将数据压缩后，通过无线电发送到通讯卫星，位于调查船或地面的接收装置接收通讯卫星传送的地磁日变观测数据；AIS天线实时地将浮标的位置和信息发布到周边一定范围的海域，便于周边的船只识别和打捞。海洋地磁测量结束时，发送声学命令，释放器与重块脱离，然后将浮标体，地磁传感器、缆绳和释放器依次回收到船上，作业结束。

采用本发明所述的装置在海域进行地磁场日变观测，能够将数据实时发送到调查船和岸上，从而地磁测量数据提供日变改正，提高远海地磁测量的精度。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种实时传输的海洋地磁日变观测装置，其特征在于，包括浮标体(1)、传感器舱(2)和释放回收单元(3)；所述传感器舱(2)内设置有地磁传感器，所述浮标体(1)包括密封舱体和设置在密封舱体内的控制电路，所述控制电路包括储能装置、数据采集控制单元、数据存储单元和传输模块，所述储能装置用于给浮标体(1)内的采集电路和传感器舱(2)内的地磁传感器供电，所述数据采集控制单元与所述数据存储单元和传输模块电连接，所述地磁传感器通过水密电缆(4)与所述浮标体(1)内的数据采集控制单元连接，所述浮标体(1)设置在海面上，并通过缆绳与传感器舱(2)连接，所述传感器舱(2)通过缆绳与释放回收单元(3)连接。

2.根据权利要求1所述的一种实时传输的海洋地磁日变观测装置，其特征在于，所述密封舱体为浮力材料制成的密封舱室，其外形为上表面为平面的半椭球形，所述传感器舱(2)的舱体为密封的玻璃浮球。

3.根据权利要求1所述的一种实时传输的海洋地磁日变观测装置，其特征在于，所述密封舱体的上表面设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板的输出端与所述储能装置的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的一种实时传输的海洋地磁日变观测装置，其特征在于，所述密封舱体的上表面设置有AIS天线(5)和无线电发射天线(6)，所述AIS天线(5)和无线电发射天线(6)与传输模块电连接。

5.根据权利要求1所述的一种实时传输的海洋地磁日变观测装置，其特征在于，所述释放回收单元(3)包括释放器(7)和重物(8)，所述释放器(7)的一端通过缆绳(9)与传感器舱(2)和浮标体(1)连接，另一端与重物(8)连接。

6.根据权利要求5所述的一种实时传输的海洋地磁日变观测装置，其特征在于，所述释放器(7)为声学释放器。

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