CN111487571B - 基于小场地的目标磁性测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于小场地的目标磁性测量方法，被测物体移动方向为纵向，横向布设两列间距、数量可调的磁传感器，两列的磁传感器数量和横向间隔均相等，两列磁传感器的纵向距离为L，将磁传感器置于被测物体下方待测深度；测量过程被测物体匀速从第二列磁传感器正上方的第一位置移动到第一列磁传感器正上方第二位置，移动距离为L，测量期间两列磁传感器同步同速率采集被测物体待测深度纵向位置信息和磁场信息；将两列磁传感器数据融合，即可获得被测物体待测深度的大平面磁场数据。缩短目标磁性动态测量时的移动距离、缩小测量范围，减小了位移传感器的累积误差，提高了动态测量方式的适用性和测量精度。

Description

基于小场地的目标磁性测量方法
技术领域
本发明涉及一种磁场测量技术，特别涉及一种基于小场地的目标磁性测量方法。
背景技术
现有技术测量需求：对于长度为L的被测物体，为评估其下方磁特性，通常需要测量其底部某一深度位置长度为2L的大平面磁场(以纵向对称中心为零点，纵向从-L至+L)，如图1所示，为节约建造成本，提高测量系统对于多种尺度被测物体的适用性，一般采用动态测量的方式予以实现，图2为某一被测物体底部大平面磁场的磁场强度分布。
如图3a、3b所示现有技术动态测磁方式侧视、俯视示意图，通过改变目标和传感器列的相对位置来获得被测物体的大平面磁场。通常是在纵向中心位置横向布设一列横向间距x和数量n均可调的磁传感器，将磁传感器置于被测物体下方目标深度D。为测量被测物体底部2L长度的大平面磁场，测量过程中被测物体匀速从位置1移动到位置2，移动距离为2L，所需的测试区长度至少为3L。测量期间同步采集目标纵向位置信息和磁场信息，经过计算机汇总分析获得目标物体的大平面磁场数据，大部分试验室均采用此种方式测量，应用范围较广。
针对长度为L的被测物体，若采用如图3a、3b所示的测磁方式进行测量，则至少需要3L长度的测量范围，且测量过程中需要2L长度的移动距离，会产生如下缺点：测量行程较大，可能会增加纵向地磁变化量；过长的行程会增加位移传感器在测量过程中的累积误差；对于长度较大的物体，整个测量系统所需的场地空间要求较大。
发明内容
本发明是针对现有技术所需测量范围大的问题，提出了一种基于小场地的目标磁性测量方法，减小在测量过程中对场地空间的需要，实现小场地条件下的磁场测量，同时减少测试时间，提高测试效率。
本发明的技术方案为：一种基于小场地的目标磁性测量方法，被测物体移动方向为纵向，横向布设两列横向间距x和数量n均可调的磁传感器，两列磁传感器的横向间距x和数量n均相等，且两列磁传感器的横向布置坐标一致，两列磁传感器的纵向距离为L，将磁传感器置于被测物体下方目标深度；测量过程中，使用导轨上的无磁轨道车将被测物体从第二列磁传感器正上方的第一位置匀速移动到第一列磁传感器正上方的第二位置，移动距离为L，测量过程实时采集被测物体的位置信息，并通过两列磁传感器同步采集被测物体下方目标深度处的磁场信息，从而获得被测物体下方两部分大平面磁场数据；第一列磁传感器位于被测物体初始位置前方，在被测物体匀速从第一位置移动到第二位置过程中，该列磁传感器采集被测物体下方纵向坐标+L至0范围的大平面磁场信息；第二列磁传感器位于被测物体初始位置正下方，在被测物体匀速从第一位置移动到第二位置过程中，该列磁传感器采集被测物体下方纵向坐标0至-L范围的大平面磁场信息；在计算机中，将两部分大平面磁场数据进行数据融合，即可获得被测物体目标深度处2L长度的大平面磁场数据。
所述两列磁传感器与被测物体在纵向距离为0时测量的磁场数据作为两组校验数据，两组校验数据的误差在设定范围内，认为测试数据有效，则将两部分大平面磁场数据进行数据融合，最终获得被测物体下方的大平面磁场数据。
本发明的有益效果在于：本发明基于小场地的目标磁性测量方法，缩短目标磁性动态测量时的移动距离、缩小测量范围，减小了位移传感器的累积误差，提高了动态测量方式的适用性和测量精度。
附图说明
图1为现有技术中被测物体底部大平面磁场测量点示意图；
图2为现有技术中被测物体底部大平面磁场三维图；
图3a为现有技术动态测磁方式侧视示意图；
图3b为现有技术动态测磁方式俯视示意图；
图4a为本发明基于小场地的目标磁性测量方法侧视示意图；
图4b为本发明基于小场地的目标磁性测量方法俯视示意图；
图5为本发明基于小场地的目标磁性测量方法前半部分大平面磁场的测量示意图；
图6为本发明基于小场地的目标磁性测量方法后半部分大平面磁场的测量示意图；
图7为本发明方法测试后融合后的大平面磁场示意图。
具体实施方式
如图4a、4b所示基于小场地的目标磁性测量方法侧视、俯视示意图，被测物体移动方向为纵向，横向布设两列横向间距x和数量n均可调的磁传感器，两列磁传感器的横向间距x和数量n均相等，且两列磁传感器的横向布置坐标一致，两列磁传感器的纵向距离为L，将磁传感器置于被测物体下方目标深度。测量过程中被测物体匀速从位置1移动到位置2，移动距离为L，且位置1、位置2分别为第二列磁传感器和第一列磁传感器正上方。测量过程中，使用导轨上的无磁轨道车将被测物体从位置1匀速移动到位置2，移动距离为L，测量期间实时采集被测物体的位置信息，并同步采集被测物体下方目标深度处的磁场信息，从而获得被测物体下方两部分大平面磁场数据。如图5所示，第一列磁传感器位于被测物体初始位置前方，以测试点为基点，在被测物体匀速从位置1移动到位置2过程中，该列磁传感器采集被测物体下方纵向坐标+L至0范围的大平面磁场信息，相当于测量图1中大平面磁场的前半部分；如图6所示，第二列磁传感器位于被测物体初始位置正下方，以测试点为基点，在被测物体匀速从位置1移动到位置2过程中，该列磁传感器采集被测物体下方纵向坐标0至-L范围的大平面磁场信息，相当于测量图1中大平面磁场的后半部分；在计算机中，将两部分大平面磁场数据进行数据融合，即可获得被测物体目标深度处2L长度的大平面磁场数据。该种方法将磁场测量的纵向空间需求由原技术的3L减小到2L，将测量过程中的移动距离由2L变为1L，能有效减小动态磁场测量方式对试验场地空间的需求，降低工程造价，并能缩短测量过程中的移动距离，提高测试精度，减少测试时间。
本发明在实施过程中将被测物体底部大平面磁场的测量分为两部分，这两部分由纵向距离为L的两列磁传感器测量获得，测量过程中将位置1设定在第二列磁传感器上方，将位置2设定在第一列磁传感器上方。
第一部分数据测量如图5所示，当被测物体从位置1匀速移动L距离到达位置2时，实时测量被测物体位置信息，第一列磁传感器同步采集磁场数据，获得被测物体底部前半部分(+L至0)大平面磁场数据。
第二部分数据测量如图6所示，当被测物体从位置1匀速移动L距离到达位置2时，实时测量被测物体位置信息，第二列磁传感器同步采集磁场数据，获得被测物体底部后半部分(0至-L)大平面磁场数据。
两部分测量同时进行，两列磁传感器均可测得被测物体下方0位置处的磁场数据，即磁传感器与被测物体在纵向距离为0时的磁场数据，并将该位置处的两组磁场数据作为校验数据，正常测试状况下，两组数据基本吻合，但当周围环境有干扰或测试故障时，此两组出现极大偏差，此时说明测试数据不可靠，因此将两个0位置测量的两组校验数据产生的误差进行分析判断，证明数据有效性后，则将两部分大平面磁场数据进行数据融合，最终获得被测物体下方的大平面磁场数据，并且两部分磁场数据同时测量，使得测试的时间大大缩短，提高了测试效率，测量结果如图7所示。
本发明实施过程中测试区范围仅2L长度，移动距离被减少至L长度。基于此，实现小场地条件下的磁场测量，降低工程造价，同时因测试行程的缩短能够起到提高测量精度和测试效率的作用。

Claims (2)

1.一种基于小场地的目标磁性测量方法，其特征在于，长度为L的被测物体移动方向为纵向，横向布设两列横向间距x和数量n均可调的磁传感器，两列磁传感器的横向间距x和数量n均相等，且两列磁传感器的横向布置坐标一致，两列磁传感器的纵向距离为L，将磁传感器置于被测物体下方目标深度；测量过程中，使用导轨上的无磁轨道车将被测物体从第二列磁传感器正上方的第一位置匀速移动到第一列磁传感器正上方的第二位置，移动距离为L，测量过程实时采集被测物体的位置信息，并通过两列磁传感器同步采集被测物体下方目标深度处的磁场信息，从而获得被测物体下方两部分大平面磁场数据；第一列磁传感器位于被测物体初始位置前方，在被测物体匀速从第一位置移动到第二位置过程中，该列磁传感器采集被测物体下方纵向坐标+L至0范围的大平面磁场信息；第二列磁传感器位于被测物体初始位置正下方，在被测物体匀速从第一位置移动到第二位置过程中，该列磁传感器采集被测物体下方纵向坐标0至-L范围的大平面磁场信息；在计算机中，将两部分大平面磁场数据进行数据融合，即可获得被测物体目标深度处2L长度的大平面磁场数据。
2.根据权利要求1所述基于小场地的目标磁性测量方法，其特征在于，所述两列磁传感器与被测物体在纵向距离为0时测量的磁场数据作为两组校验数据，两组校验数据的误差在设定范围内，认为测试数据有效，则将两部分大平面磁场数据进行数据融合，最终获得被测物体下方的大平面磁场数据。
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