CN210442520U - 一种深海电磁探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种深海电磁探测器，包括发射装置以及接收装置，所述发射装置包括多层绕向不同的线圈，所述接收装置包括绕线盘和绕所述绕线盘形成的接收线圈，每一圈所述接收线圈在所述绕线盘的外壁上呈弯折状的环绕，且沿所述中轴线排列的相邻的两圈所述接收线圈的弯折结构呈镜面对称的设置。

Description

一种深海电磁探测器

技术领域

本实用新型属于海洋探测设备技术领域，尤其涉及一种深海电磁探测器。

背景技术

深海热液多金属硫化物矿产，是一种富含Cu、Pb、Zn、Au、Ag等金属元素的资源，通常赋存于水深1200-3700米的海底，广泛分布于大洋中脊、岛弧和弧后盆地等地质环境。目前而言，在海底油气层勘探中，主要使用的是海洋可控源电磁法，例如：

Imamura等利用垂直电偶源和水平电偶源海洋瞬变电磁法相配合的方法，得到了海底硫化物覆盖层的电导率以及硫化矿的厚度；

2011年，Nakayama等人将同轴的5m×5m的发射接收线圈，在海底以上 1m到10m范围内进行测量，结果表明海洋时域瞬变电磁可以有效探测海底矿体的边界和埋深；

2014年，Nakayama等人通过改进线圈测量系统发现海底硫化矿IP响应非常明显。

但是现有的电磁测量装置通常存在若提高探测能量，则出现互感过大，表层数据无法接收的问题；若需要降低探测装置的互感，则会导致探测能量较小，深海环境中深层数据无法接收的问题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种深海电磁探测器，以解决现有技术中电磁探测装置因探测能量过大导致的互感过大，表层数据无法接收的问题；以及为降低探测装置的互感影响，导致的探测能量较小，深海环境中深层数据无法接收的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种深海电磁探测器，包括发射装置以及接收装置，所述发射装置包括多层绕向不同的线圈，所述接收装置包括绕线盘和绕所述绕线盘形成的接收线圈，每一圈所述接收线圈在所述绕线盘的外壁上呈弯折状的环绕，且沿所述中轴线排列的相邻的两圈所述接收线圈的弯折结构呈镜面对称的设置。

更近一步的，所述发射装置包括由同一根导线绕制的第一线圈、第二线圈和第三线圈，所述第二线圈与所述第三线圈共平面的设置，所述第三线圈的直径大于所述第二线圈的直径，所述第一线圈位于所述第二线圈和所述第三线圈组成的平面的靠近所述接收装置的一侧；其中，所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈共中轴线地设置。

更近一步的，所述第一线圈与所述第二线圈的绕线方向相同，所述第一线圈与所述第三线圈的绕线方向相反；

或者，

所述第一线圈与所述第三线圈的绕线方向相同，所述第一线圈与所述第二线圈的绕线方向相反。

更近一步的，所述发射装置灌注有非导电胶体固化后形成密封的防水封装结构，所述发射装置的线圈中心形成实心结构。

更近一步的，所述接收装置包括绕所述绕线盘堆叠形成的多层所述接收线圈。

更近一步的，所述绕线盘的所述外壁上设置有紧密排列的绕线柱阵列，每个所述绕线柱均垂直与所述外壁，所述绕线柱交替排布，相邻的两个所述绕线柱的相邻面之间的距离与所述接收装置的导线的尺寸相配合，所述导线在同一周向排列的一列或者多列所述绕线柱的侧边穿过形成所述弯折状的线圈结构。

更近一步的，所述接收装置还包括封装外壳，所述绕线盘的中间空隙灌注有非导电胶体固化后形成密封的防水封装结构，所述绕线盘与所述封装外壳之间的空隙灌注有非导电胶体固化后形成密封的防水封装结构。

更近一步的，所述非导电胶体为环氧树脂。

本实用新型所达到的有益效果：本实用新型中的所述深海电磁探测器，所述发射装置包括多层绕向不同的线圈，增大了探测能量；同时接收装置的绕线盘上的每一层接收线圈呈弯折状环绕，沿所述中轴线排列的相邻的两圈所述接收线圈的弯折结构呈镜面对称的设置，消除了线间互感。另外，发射装置和接收装置经防水封装处理后，线圈中间都为实心，绕线盘实心结构形成了接收信号的稳定值，同时实心结构有效的降低了海水的影响。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种深海电磁探测器结构示意图；

图2是图1中的深海电磁探测器的绕线柱的结构示意图；

图3是图1中的深海电磁探测器的绕线柱阵列的展开结构示意图；

图4是本实用新型一实施例中的接收装置的绕线示意图；

图5是本实用新型另一实施例中的接收装置的绕线示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参考图1，为本实用新型一实施例中的深海电磁探测器的结构示意图。

电磁探测装置包括发射装置1，接收装置2。

其中，发射装置1包括多层绕向不同的线圈，接收装置2包括绕线盘21 和绕绕线盘21形成的接收线圈3，每一圈接收线圈3在绕线盘21的外壁上呈弯折状的环绕，且沿中轴线排列的相邻的两圈接收线圈3的弯折结构呈镜面对称的设置。

本实用新型中的深海电磁探测器100，发射装置1包括多层绕向不同的线圈，增大了探测能量；同时接收装置2的绕线盘21上的每一层接收线圈3呈弯折状环绕，沿中轴线排列的相邻的两圈接收线圈3的的弯折结构呈镜面对称的设置，消除了线间互感。

请参考图1-4，为本实用新型一实施例中的深海电磁探测器100的结构示意图。

电磁探测装置100包括发射装置1，接收装置2，前置信号放大器3和耐压控制舱5，前置信号放大器3设置于耐压控制舱5外，耐压控制舱5内时设置有控制器(图未示出)。

具体的，接收装置2位于发射装置1的上端，接收装置2与发射装置1共中轴线地设置，发射装置1发射一次场信号，接收装置2接收二次场信号，二次场信号通过前置放大器3将信号发大后传输至耐压控制舱5内的控制器。其中，前置信号放大器3可以为电流灵敏前置放大器、电压灵敏前置放大器或者电荷灵敏前置放大器；可选的，例如可以为电流灵敏的并联反馈电流放大器。

其中，发射装置1包括多层绕向不同的线圈，接收装置2包括绕线盘21 和绕绕线盘21形成的接收线圈3，每一圈接收线圈3在绕线盘21的外壁上呈锯齿状的环绕，且沿中轴线排列的相邻的两圈接收线圈3的锯齿交叉的排列。

本实用新型中的深海电磁探测器100，发射装置1包括多层绕向不同的线圈，增大了探测能量；同时接收装置2的绕线盘21上的每一层接收线圈3呈锯齿状环绕，沿中轴线排列的相邻的两圈接收线圈3的锯齿交叉的排列，消除了线间互感。

进一步地，发射装置1包括由同一根导线绕制的第一线圈11、第二线圈12 和第三线圈13，第二线圈12与第三线圈13共平面的设置，第三线圈13的直径大于第二线圈12的直径，第一线圈11位于第二线圈12和第三线圈13组成的平面的靠近接收装置2的一侧；其中，第一线圈11、第二线圈12和第三线圈13共中轴线地设置。

在一可选的实施例中，第一线圈11与第二线圈12的绕线方向相同，第一线圈11与第三线圈13的绕线方向相反；

在另一可选的实施例中，第一线圈11与第三线圈13的绕线方向相同，第一线圈11与第二线圈的12绕线方向相反。

在一较佳的实施例中，接收装置2包括绕绕线盘21堆叠形成的多层接收线圈3。具体的，接收线圈3在绕线盘21的侧壁上绕满一层后，反向在此缠绕形成多层结构。与普通的多层线圈相比，只是导线不是直导线，是锯齿状的导线。

请一并结合图1-3，具体的，在一较佳的实施例中，可以通过在绕线盘21 的外壁211上设置紧密排列的绕线柱阵列4，绕线柱阵列4中的每个绕线柱41 截面呈菱形，每个绕线柱41均垂直与外壁211，绕线柱41交替排布，相邻的两个绕线柱41的相邻面之间的距离与接收装置2的导线的尺寸相配合，导线在同一周向排列的一列或者多列绕线柱的侧边穿过形成锯齿状线圈结构。

请一并结合图3和图4，为一实施例中，接收装置2的导线在绕线盘21的外壁211上的绕线柱阵列4上的绕线方式示意图。导线在同一周向排列的绕线柱41的侧边穿过形成锯齿状线圈结构；且由于绕线柱阵列4的每一周向的绕线柱41的数量相同，在导线绕制完成一圈后，继续在绕线柱阵列4上相邻的绕线柱41上的相同的侧边进行绕制，由于绕线柱41交替排布，因此，导线在沿中轴线排列的相邻的两圈接收线圈3平行且锯齿交叉的排列。

请一并结合图3和图5，为另一实施例中，接收装置2的导线在绕线盘21 的外壁211上的绕线柱阵列4上的绕线方式示意图。导线在相邻的三列周向排列的绕线柱41-1、绕线柱41-2和绕线柱41-3之间形成的间隙间穿绕，即从O1 点出发，沿相邻的三列周向排列的绕线柱41-1、绕线柱41-2和绕线柱41-3之间形成的间隙间穿绕直至O2点，形成锯齿状线圈结构；且由于绕线柱阵列4 的每一周向的绕线柱41的数量相同，在导线绕制完成一圈后，从O2点出发，继续在绕线柱阵列4上相邻的绕线柱41-2、绕线柱41-3和绕线柱41-4之间形成的间隙间继续穿绕至O3，形成新的一圈接收线圈3，由于绕线柱41交替排布，因此，导线在相邻的三列周向排列的绕线柱之间形成的间隙间穿绕后，在沿中轴线排列的相邻的两圈接收线圈3的锯齿交叉的排列。

本领域技术人员，可以知道，接收装置2的导线在绕线盘21的外壁211 上的绕线柱阵列4上的绕线方式不限于上述两种，只要满足每一圈接收线圈3 在绕线盘21的外壁上呈锯齿状的环绕，且沿中轴线排列的相邻的两圈接收线圈 3的锯齿交叉排列即可，以消除线间的互感。

本领域技术人员，可以知道，接收线圈装置2的导线在绕线盘21的外壁 211上的绕线柱阵列4上的绕线方式不限于上述两种，只要满足每一圈接收线圈3在绕线盘21的外壁上呈锯齿状的环绕，且沿中轴线排列的相邻的两圈接收线圈3的锯齿交叉排列即可，以消除线间的互感。

可以理解的是，在其他实施例中，接收线圈装置2的导线在绕线盘21的外壁211上的环绕，也不一定需要使用绕线柱阵列4，可以直接在外壁211上环绕，形成上述锯齿结构。

可选的，在其他实施例中，所述绕线柱阵列4中的绕线柱41也可以不是菱形，可以是三棱柱，同样可以环绕形成交叉排列的锯齿结构。在此不再赘述。

上述实施例中的锯齿状交叉结构，可以认为是一种镜面对称的弯折结构。本领域技术人员只要满足每一圈接收线圈3在绕线盘21的外壁上呈弯折或者不规则形状环绕，达到消除互感的效果即可。

进一步的，发射装置2灌注有非导电胶体固化后形成密封的防水封装结构，发射装置2的线圈中心形成实心结构。

具体的，接收装置还包括封装外壳，绕线盘的中间空隙灌注有非导电胶体固化后形成密封的防水封装结构，绕线盘与封装外壳之间的空隙灌注有非导电胶体固化后形成密封的防水封装结构。

可选地，非导电胶体为环氧树脂。

发射装置1和接收装置2经防水封装处理后，线圈中间都为实心，绕线盘实心结构形成了接收信号的稳定值，同时实心结构有效的降低了海水的影响。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种深海电磁探测器，其特征在于，包括发射装置以及接收装置，所述发射装置包括多层绕向不同的线圈，所述接收装置包括绕线盘和绕所述绕线盘形成的接收线圈，每一圈所述接收线圈在所述绕线盘的外壁上呈弯折状的环绕，且沿中轴线排列的相邻的两圈所述接收线圈的弯折结构呈镜面对称的设置。

2.如权利要求1所述的深海电磁探测器，其特征在于，所述发射装置包括由同一根导线绕制的第一线圈、第二线圈和第三线圈，所述第二线圈与所述第三线圈共平面的设置，所述第三线圈的直径大于所述第二线圈的直径，所述第一线圈位于所述第二线圈和所述第三线圈组成的平面的靠近所述接收装置的一侧；其中，所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈共中轴线地设置。

3.如权利要求2所述的深海电磁探测器，其特征在于，所述第一线圈与所述第二线圈的绕线方向相同，所述第一线圈与所述第三线圈的绕线方向相反；

或者，

所述第一线圈与所述第三线圈的绕线方向相同，所述第一线圈与所述第二线圈的绕线方向相反。

4.如权利要求1所述的深海电磁探测器，其特征在于，所述发射装置灌注有非导电胶体固化后形成密封的防水封装结构，所述发射装置的线圈中心形成实心结构。

5.如权利要求1所述的深海电磁探测器，其特征在于，所述接收装置包括绕所述绕线盘堆叠形成的多层所述接收线圈。

6.如权利要求1所述的深海电磁探测器，其特征在于，所述绕线盘的所述外壁上设置有紧密排列的绕线柱阵列，每个所述绕线柱均垂直与所述外壁，所述绕线柱交替排布，相邻的两个所述绕线柱的相邻面之间的距离与所述接收装置的导线的尺寸相配合，所述导线在同一周向排列的一列或者多列所述绕线柱的侧边穿过形成所述弯折状的线圈结构。

7.如权利要求1-6中任一项所述的深海电磁探测器，其特征在于，所述接收装置还包括封装外壳，所述绕线盘的中间空隙灌注有非导电胶体固化后形成密封的防水封装结构，所述绕线盘与所述封装外壳之间的空隙灌注有非导电胶体固化后形成密封的防水封装结构。

8.如权利要求7所述的深海电磁探测器，其特征在于，所述非导电胶体为环氧树脂。

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