RU2297650C2 - Method for finding underwater ferromagnetic objects - Google Patents

Method for finding underwater ferromagnetic objects Download PDF

Info

Publication number
RU2297650C2
RU2297650C2 RU2005122836/28A RU2005122836A RU2297650C2 RU 2297650 C2 RU2297650 C2 RU 2297650C2 RU 2005122836/28 A RU2005122836/28 A RU 2005122836/28A RU 2005122836 A RU2005122836 A RU 2005122836A RU 2297650 C2 RU2297650 C2 RU 2297650C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic field
ferromagnetic
sources
towed
masses
Prior art date
Application number
RU2005122836/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005122836A (en
Inventor
Александр Николаевич Добротворский (RU)
Александр Николаевич Добротворский
Сергей Петрович Алексеев (RU)
Сергей Петрович Алексеев
Евгений Андреевич Денесюк (RU)
Евгений Андреевич Денесюк
Борис Иванович Лобойко (RU)
Борис Иванович Лобойко
вец Владимир Васильевич Черн (RU)
Владимир Васильевич Чернявец
Original Assignee
Александр Николаевич Добротворский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Николаевич Добротворский filed Critical Александр Николаевич Добротворский
Priority to RU2005122836/28A priority Critical patent/RU2297650C2/en
Publication of RU2005122836A publication Critical patent/RU2005122836A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2297650C2 publication Critical patent/RU2297650C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

FIELD: technology for reconnaissance with usage of magnetic fields, possible use for finding underwater ferromagnetic objects.
SUBSTANCE: in accordance to method, to magnetic field sources are towed along research strip. Limits of research strip are set by dispersing ferromagnetic material, formed in form of masses in 1m3, positioned at distance of 80-170 meters from each other along axis of boundary with creation of a tetragon. By means of block for monitoring alternating operation of towed magnetic field sources, registration of total magnetic field of towed sources and ferromagnetic masses is performed by primary three-component transformer of magnetic field. Registered signals of total magnetic field of towed sources and ferromagnetic masses are amplified and transformed by a secondary transformer. Amplified and transformed signals of total magnetic field of towed sources and ferromagnetic masses are dispatched to computing block, in computing block, signal is determined, generated due to presence of ferromagnetic masses or underwater ferromagnetic object. Signal is sent from computing block to executing block with its following relay to monitoring block. Monitoring block ensures movement of towed magnetic field sources within given limits of research strip by means of determining signal coordinates in navigation module.
EFFECT: extended research strip.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области подводной добычи полезных ископаемых и обнаружения подводных объектов по искусственно созданным и естественным магнитным полям и может быть использовано для обеспечения навигационной безопасности при подходе нефтеналивных судов и газовозов при подходе к беспричальным морским загрузочно-разгрузочным буйковым терминалам типов BTL и STL, а также для обнаружения намагниченных навигационных опасностей (мели, банки, подводные скалы и т.п.).The invention relates to the field of underwater mining and detection of underwater objects by artificially created and natural magnetic fields and can be used to ensure navigational safety when approaching oil vessels and gas carriers when approaching unreasonable marine loading and unloading buoy terminals of types BTL and STL, as well as to detect magnetized navigational hazards (shallows, banks, underwater rocks, etc.).

Известен способ подводной добычи полезных ископаемых [1], включающий передвижение по ориентиру подводного добычного агрегата по дну параллельными полосами и сбор полезных ископаемых, в котором задание границ производят путем рассеивания ферромагнитного материала, а на агрегате устанавливают устройство для контроля наличия ферромагнитного материала и измерения величины магнитного поля, при этом при передвижении агрегата задание границы очередной полосы производят с борта агрегата одновременно со сбором ферромагнитного материала и полезного ископаемого на предыдущей полосе.There is a method of underwater mining of minerals [1], including moving along a landmark of an underwater mining unit along the bottom in parallel stripes and collecting minerals, in which the boundaries are set by dispersing the ferromagnetic material, and a device is installed on the unit for monitoring the presence of ferromagnetic material and measuring the magnitude of the magnetic fields, while moving the unit, the boundary of the next strip is set from the board of the unit simultaneously with the collection of ferromagnetic material and forest fossil in the previous lane.

Недостатком известного способа является малая ширина полосы обследования, что существенно увеличивает технологический процесс, а соответственно и материальные затраты.The disadvantage of this method is the small width of the strip of the survey, which significantly increases the process, and, accordingly, material costs.

Известен также способ обнаружения подводных объектов из ферромагнитных материалов, основанный на измерении напряженности магнитного поля вдоль полосы обследования с помощью магнетометра [2]. Данный способ также имеет малую ширину обследования, в частности при поиске ферромагнитных объектов, имеющих незначительное собственное поле.There is also a method of detecting underwater objects from ferromagnetic materials, based on measuring the magnetic field along the survey strip using a magnetometer [2]. This method also has a small inspection width, in particular when searching for ferromagnetic objects having a negligible intrinsic field.

Для обнаружения и измерения полезного сигнала в известных способах используется магнитная система [3], содержащая трехкомпонентный преобразователь магнитного поля, блок питания, блок усиления и преобразования сигнала, исполнительный блок, второй трехкомпонентный преобразователь магнитного поля, два источника магнитного поля, блок управления и вычислительный блок, в котором выходы первого и второго источников магнитного поля и выходы первого и второго трехкомпонентных преобразователей магнитного поля через блок управления соединены соответственно с блоком питания и блоком усиления и преобразования сигнала, выход которого через вычислительный блок соединен с входом исполнительного блока. При этом трехкомпонентные преобразователи и источники магнитного поля расположены в вершинах углов прямоугольника, ориентированного поперек полосы обследования, нижняя сторона которого образована источником и трехкомпонентным преобразователем магнитного поля.To detect and measure a useful signal in the known methods, a magnetic system [3] is used, comprising a three-component magnetic field converter, a power supply, a signal amplification and conversion unit, an executive unit, a second three-component magnetic field converter, two magnetic field sources, a control unit and a computing unit in which the outputs of the first and second magnetic field sources and the outputs of the first and second three-component magnetic field transducers are connected through a control unit respectively, with a power supply unit and a signal amplification and conversion unit, the output of which is connected through the computing unit to the input of the executive unit. In this case, three-component transducers and magnetic field sources are located at the vertices of the corners of a rectangle oriented across the survey strip, the lower side of which is formed by a source and a three-component magnetic field transducer.

Данная система по сравнению с известными способами [1, 2] за счет применения двух трехкомпонентных преобразователей магнитного поля повышает точность обнаружения подводных объектов и увеличивает ширину полосы обследования. Однако при поиске ферромагнитных объектов с незначительным собственным полем ширина полосы обследования характеризуется незначительной величиной. Кроме того, данная система практически неприменима для обнаружения слабонамагниченных объектов.This system compared with the known methods [1, 2] due to the use of two three-component magnetic field transducers increases the accuracy of detection of underwater objects and increases the width of the survey strip. However, when searching for ferromagnetic objects with an insignificant intrinsic field, the width of the survey strip is insignificant. In addition, this system is practically not applicable for the detection of weakly magnetized objects.

Из теории постоянных магнитов известно (см. например: Гордин В.М., Розе Е.Н., Углов Б.Д. Морская магнитометрия. М., Недра, 1986, с.232), что одной из основных характеристик постоянных магнитов является удельная магнитная энергияFrom the theory of permanent magnets it is known (see for example: Gordin V.M., Rose E.N., Uglov B.D. Marine magnetometry. M., Nedra, 1986, p.232), that one of the main characteristics of permanent magnets is specific magnetic energy

W=В·Н/2, (Дж/м3),W = V · N / 2, (J / m 3 ),

где В - магнитная индукция, Н - напряженность магнитного поля. where B is the magnetic induction, H is the magnetic field strength.

Данная энергия характеризует потенциальные возможности магнита накапливать магнитную энергию.This energy characterizes the potential ability of a magnet to store magnetic energy.

При этомWherein

(ВН)max≅Вr2/4r2μ0,(BH) max≅V r 2/4 0 μ r 2,

где Вr - остаточная магнитная индукция, μ0 - магнитная проницаемость породы магнита.where B r is the residual magnetic induction, μ 0 is the magnetic permeability of the magnet rock.

Исходя из значений максимальной удельной энергии, которую могут создавать те или иные магниты, можно оценить величину магнитного момента. С учетом того, что магнитный момент прямо пропорционален объему ферромагнитного материала, то результаты оценки для одного кубического метра магнитного материала с учетом, что

Figure 00000002
и
Figure 00000003
то
Figure 00000004
где
Figure 00000005
- намагниченность, М - магнитный момент, ν - объем магнитного материала.Based on the values of the maximum specific energy that these or those magnets can create, we can estimate the magnitude of the magnetic moment. Given that the magnetic moment is directly proportional to the volume of the ferromagnetic material, the results of the assessment for one cubic meter of magnetic material, taking into account that
Figure 00000002
and
Figure 00000003
then
Figure 00000004
Where
Figure 00000005
- magnetization, M - magnetic moment, ν - volume of magnetic material.

При ν=1м3

Figure 00000006
где μ0=4π·10-7.When ν = 1m 3
Figure 00000006
where μ 0 = 4π · 10 -7 .

Результаты расчета максимального магнитного момента, который может быть создан одним кубическим метром ферромагнитного материала, имеют следующие значения:The results of calculating the maximum magnetic moment that can be created by one cubic meter of ferromagnetic material have the following values:

- для сплавов Fe-Al-Ni-Co (Wmax=40·103 Дж/м3; Mmax=500 кА/м2; К=2·10-8);- for Fe-Al-Ni-Co alloys (Wmax = 40 · 10 3 J / m 3 ; Mmax = 500 kA / m 2 ; K = 2 · 10 -8 );

- для редкоземельных соединений типа SmCo (Wmax=72·103 Дж/м3; Mmax=670кА/м2; К=1,5·10-8);- for rare-earth compounds of the SmCo type (Wmax = 72 · 10 3 J / m 3 ; Mmax = 670 kA / m 2 ; K = 1.5 · 10 -8 );

- соединений на основе Fe, Fe-Co (Wmax=26·103 Дж/м3; Mmax=400 кА/м2; К=2,5·10-8);- compounds based on Fe, Fe-Co (Wmax = 26 · 10 3 J / m 3 ; Mmax = 400 kA / m 2 ; K = 2.5 · 10 -8 );

- различные стали типа ЕХЗ, Е7В6 и другие- various steels such as ЕХЗ, Е7В6 and others

(Wmax=1÷2·103 Дж/м3; Mmax=80÷110 кА/м2; К=9÷12·10-8).(Wmax = 1 ÷ 2 · 10 3 J / m 3 ; Mmax = 80 ÷ 110 kA / m 2 ; K = 9 ÷ 12 · 10 -8 ).

Наиболее высокую энергоемкость имеют соединения редкоземельных металлов (коэффициент 1,5·10-8) и стали (коэффициент 9÷12·10-8).Compounds of rare-earth metals (coefficient 1.5 · 10 -8 ) and steel (coefficient 9 ÷ 12 · 10 -8 ) have the highest energy intensity.

Оценка объема ферромагнитного материала, необходимого для создания на различных расстояниях r от центра источника магнитного поля, имеющего значения 1,10 и 100 НТл, выполненного на основании зависимости ν≅10-5·В/М·r3=kBr3, k=10-5/M - коэффициент, зависящий от используемого магнитного материала, показала (табл.1), что для создания постоянного магнитного поля с необходимой напряженностью 10 НТл на расстоянии от центра источника порядка 200 м необходимо, примерно, десять кубических метров стали или два кубических метра редкоземельных металлов.Estimation of the volume of ferromagnetic material necessary to create at various distances r from the center of a magnetic field source having values of 1.10 and 100 NT, based on the dependence ν≅10 -5 · V / M · r 3 = kBr 3 , k = 10 -5 / M - a coefficient depending on the magnetic material used, showed (Table 1) that to create a constant magnetic field with the required intensity of 10 NTL at a distance from the center of the source of about 200 m, approximately ten cubic meters of steel or two cubic meter of rare earth metals.

Таблица 1.Table 1. r, мr, m В=1НТлB = 1NT В=10НТлB = 10NT В=100НТлB = 100NTl В=1НТлB = 1NT В=10НТлB = 10NT В=100НТлB = 100NTl 50005000 100000100,000 10000001,000,000 1000000010,000,000 20002000 2000020000 200000200,000 10001000 100one hundred 10001000 1000010,000 20twenty 200200 20002000 500500 1010 100one hundred 10001000 22 20twenty 200200 200200 1one 1010 100one hundred 0,20.2 22 20twenty 100one hundred 0,10.1 1one 1010 0,020.02 0,20.2 22 50fifty 0,010.01 0,10.1 1one 0,0020.002 0,020.02 0,20.2

С учетом того, что средняя длина добычного агрегата или танкера составляет порядка 150 м, а погрешность модульных магнитных датчиков составляет 0,1-0,01 НТл (см. например - Семевский Р.Б., Аверкиев В.В., Яроцкий В.А. Специальная магнитометрия. С-П., Наука, 2002, с.164), то протяженность ферромагнитного материала вдоль рекомендованного курса движения для обнаружения полезного сигнала составит порядка 300 м. При этом значение ширины полосы обследования при использовании магнитометра вычисленное по формуле:Given the fact that the average length of a production unit or tanker is about 150 m, and the error of modular magnetic sensors is 0.1-0.01 NT (see, for example, Semevsky RB, Averkiev V.V., Yarotsky V. A. Special magnetometry (St.P., Nauka, 2002, p.164), the length of the ferromagnetic material along the recommended course of motion for detecting a useful signal will be about 300 m. In this case, the value of the inspection bandwidth using a magnetometer calculated by the formula:

В=[(1010M21222)1/3-Z2]1/2, где М - магнитный момент ферромагнитного материала, σ1 - чувствительность магнитометра, σ2 - уровень магнитных шумов, Z - глубина под первичным преобразователем магнитометра (при М=50 Э/м, Z=50 м, σ1=0,001 гаммы, σ2=1,73 гаммы) составит 214 м.B = [(10 10 M 2 / σ 1 2 + σ 2 2 ) 1/3 -Z 2 ] 1/2 , where M is the magnetic moment of the ferromagnetic material, σ 1 is the sensitivity of the magnetometer, σ 2 is the level of magnetic noise, Z - the depth under the primary transducer of the magnetometer (at M = 50 E / m, Z = 50 m, σ 1 = 0.001 gamma, σ 2 = 1.73 gamma) will be 214 m.

Сооружение такого искусственного ферромагнитного поля в морских условиях сопряжено с существенными материальными затратами, что в сочетании с малой шириной полосы обследования существенно сужает фукциональные возможности известных способов.The construction of such an artificial ferromagnetic field in marine conditions is associated with significant material costs, which, in combination with a small survey bandwidth, significantly reduces the functional possibilities of the known methods.

Задачей заявляемого технического решения является расширение функциональных возможностей известных способов.The objective of the proposed technical solution is to expand the functionality of known methods.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе подводной добычи полезных ископаемых и обнаружения подводных объектов по магнитным полям, включающем передвижение по ориентиру носителя измерения магнитного поля, с заданием границ путем рассеивания ферромагнитного материала или по естественном источникам магнитного поля с последующим измерением величины магнитного поля с созданием попеременного магнитного поля в двух диагонально расположенных вершинах четырехугольника, ориентированного поперек полосы обследования, образованной границами, нижняя сторона которого образована источником магнитного поля и измерителем и расположена на горизонте обследования, а верхняя сторона образована первичными трехкомпонентными преобразователями магнитометра - перед заданием границ путем рассеивания ферромагнитного материала, из ферромагнитного материала формируют массы объемом в один кубический метр, которые размещают на расстояниях 80÷170 м друг от друга по оси границы.The problem is solved due to the fact that in the method of underwater mining and detection of underwater objects in magnetic fields, including moving along a landmark of a magnetic field measurement carrier, setting boundaries by dispersing ferromagnetic material or natural sources of a magnetic field, followed by measuring the magnitude of the magnetic field with the creation of an alternating magnetic field in two diagonally located vertices of a quadrangle oriented across the survey strip, boundaries, the lower side of which is formed by the source of the magnetic field and the meter and is located on the survey horizon, and the upper side is formed by the primary three-component transducers of the magnetometer - before setting the boundaries by dispersing the ferromagnetic material, masses of one cubic meter are formed from the ferromagnetic material, which are placed at distances 80 ÷ 170 m from each other along the axis of the border.

В отличие от известных способов в заявляемом способе, перед заданием границ области обследования путем рассеивания ферромагнитного материала из него формируют массы объемом в один кубический метр, которые размещают на расстояниях 80÷170 м друг от друга по оси границы.Unlike the known methods in the present method, before setting the boundaries of the survey area by dispersing the ferromagnetic material, masses of one cubic meter are formed from it, which are placed at distances of 80-170 m from each other along the axis of the border.

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг.1 и 2). Фиг.1 - блок-схема измерительной системы магнитного поля, которая включает два буксируемых источника магнитного поля 1 и 2, подключенных посредством кабель-тросов 3 и 4 соответственно к блоку питания 5 через блок управления 6, два буксируемых первичных трехкомпонентных преобразователя магнитного поля 7 и 8, подключенных посредством кабель-тросов 9 и 10 соответственно ко вторичному преобразователю 11 через блок управления 6, вычислительный блок 12, вход которого подключен к выходу вторичного преобразователя 11, а выход подключен ко входу исполнительного блока 13. Фиг.2 - экспозиция полосы обследования. Массы ферромагнитного материала 14, ось границы 15, носитель 16 измерительной системы магнитного поля.The invention is illustrated by drawings (figures 1 and 2). Figure 1 - block diagram of a measuring system of a magnetic field, which includes two towed sources of magnetic field 1 and 2, connected via cable cables 3 and 4, respectively, to the power supply 5 through the control unit 6, two towed primary three-component magnetic field transducer 7 and 8, connected via cable cables 9 and 10, respectively, to the secondary Converter 11 through the control unit 6, the computing unit 12, the input of which is connected to the output of the secondary Converter 11, and the output is connected to the input flax block 13. Figure 2 - exposure of the survey strip. The masses of ferromagnetic material 14, the axis of the boundary 15, the carrier 16 of the measuring system of the magnetic field.

Измерительная система работает следующим образом. В процессе буксировки вдоль полосы обследования посредством блока управления 6 осуществляется попеременная работа источников магнитного поля 1 и 2. Суммарное магнитное поле источника 1 и ферромагнитных масс 14 воздействует на первичный трекомпонентный преобразователь магнитного поля 8, а суммарное магнитное поле источника 2 и ферромагнитных масс 14 воздействует на первичный трекомпонентный преобразователь магнитного поля 7. Сигналы, возникающие при этом, поступают на вход вторичного преобразователя 11, который усиливает и преобразует сигналы. Из вторичного преобразователя 11 сигналы попеременно поступают в вычислительный блок 12, который определяет сигнал, обусловленный наличием ферромагнитных масс или подводного ферромагнитного объекта (при поиске подводных объектов). Далее сигнал поступает на исполнительный блок 13, где он регистрируется и транслируется на систему управления носителя 16, обеспечивающую движение носителя в заданных границах области обследования (производства работ). При поиске подводных объектов сигнал поступает в навигационный модуль, где определяются его координаты.The measuring system operates as follows. In the process of towing along the survey strip by means of the control unit 6, the magnetic sources 1 and 2 are alternately operated. The total magnetic field of the source 1 and the ferromagnetic masses 14 act on the primary track component transducer of the magnetic field 8, and the total magnetic field of the source 2 and ferromagnetic masses 14 affects primary track component magnetic field transducer 7. The signals arising from this are fed to the input of the secondary transducer 11, which amplifies and converts the signal Ala. From the secondary Converter 11, the signals alternately enter the computing unit 12, which determines the signal due to the presence of ferromagnetic masses or an underwater ferromagnetic object (when searching for underwater objects). Next, the signal is fed to the Executive unit 13, where it is recorded and transmitted to the media control system 16, which ensures the movement of the medium within the specified boundaries of the survey area (work). When searching for underwater objects, the signal enters the navigation module, where its coordinates are determined.

Чувствительность данной измерительной системы к обнаружению магнитных полей ферромагнитных источников характеризуется погрешностью определения сигнала mc, которая определяется в соответствии с выражениемThe sensitivity of this measuring system to the detection of magnetic fields of ferromagnetic sources is characterized by an error in the determination of the signal m c , which is determined in accordance with the expression

Figure 00000007
Figure 00000007

где m1, m2 - погрешности определения чувствительности первичных трехкомпонентных преобразователей магнитного поля 7 и 8 соответственно, mΔс - погрешность определения величины сигнала, характеризующего наличие ферромагнитных масс или подводного объекта, обусловленная изменением начального приращения между расстояниями от источника магнитного поля 1 до первичного трехкомпонентного преобразователя 8 и от источника магнитного поля 2 до первичного трехкомпонентного преобразователя 7. Значение mΔс можно определить по формуле mΔс=3M/S×mΔс, где М - магнитный момент источника магнитного поля, S - расстояние от источника магнитного поля 2 до первичного трехкомпонентного преобразователя 7, mΔс - погрешность определения изменения начального приращения расстояний от источника магнитного поля 1 до первичного трехкомпонентного преобразователя 7.where m 1 , m 2 are the errors in determining the sensitivity of the primary three-component magnetic field transducers 7 and 8, respectively, m Δс is the error in determining the magnitude of the signal characterizing the presence of ferromagnetic masses or an underwater object due to a change in the initial increment between the distances from the magnetic field source 1 to the primary three-component converter 8 and the magnetic field source 2 to the three-primary converter 7. The value Δs m can be determined from the formula Δs m = 3M / S × m Δs, g e M - magnetic moment of the magnetic field source, S - distance from the magnetic field source 2 to the three-primary converter 7, m Δs - error in determining the change in the initial increment of distance from the magnetic field source 1 to the three-primary converter 7.

Для частного случая, когда оси Х первичных трехкомпонентных преобразователей магнитного поля 7 и 8 ориентированы вдоль полосы обследования, значение mΔs определяется по формулеFor a special case, when the X axis of the primary three-component magnetic field transducers 7 and 8 are oriented along the survey strip, the value of m Δs is determined by the formula

Figure 00000008
Figure 00000008

где mΔу'; mΔу" - погрешности определения приращения координаты У источника магнитного поля 1 относительно первичного трехкомпонентного преобразователя 7 и источника магнитного поля 2 относительно первичного трехкомпонентного преобразователя 8 соответственно.where m Δy '; m Δy "- errors in determining the increment of the coordinate of the source of magnetic field 1 relative to the primary three-component transducer 7 and the source of magnetic field 2 relative to the primary three-component transducer 8, respectively.

Значения mΔу определяются по формулам

Figure 00000009
The values of m Δy are determined by the formulas
Figure 00000009

где my1, my2 - погрешности определения координаты У источника магнитного поля 1 относительно первичного трехкомпонентного преобразователя магнитного поля 7 в начале и в процессе движения носителя соответственно, my1, my2 - погрешности определения координаты У источника магнитного поля 2 относительно первичного преобразователя магнитного поля 3 в начале и в процессе движения носителя. Значения my1, my2, my1, my2 определяются по формулеwhere m y1 , m y2 are the errors in determining the coordinate of the source of magnetic field 1 relative to the primary three-component magnetic field transducer 7 at the beginning and in the process of movement of the carrier, respectively, m y1 , m y2 are the errors of determining the coordinate of the source of magnetic field 2 relative to the primary magnetic field transducer 3 at the beginning and in the process of movement of the medium. The values of m y1 , m y2 , m y1 , m y2 are determined by the formula

Figure 00000010
Figure 00000010

где А - амплитуда напряженности источника магнитного поля, измеренная в месте нахождения первичного трехкомпонентного преобразователя магнитного поля, ΔА - погрешность измерения A, ΔM - погрешность определения М, D - расстояние между источником магнитного поля 1 и первичным трехкомпонентным преобразователем магнитного поля 8, Dx - проекция D на ось X. Например, для случая, когда m1, m2=0,0001 гаммы, М=1000 Э/м, S-500 м, А=10 Э, ΔА=10 Э ΔМ=0,5 Э/м, Dx=100 м, D=150 м, погрешность определения составит mc=0,002 гаммы. При М равном 1000 эм и mc равной 0 002 гаммы ширина полосы обследования В, рассчитанная по формуле

Figure 00000011
составит 4000 м, что более чем в 10 раз выше, чем у известных способов (В=300 м).where A is the amplitude of the source of the magnetic field measured at the location of the primary three-component magnetic field transducer, ΔA is the measurement error A, ΔM is the measurement error M, D is the distance between the magnetic field source 1 and the primary three-component magnetic field transducer 8, Dx is the projection D to the X axis. For example, for the case when m1, m2 = 0.0001 gamma, M = 1000 E / m, S-500 m, A = 10 O, ΔA = 10 O ΔM = 0.5 E / m, Dx = 100 m, D = 150 m, the error of determination will be m c = 0.002 gamma. When M is equal to 1000 em and m c equal to 0 002 gamma, the width of the examination strip B calculated by
Figure 00000011
will be 4000 m, which is more than 10 times higher than that of the known methods (B = 300 m).

Создание магнитного поля в двух диагонально расположенных вершинах четырехугольника, ориентированного поперек полосы обследования, образованной границами, нижняя сторона которого образована источником магнитного поля 1 и первичным трехкомпонентным преобразователем 8 с расположением ее на горизонте обследования, а верхняя сторона образована источником магнитного поля 2 и первичным трехкомпонентным преобразователем 7 с образованием границ путем рассеивания ферромагнитного материала объемом один кубический метр на расстоянии 80÷170 м друг от друга по оси границы, позволяет создать постоянное магнитное поле с напряженностью 10 НТл с использованием магнитометров с чувствительностью 0,001÷0,0001 гаммы, что позволяет осуществлять обнаружение ферромагнитных объектов при ширине полосы обследования до 5000 м и маломагнитных объектов с шириной полосы обследования 1000 м и более.The creation of a magnetic field in two diagonally located vertices of a quadrangle oriented across the survey strip formed by the boundaries, the lower side of which is formed by the magnetic field source 1 and the primary three-component transducer 8 with its location on the survey horizon, and the upper side is formed by the magnetic field 2 and the primary three-component transducer 7 with the formation of boundaries by dispersing ferromagnetic material with a volume of one cubic meter at a distance of 80 ÷ 170 m a friend from each other along the axis of the border, allows you to create a constant magnetic field with a strength of 10 NT using magnetometers with a sensitivity of 0.001 ÷ 0.0001 gamma, which allows the detection of ferromagnetic objects with a survey bandwidth of up to 5000 m and low-magnetic objects with a survey bandwidth of 1000 m and more.

В предлагаемом способе исключаются из результатов обработки систематические погрешности и погрешности, обусловленные магнитным полем Земли и его вариациями за счет компенсационного принципа функционирования измерительной системы в сочетании с расположением ферромагнитного материала, образующего границы области обследования в определенном порядке, что повышает достоверности результатов обследования. Создание искусственного магнитного поля из масс ферромагнитного материала, расположенного в определенном порядке, позволяет при подходах к беспричальным морским загрузочно-разгрузочным буйковым терминалам типа BTL и STL обеспечить навигационную безопасность судов и снижает время выхода на эти станции. В этом варианте использования предлагаемого способа магнитометры могут быть установлены в подводной части шахты лага или гидроакустической аппаратуры в носовой части судна. При расположении магнитометров в судовых условиях созданное искусственное магнитное поле из масс ферромагнитного материала может быть также использовано в качестве кабельной мерной линии для проведения натурных испытаний судовых технических средств навигации (см., например, Кораблев А.Е., Массаров В.Ф. Электромагнитные навигационные системы и приборы. Л., ВМА, с.9).In the proposed method, systematic errors and errors due to the Earth’s magnetic field and its variations due to the compensation principle of the measuring system’s functioning in combination with the location of the ferromagnetic material forming the boundaries of the survey area in a certain order are excluded from the processing results, which increases the reliability of the survey results. The creation of an artificial magnetic field from the masses of ferromagnetic material located in a certain order allows, when approaching unchallenged marine loading and unloading buoy terminals of the BTL and STL type, to ensure navigational safety of ships and reduces the time to exit to these stations. In this embodiment, the use of the proposed method, the magnetometers can be installed in the underwater part of the shaft lag or sonar equipment in the bow of the vessel. When the magnetometers are located in ship conditions, the created artificial magnetic field from the masses of ferromagnetic material can also be used as a cable measuring line for field tests of ship technical navigation aids (see, for example, Korablev A.E., Massarov V.F. Electromagnetic navigation systems and devices. L., VMA, p. 9).

Кроме того, посредством предлагаемого способа может осуществляться поиск и обнаружение подводных объектов, состоящих из ферромагнитных материалов (железо, сталь и т.п.), подводных опасностей (банки, рифы, скалы), имеющих в своем составе маломагнитные материалы (песок, глина, галька и т.п.).In addition, by means of the proposed method, the search and detection of underwater objects consisting of ferromagnetic materials (iron, steel, etc.), underwater hazards (banks, reefs, rocks) containing low-magnetic materials (sand, clay, pebbles, etc.).

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2030583.1. Patent of the Russian Federation No. 2030583.

2. Системы, приборы и устройства подводного поиска/Жуков Р.Ф., Кондратович А.А., Могильный С.Д., Ципко Б.И. - М., Военное издательство МО СССР, 1972, с.7-9, с.114-120.2. Systems, instruments and devices for underwater search / Zhukov RF, Kondratovich AA, Mogilny SD, Tsipko B.I. - M., Military Publishing House of the Ministry of Defense of the USSR, 1972, p. 7-9, p. 114-120.

3. Авторское свидетельство СССР №727007.3. Copyright certificate of the USSR No. 727007.

Claims (1)

Способ обнаружения подводных ферромагнитных объектов, включающий буксировку двух источников магнитного поля вдоль полосы обследования с заданием ей границ путем рассеивания ферромагнитного материала, сформированного в виде масс в один кубический метр, размещенных на расстоянии 80-170 м друг от друга вдоль оси границы с образованием четырехугольника, осуществление посредством блока управления попеременной работы буксируемых источников магнитного поля, регистрацию суммарного магнитного поля буксируемых источников и ферромагнитных масс первичным трехкомпонентным преобразователем магнитного поля, усиление и преобразование зарегистрированных сигналов суммарного магнитного поля буксируемых источников и ферромагнитных масс вторичным преобразователем, передачу усиленных и преобразованных сигналов суммарного магнитного поля буксируемых источников и ферромагнитных масс в вычислительный блок, определяющий сигнал, обусловленный наличием ферромагнитных масс или подводного ферромагнитного объекта, передачу сигнала с вычислительного блока на исполнительный блок с последующей его ретрансляцией в блок управления, обеспечивающий движение буксируемых источников магнитного поля в заданных границах полосы обследования путем определения координат сигнала в навигационном модуле.A method for detecting underwater ferromagnetic objects, including towing two sources of a magnetic field along a survey strip with setting boundaries by dispersing ferromagnetic material formed in the form of masses of one cubic meter, located at a distance of 80-170 m from each other along the axis of the border with the formation of a quadrangle, the implementation of the alternating operation of the towed sources of the magnetic field through the control unit, registration of the total magnetic field of the towed sources and ferromagnetic ma with a primary three-component magnetic field converter, amplification and conversion of the recorded signals of the total magnetic field of the towed sources and ferromagnetic masses by a secondary converter, transmission of the amplified and converted signals of the total magnetic field of the towed sources and ferromagnetic masses to the computing unit that determines the signal due to the presence of ferromagnetic masses or underwater ferromagnetic object, signal transmission from the computing unit to the executive unit with by its next relaying to the control unit, which provides the towed sources of the magnetic field movement at the specified boundaries of the survey strip by determining the coordinates of the signal in the navigation module.
RU2005122836/28A 2005-07-18 2005-07-18 Method for finding underwater ferromagnetic objects RU2297650C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005122836/28A RU2297650C2 (en) 2005-07-18 2005-07-18 Method for finding underwater ferromagnetic objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005122836/28A RU2297650C2 (en) 2005-07-18 2005-07-18 Method for finding underwater ferromagnetic objects

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005122836A RU2005122836A (en) 2007-02-10
RU2297650C2 true RU2297650C2 (en) 2007-04-20

Family

ID=37862055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005122836/28A RU2297650C2 (en) 2005-07-18 2005-07-18 Method for finding underwater ferromagnetic objects

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2297650C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444765C2 (en) * 2009-12-18 2012-03-10 Григорий Николаевич Щербаков Method and apparatus for detecting ferromagnetic objects in water
RU2615050C2 (en) * 2015-06-08 2017-04-03 Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт" (АО "ГНИНГИ") Method of detecting underwater ferromagnetic objects and system for detecting underwater ferromagnetic objects
RU2780080C1 (en) * 2021-11-24 2022-09-19 АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ЭЙРБУРГ" (АО "Эйрбург") Method for data unification in the interaction of a ground control station with robotic complexes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Геофизические методы исследования. Учеб. пособие под ред. В.К.Хмелевского. - М.: Недра, 1988, стр.57. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444765C2 (en) * 2009-12-18 2012-03-10 Григорий Николаевич Щербаков Method and apparatus for detecting ferromagnetic objects in water
RU2615050C2 (en) * 2015-06-08 2017-04-03 Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт" (АО "ГНИНГИ") Method of detecting underwater ferromagnetic objects and system for detecting underwater ferromagnetic objects
RU2780080C1 (en) * 2021-11-24 2022-09-19 АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ЭЙРБУРГ" (АО "Эйрбург") Method for data unification in the interaction of a ground control station with robotic complexes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005122836A (en) 2007-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Brauer et al. Eddy current testing of metallic sheets with defects using force measurements
RU2297650C2 (en) Method for finding underwater ferromagnetic objects
RU2615050C2 (en) Method of detecting underwater ferromagnetic objects and system for detecting underwater ferromagnetic objects
US20210131267A1 (en) Imaging inside a structure using magneto quasistatic fields
RU164969U1 (en) SENSOR ASSEMBLY FOR DIAGNOSTIC OF TECHNICAL CONDITION OF UNDERGROUND PIPELINES
RU2510500C1 (en) Method and device for diagnostics of buried pipeline
CN113093290B (en) Method for detecting weak secondary field signal under same-frequency strong magnetic interference background
Barrow et al. Collection and analysis of multi-sensor ordnance signatures with MTADS
Bruschini Metal detectors in civil engineering and humanitarian demining: overview and tests of a commercial visualizing system
Mutton Superparamagnetic effects in EM surveys for mineral exploration
CN113195356B (en) Demagnetizing and characteristic measuring device
Osler et al. A sediment probe for the rapid assessment of seabed characteristics
RU2206109C1 (en) Facility determining induction of geomagnetic field from mobile object
Lees et al. Problems associated with quantitative magnetic sourcing of sediments of the Scarborough to Mablethorpe coast, northeast England, UK
RU2181460C1 (en) Foreign matter-in-pipe line detector
RU2136020C1 (en) Method for detection and tracking of electrical conducting extended underwater object from board the underwater search mount
JP2011133308A (en) Magnetic probing system and method of determining magnetic probing
RU2207599C1 (en) Facility establishing induction of geomagnetic field from mobile object
US20230333057A1 (en) Magnetic gradiometer based on magnetic tunnel junctions in magnetic vortex state (vortex mtj)
Vyhnánek Magnetic sensors and gradiometers for detection of objects
US20240003849A1 (en) Method for inspecting pipelines and associated inspection device
RU2319178C2 (en) Method for searching flooded and silted objects on sea bottom
Tchernychev et al. Transverse Total Magnetic Field Gradiometer Marine Survey in Hawaii: The Quasi-Analytic Signal Approach and Multi-Channel Total Field Dipole Modeling
Foss et al. Magnetic field surveys with a source of known magnetization
SU1670637A1 (en) Method of measuring magnetic induction vector projections from a moving platform and the device for its implementation