單艙球集成海底電磁儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于海洋勘測(cè)地球物理測(cè)量領(lǐng)域?qū)５状艌?chǎng)信號(hào)探測(cè)儀器，尤其是單艙球集成海底電磁儀。
【背景技術(shù)】
[0002]獲取海底的地球物理信息，需要采用綜合的地球物理探測(cè)方法。但在我國由于技術(shù)原因，電磁法、核放射性法和天然地震法等，長期未能進(jìn)入海洋勘查領(lǐng)域。其難點(diǎn)表現(xiàn)為，這些方法所用的探測(cè)儀必需下沉至海底進(jìn)行測(cè)量。與陸上儀器的不同點(diǎn)在于，水下儀器需解決密封承壓、拖曳行進(jìn)以及投放與回收等關(guān)鍵技術(shù)?！熬盼濉逼陂g，中國海洋物探儀器的研制取得突破。五分量海底大地電磁儀、海洋拖曳式多道丫射線能譜儀和寬頻帶大動(dòng)態(tài)三分量數(shù)字記錄海底地震儀等先進(jìn)的探測(cè)儀器相繼研制成功，并投入了試驗(yàn)。
[0003]目前，世界各國分別研制了進(jìn)行海底探測(cè)的測(cè)量?jī)x器。日本和美國的海底電場(chǎng)儀體積都較大，均設(shè)有兩個(gè)或多個(gè)儀器艙，以及兩根不可折疊的電極臂。一條直線上的電極臂最遠(yuǎn)端距離一般為8-15米左右，電極臂外端另設(shè)有電測(cè)量裝置。由于上述電場(chǎng)儀的電極臂不可彎折，在將儀器投放入海的過程中，需要利用長臂吊車等大型機(jī)械輔助投放，經(jīng)過一段工作時(shí)間后還需進(jìn)行輔助回收，造成施工作業(yè)困難較大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種單艙球集成海底電磁儀，功能集成度高、便攜性好，方便海上施工與投放回收。
[0005]本實(shí)用新型的目的將通過以下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn):包括電極臂，磁傳感器、沉耦架、脫鉤機(jī)構(gòu)、儀器艙、水聲傳感器、塑料艙殼、玻璃艙球、鋰電池、電場(chǎng)采集器、水聲通訊板、電場(chǎng)傳感器、方位傳感器、姿態(tài)傳感器和數(shù)據(jù)采集器；一只球形的儀器艙安置在沉耦架上，在儀器艙頂部安置脫鉤機(jī)構(gòu)，并以鎖緊螺栓緊固拉緊鋼絲將三者緊固捆扎；儀器艙外部周緣連接電極臂，電極臂外端設(shè)有電場(chǎng)傳感器；儀器艙內(nèi)部采用一體化方式封裝，儀器艙外部為塑料艙殼，塑料艙殼內(nèi)中部有玻璃艙球，塑料艙殼內(nèi)的玻璃艙球頂部安裝水聲傳感器，玻璃艙球的內(nèi)部固定安裝有鋰電池、水聲通訊板、電場(chǎng)采集器、磁傳感器、電場(chǎng)傳感器、方位傳感器、姿態(tài)傳感器以及數(shù)據(jù)采集器。
[0006]尤其是，電極臂有四根，相鄰兩根電極臂之間成90°間隔均勻分布。電極臂內(nèi)端以螺栓通過旋轉(zhuǎn)頭固裝于儀器艙外。每根電極臂由兩根2.5米長的電極臂管通過臂管連接扣緊固連接，每根電極臂外端通過極罐轉(zhuǎn)接頭連接極罐，所述極罐內(nèi)部設(shè)有電場(chǎng)傳感器，極罐上開孔。
[0007]尤其是，在沉耦架上儀器艙旁對(duì)稱安置浮力裝置，浮力裝置與儀器艙固定連接。
[0008]尤其是，磁傳感器為三分量磁傳感器，磁傳感器磁探頭外置于儀器艙上部外壁上。
[0009]尤其是，塑料艙殼由上、下二個(gè)部分構(gòu)成，其周緣通過螺栓固定并壓緊內(nèi)部的玻璃艙球；玻璃艙球也包括上、下二個(gè)半球，其間接縫處通過密封膠泥密封，同時(shí)在該接縫處外部纏有3M膠帶保護(hù)密封膠泥。
[0010]尤其是，玻璃艙球上部外側(cè)固定密封插頭。
[0011]尤其是，在玻璃艙球內(nèi)部，電場(chǎng)采集器底部水平固定下托盤，下托盤外緣固定在玻璃艙球內(nèi)下部?jī)?nèi)壁，而且，在電場(chǎng)采集器兩側(cè)分別固定一組鋰電池，在電場(chǎng)采集器上方水平固定上托盤，上托盤上安裝水聲通訊板，上托盤外緣通過O型圈頂緊玻璃艙球內(nèi)上部?jī)?nèi)壁。
[0012]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果:采用單艙球的一體化結(jié)構(gòu)，磁探頭外置，有效減少艙內(nèi)元件對(duì)其產(chǎn)生的磁干擾，使測(cè)量數(shù)據(jù)更精確。集成電場(chǎng)測(cè)量和磁場(chǎng)測(cè)量、記錄功能，減少儀器投放數(shù)量，電極臂可伸縮拆卸，可旋轉(zhuǎn)豎起，并可在投放入海后展開放平；能夠自主沉放及起浮，并易于投放和定向。方便海上操作，可以在不利用長臂吊車等大型機(jī)械設(shè)備的輔助下，方便地進(jìn)行施工作業(yè)和維護(hù)使用，電極臂內(nèi)部采用鈦合金結(jié)構(gòu)，可保證足夠的強(qiáng)度和韌性，外包塑料軟管，避免產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)而影響測(cè)量記錄。具有耐壓、耐腐蝕和防水功能，能夠順利沉放及起浮回收，可在海底穩(wěn)定工作。集成通用脫鉤機(jī)構(gòu)，通用性強(qiáng)。顯著低科研成本。準(zhǔn)確率高、自動(dòng)化程度高，適用于海洋石油和礦產(chǎn)勘探、海洋地質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)查等領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型中實(shí)施例1的立體結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖2是圖1中部分結(jié)構(gòu)縱截面示意圖，其中電極臂部分未示出
[0015]附圖標(biāo)記包括:
[0016]電極臂1、浮力裝置2、臂管連接扣3、磁傳感器4、沉耦架5、脫鉤機(jī)構(gòu)6、儀器艙7、水聲傳感器8、塑料艙殼9、玻璃艙球10、0型圈11、上托盤12、鋰電池13、密封插頭14、電場(chǎng)采集器15、密封膠泥16、下托盤17、水聲通訊板18。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本實(shí)用新型原理在于，儀器艙7內(nèi)部設(shè)有用于電場(chǎng)和磁場(chǎng)測(cè)量、記錄的設(shè)備；將電場(chǎng)、磁場(chǎng)測(cè)量功能集中于單一艙球內(nèi)，可保證可靠的電磁場(chǎng)探測(cè)要求并減少儀器數(shù)量，易于安裝和投放，具有耐壓、耐腐蝕和防水功能，能夠順利沉放及起伏回收，可在海底穩(wěn)定工作。
[0018]本實(shí)用新型用于海底電場(chǎng)磁場(chǎng)觀測(cè)、油氣勘探和地質(zhì)調(diào)查。在保證可靠的電場(chǎng)磁場(chǎng)探測(cè)要求的前提下，以便攜結(jié)構(gòu)集成多功能設(shè)備，減小儀器體積，易于安裝與投放，具有耐壓、耐腐蝕和防水功能，能夠順利沉放及起伏回收，可在海底穩(wěn)定工作?？s減改進(jìn)現(xiàn)有海底電場(chǎng)磁場(chǎng)測(cè)量需投放多個(gè)儀器艙的繁瑣復(fù)雜而效率較低狀況，并改善甚至克服現(xiàn)有探測(cè)裝置系統(tǒng)復(fù)雜、方向定位精度低、投放與回收操作不便等問題。
[0019]本實(shí)用新型中，儀器艙7為單艙球型結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部集成電場(chǎng)儀與磁場(chǎng)儀，集兩者功能于一身，方便測(cè)量記錄，效率高，降低研發(fā)探測(cè)成本。
[0020]本實(shí)用新型包括:電極臂1，磁傳感器4、沉耦架5、脫鉤機(jī)構(gòu)6、儀器艙7、水聲傳感器8、塑料艙殼9、玻璃艙球10、鋰電池13、電場(chǎng)采集器15、水聲通訊板18、電場(chǎng)傳感器、方位傳感器、姿態(tài)傳感器和數(shù)據(jù)采集器。
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0022]實(shí)施例1:如附圖1和2所示，一只球形的儀器艙7安置在沉耦架5上，在儀器艙7頂部安置脫鉤機(jī)構(gòu)6，并以鎖緊螺栓緊固拉緊鋼絲將三者緊固捆扎；儀器艙7外部周緣連接電極臂1，電極臂I外端設(shè)有電場(chǎng)傳感器；儀器艙7內(nèi)部采用一體化方式封裝，儀器艙7外部為塑料艙殼9，在塑料艙殼9內(nèi)中部有玻璃艙球10，在塑料艙殼9內(nèi)的玻璃艙球10頂部安裝水聲傳感器8，玻璃艙球10的內(nèi)部固定安裝有鋰電池13、水聲通訊板18、電場(chǎng)采集器15、磁傳感器4、電場(chǎng)傳感器、方位傳感器、姿態(tài)傳感器以及數(shù)據(jù)采集器。
[0023]前述中，電極臂I有四根，相鄰兩根電極臂I之間成90°間隔均勻分布。電極臂I內(nèi)端以螺栓通過旋轉(zhuǎn)頭固裝于儀器艙7外。每根電極臂I由兩根2.5米長的電極臂管通過臂管連接扣3緊固連接，每根電極臂I外端通過極罐轉(zhuǎn)接頭連接極罐，所述極罐內(nèi)部設(shè)有電場(chǎng)傳感器，極罐上開孔，極罐內(nèi)部的海水與極罐外部導(dǎo)通。電極臂I可伸縮拆卸，便于運(yùn)輸和組裝，提高投放及回收效率。電極臂I內(nèi)部采用鈦合金材質(zhì)，保證有足夠的強(qiáng)度和韌性，外包塑料軟管，保證其不會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)而影響測(cè)量記錄。
[0024]前述中，在沉耦架5上儀器艙7旁對(duì)稱安置浮力裝置2，浮力裝置2與儀器艙7固定連接。
[0025]前述中，沉耦架5上安置配重裝置。
[0026]前述中，磁傳感器4為三分量磁傳感器，磁傳感器4磁探頭外置于儀器艙7上部外壁上，可以有效減小儀器艙7艙體內(nèi)部對(duì)其產(chǎn)生的磁干擾，提高數(shù)據(jù)測(cè)量