[实用新型]便携式三分量海底电场仪

说明书

本实用新型公开了一种便携式三分量海底电场仪，其包括第一电极(1)、第二电极(2)、第三电极(3)、第四电极(4)、第五电极(5)、第六电极(6)、仪器舱(7)、吊钩(8)、水声探头(9)、信号控制电路(10)、数据采集电路(11)、电源组件(12)、耐压玻璃舱球(13)、水密接插件(14)、底座(15)、支撑梁(16)和脱钩机构(17)。本实用新型主要用于海底电场观测，适用于海洋油气勘探和地质调查。该便携式三分量海底电场仪的海底电场测量功能集中于单一舱体内，不需要传统电场仪的长测量极臂，解决了现有海底电场探测装置空间尺寸大、投放与回收操作不便等问题。

技术领域

本实用新型属于地球物理测量领域，具体属于海洋勘测领域，其涉及一种便携式三分量海底电场仪。

背景技术

海洋电磁探测技术作为一种有效的地球物理方法，在海洋资源勘探、海洋科学研究以及海洋军事活动监测中发挥着重要作用，已成为必不可少的支撑技术。海底电磁场仪是开展海洋电磁探测的基础，其综合性能是制约实际应用效果的技术瓶颈之一。

由于目前还没有物理传感器可以直接测量电场强度矢量，通常采用测量两个点之间的电位差来计算电场。理论上，增大电极之间的距离能提高灵敏度，因此为了获取较高质量的数据，海底电磁仪的尺寸普遍很大。传统的海底电场仪采用4-5个17英寸浮球和承压舱构成主体结构，以主体结构为中心,向外伸出4根用以固定电场传感器的测量臂,每根测量臂长度为5m，当4根测量臂全部展开时，所占面积为100m²。专利200610080789.1中介绍了该类型海底电磁探测装置的典型构架，显然，这种系统在海面投放和回收时非常不便，而且长电极距更容易受到海底洋流的影响。但为了保持电场测量灵敏度，只能增加海上作业的难度，两者具有不可调和的矛盾。解决方案之一是减少浮球和承压装置的数量，如专利201120236291.6、201510494522.6和201610460556.8中采用的单舱球方案，但无法缩减测量极距，施工难度改善非常有限；另外一种方案是以牺牲电场探测灵敏度为代价，采用短极距方案，如专利201210449479.8中采用小型采集站，去掉长电极臂，但仍然采用传统电位测量技术方案，电场探测灵敏度大大降低。

如何保证海底电场信号采集质量的同时，降低仪器尺寸，一直是本领域的难点。

实用新型内容

基于现有技术中存在的问题，本实用新型公开了一种便携式三分量海底电场仪，其通过使用大面积平板电极采集电流信号来测量电场，避免传统技术方案中采用电压测量技术方案需要的长极距；其灵敏度高、方便海上施工与投放回收。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种便携式三分量海底电场仪，所述的便携式三分量海底电场仪包括：第一电极、第二电极、第三电极、第四电极、第五电极、第六电极、仪器舱、吊钩、水声探头、信号控制电路、数据采集电路、电源组件、耐压玻璃舱球、水密接插件、底座、支撑梁和脱钩机构；其中，所述六个电极均为板状电极，第一电极与第二电极、第三电极与第四电极、第五电极与第六电极两两方向平行，形状与面积分别相等，分别安装在仪器舱外表的六个面上。

每两个平行的电极构成一组，测量与电极垂直方向的电流信号，六个电极共构成三组平行电极，测量三个方向的电流信号。六个电极材料是金属或者是银-氯化银等不极化电极，电流信号经过数据采集电路进行转换、放大和存储。

进一步地，每组平行电极在海水中的接触电阻与数据采集电路的前端电路电阻之和，与六个电极包围的六面体内海水电阻相等。

其中，仪器舱采用高强度绝缘材料制成，如工程塑料、尼龙等，有上、下、左、右、前和后六个平面，组成一个规则正六面体，每个平面的面积为1m²，仪器舱内部密封，和外界海水不导通。

其中，吊钩安装在仪器舱的上部，用于所述便携式三分量海底电场仪的吊装。