[发明专利]一种水下航行体诱发德拜磁场的检测系统及检测方法

说明书

本发明涉及一种水下航行体诱发德拜磁场的检测方法及检测系统，该检测系统包括马达转速控制器、无磁水下航行体、无磁电动马达、无磁螺旋桨、无磁容器、磁屏蔽箱、移动式磁场接收器、固定式磁场接收器和数据处理器，无磁电动马达在马达转速控制器的控制下，带动无磁螺旋桨按照设定的转速转动，推动海水产生尾流，诱发德拜磁场；移动式磁场接收器和固定式磁场接收器分别接收德拜磁场的磁场信号和德拜磁场的背景噪声信号，并传输给数据处理器，由数据处理器解算德拜磁场信息，该系统利用水下航行体诱发的德拜磁场特性，实现对水下航行体的探测和识别，实现了德拜磁场信息的精确测量。

技术领域

本发明涉及一种水下航行体诱发德拜磁场的检测方法及检测系统，属于水下非声探测技术领域。

背景技术

1933年德拜(P.Debye)提出了一种由电解质溶液运动产生的电场值来确定电解质离子质量的新方法。假设当流体粒子加速时，每个离子的摩擦系数的差异会引起相对运动。因此，相对于彼此移动的不同带电物质(例如氯离子和钠离子)或溶液产生与声源相同频率的电场和磁场。通过测量该电场或者磁场，可以确定摩擦系数，并因此确定离子质量。德拜效应描述了由于电解质溶液中流体粒子加速而产生的电场和磁场。带电物质的相对分离是由于它们在受随时间变化的水声场作用下的动力学反应而引起的。因此，当不同电荷的粒子相对于彼此移动时，引起交替的电流密度变化。相应的磁场和电场通过麦克斯韦方程定义。德拜效应是一种电动力学现象。目前，德拜效应已被成为化学中许多测量技术的基础。

德拜磁场是德拜效应中产生的一种物理场，1980年，Vhvlyanskii等人研究表明德拜磁场可以由流体加速度的螺线管分量产生。1996年，J.B.Peddell等人从理论上进一步阐述了德拜磁场的固有特征。由于潜艇或水下航行体的螺旋桨高速旋转，使得海水中发生电流脉动，脉动电流在海水中产生了与螺旋桨转速频率有关的低频磁场，该磁场便是德拜磁场。因此，包括潜艇在内的水下航行体在运动过程中无时无刻都在产生德拜磁场，而且该磁场有别于包括潜艇在内的水下航行体自身的剩磁，该磁场并不能通过对水下航行体自身材料进行消磁而消失，是一种伴生磁场。由此可见，检测水下航行体诱发的德拜磁场具有重要的应用前景。

由于德拜磁场强度非常弱，目前在德拜磁场检测方法上，国内外仍未有成熟的方法可以借鉴。为深入了解德拜磁场的诸多特性，并应用于探测领域，满足工程需求，构建一套水下航行体诱发德拜磁场的检测方法及检测系统具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种水下航行体诱发德拜磁场的检测系统，该系统利用水下航行体诱发的德拜磁场特性，实现对水下航行体的探测和识别，实现了德拜磁场信息的精确测量。

本发明的另外一个目的在于提供一种水下航行体诱发德拜磁场的检测方法。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种水下航行体诱发德拜磁场的检测系统，包括马达转速控制器、无磁水下航行体、无磁电动马达、无磁螺旋桨、无磁容器、磁屏蔽箱、移动式磁场接收器、固定式磁场接收器和数据处理器，其中无磁水下航行体、无磁电动马达和无磁螺旋桨、移动式磁场接收器和固定式磁场接收器均设置在无磁容器内，无磁螺旋桨设置在无磁水下航行体上，无磁容器设置在磁屏蔽箱内，无磁容器内容纳海水，无磁电动马达在马达转速控制器的控制下，带动无磁螺旋桨按照设定的转速转动，推动海水产生尾流，诱发德拜磁场；移动式磁场接收器和固定式磁场接收器分别接收德拜磁场的磁场信号和德拜磁场的背景噪声信号，并传输给数据处理器，由数据处理器解算德拜磁场信息。

在上述水下航行体诱发德拜磁场的检测系统中，还包括磁场数据采集设备，所述磁场数据采集设备将从移动式磁场接收器和固定式磁场接收器分别采集的德拜磁场的磁场信号和德拜磁场的背景噪声信号，由光信号转换为电信号，并发送给数据处理器。

在上述水下航行体诱发德拜磁场的检测系统中，所述无磁容器为敞口结构；所述磁屏蔽室为密闭空间。