[发明专利]一种基于失真率的海洋电场传感器性能检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种海洋电场传感器性能检测方法及系统，该方法包括：获取待测海洋电场传感器的响应曲线；所述响应曲线为在外加电场信号时测得的所述待测海洋电场传感器的时间‑电势曲线；根据所述响应曲线计算失真率；根据所述失真率确定所述待测海洋电场传感器的响应准确度。本发明通过对失真率的量化比较以确定海洋电场传感器的响应准确度，从而提高对海洋电场传感器性能的检测的准确度。

技术领域

本发明涉及海洋电场传感器技术领域，特别是涉及一种基于失真率的海洋电场传感器性能检测方法及系统。

背景技术

近年来，天然源电磁法和人工可控源法等以水下电场为信号源的海洋探测新技术得到迅速发展。但由于海水对高频电磁波有较强的吸收作用，海洋以低频微弱电场信号为主，例如船舰静电场信号和轴频信号。因此，电场传感器在海洋电磁探测中扮演重要角色。

电场传感器是将周围电场信号转化为电场传感器的电压信号，通过电压信号变化反演周围电场变化。工作时，两个相同的电场电极配对使用，当电极接触溶液时，电极表面的极性基团和活性位点吸附溶液中带相反极性的离子，形成电极/溶液双电层结构。稳态情况下，两电极之间存在电势差ΔV₁，当两电极之间存在电场时，溶液中离子在电场力驱动下迁移，离子富集在电极表面就会改变双电层结构，进而电极电位发生变化，配对电极产生一个新的电位差ΔV₂，而外界的电场变化就可以通过计算ΔV₂与ΔV₁的差值反演推算得出。

海洋电场传感器可分为两大类，即可逆电极和极化电极。可逆电极包括以Cu/CuSO₄、Pb/PbCl₂、Ag/AgCl等为主要材料的电极，它们有统一的特点，即交换电流密度大，不容易极化。它们的电极电势与溶液中的相关离子浓度有关，符合Nernst电化学方程，其中Ag/AgCl电极具有高稳定性、高响应精度等特点而被广泛使用。极化电极以碳纤维电极为代表，还包括碳气凝胶、铂黑、金电极等，该种电极通过表面与溶液双电层结构的变化反应外界电场变化。

电场传感器对外界电场响应曲线是判断其性能优劣最直接也是最重要的手段，响应曲线相对发射信号漂移越严重，则电场传感器对信号源的响应越不准确。

目前分析电场传感器响应曲线的漂移现象没有统一的方法，其中常见的方法有两种，一种是直接观察法，此种方法是将电极的响应曲线和信号源曲线绘制在一张图中直接比较，此种方法由很多不足之处，1、信号源为电流值，响应曲线为电压值，二者只能进行曲线形状上的对比，不能进行数值上的对比，2、仅直接观察，没有具体数值量化，很难区分两个差别不大的响应曲线，3、直接观察只能在单一信号强度下观察比较，不能将两个不同信号强度下的响应曲线进行对比。第二种方法是线性度法，它表示测试系统的输出与输入系统能否像理想系统那样保持正常值比例关系，即传感器测得信号的准确度。线性误差越小，传感器测量数值越准确。一般采用端基拟合直线的方法计算电场电极对在不同振幅电场信号下的响应线性误差，以最大线性误差作为其线性度。该种方法同样存在几点不足之处，1、不够直观，此种方法虽然能比较电极响应准确度的优劣，但脱离电极的响应曲线，不能给人以直观呈现。2、不够具体，不能具体量化电极响应曲线的漂移程度。3、无法对单一信号强度下的响应曲线给出描述，此种方法只是对电极性能整体的概念，当评价某单一信号强度下电极的响应情况时，此种方法不再适用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于失真率的海洋电场传感器性能检测方法及系统，该方法通过对失真率的量化比较以确定海洋电场传感器的响应准确度，从而提高对海洋电场传感器性能的检测的准确度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于失真率的海洋电场传感器性能检测方法，包括：

获取待测海洋电场传感器的响应曲线；所述响应曲线为在外加电场信号时测得的所述待测海洋电场传感器的时间-电势曲线；

根据所述响应曲线计算失真率；