針對海洋泥沙掩埋對電場測量的影響,采用鏡像法推導(dǎo)了海水中水平電偶極子在海床介質(zhì)層中產(chǎn)生的電場,利用該理論公式計算了不同掩埋深度、不同泥沙電導(dǎo)率情況下的電場值,結(jié)果表明泥沙掩埋會導(dǎo)致同一位置處的電場峰峰值降低,且泥沙電導(dǎo)率越低,電場衰減比例越大。最后在實驗室水池進(jìn)行了長期泥沙掩埋監(jiān)測試驗,結(jié)果表明泥沙掩埋會對測量電極的靜態(tài)電位差產(chǎn)生一定的影響;對于1～10 Hz的電場信號,泥沙掩埋之后會導(dǎo)致所測得電場信號峰峰值降低,且掩埋深度越大、掩埋時間越長,降低越明顯。 

【文章來源】：探測與控制學(xué)報. 2020,42(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同掩埋深度電場信號強度

由圖3可以看出,隨著掩埋泥沙的電導(dǎo)率逐漸降低,同一掩埋深度處的電場強度逐漸降低。其實,可以通過第1章理論分析中的界面反射系數(shù)來解釋此現(xiàn)象,隨著泥沙層的電導(dǎo)率逐漸降低,“海水-海床”的界面反射系數(shù)R23也逐漸增加,并趨近于1,這就意味著由電偶極子產(chǎn)生的電場信號,在通過“海水-海床”界面時,大部分反射回海水介質(zhì)層,而較少透射入海床介質(zhì)層,導(dǎo)致海床介質(zhì)中的電場強度降低。對比圖3和圖2的計算結(jié)果,可以看出掩埋泥沙的電導(dǎo)率對電場測量影響較大,而掩埋泥沙的厚度對電場測量影響較小。

在淺海環(huán)境下,在計算海水中的電場分布時,不能將海水看作是厚度無限的導(dǎo)電半空間,必須考慮它上邊的空氣和海床的影響[9-11]。所以文中采用水平電偶極子源在三層模型下的狀態(tài)來模擬水下目標(biāo)電場分布,示意圖如圖1所示�？諝狻⒑Ｋ�、海床對應(yīng)的電導(dǎo)率分別為σ1,σ2,σ3,介電常數(shù)分別為ε1,ε2,ε3,海水深度為d。由于電偶極子可以視為兩個大小相等方向相反的點電荷組成,所以在計算水下電場分布時,可首先求出單個點電荷在測量點位置處產(chǎn)生的電場,之后將兩個點電荷產(chǎn)生的電場進(jìn)行求和。所以圖1中q代表點電荷強度,其離海面垂直距離為h;測量點p位于海床介質(zhì)中。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]海戰(zhàn)場高靈敏度電磁場傳感器研究動向與發(fā)展[J]. 呂俊軍,張瓊,劉躍雷.  計算機測量與控制. 2015(11)
[2]淺海中船舶軸頻電場建模方法[J]. 熊露,姜潤翔,龔沈光.  國防科技大學(xué)學(xué)報. 2014(01)
[3]泥沙掩埋水雷問題初探[J]. 傅金祝.  水雷戰(zhàn)與艦船防護(hù). 2007(01)

博士論文
[1]掩埋水雷目標(biāo)探測技術(shù)研究[D]. 李通旭.西北工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號：3116109