海洋電場低噪聲檢測關(guān)鍵技術(shù)及硬件研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-06 05:03
利用海洋電磁法勘探開發(fā)海底油氣、天然氣水合物以及固體礦產(chǎn)等資源,對緩解我國陸地資源日漸枯竭的壓力具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。海洋電場弱信號檢測技術(shù),可以提高海洋電磁法的深海探測能力。目前,國外只有少數(shù)國家掌握該技術(shù),并對我國實(shí)施技術(shù)封鎖。因此,海洋電場低噪聲檢測技術(shù)成為我國海洋電磁探測的關(guān)鍵技術(shù)之一。性能優(yōu)良的海洋電場傳感器系統(tǒng)是進(jìn)行海洋電場檢測的硬件基礎(chǔ)和前提。隨著越來越多的海洋電磁調(diào)查由淺海轉(zhuǎn)向深海,研發(fā)低噪聲的海洋電場傳感器系統(tǒng),對提高我國海洋電磁勘探深海電場信號的檢測精度具有重要的意義。針對海洋電場弱信號檢測技術(shù),分析了海洋環(huán)境下電場信號的特征,提出了海洋電場低噪聲檢測的技術(shù)要求。利用海水-大地層狀介質(zhì)模型,模擬了天然電磁場在不同海水深度、不同海底介質(zhì)情況下的衰減響應(yīng),進(jìn)而計(jì)算出海底電場的近似幅值。通過建立含高阻層的層狀介質(zhì)模型,對不同發(fā)射頻率的海洋可控源電場響應(yīng)進(jìn)行了正演模擬。研制了新型低噪聲海洋電場傳感器系統(tǒng),包括新型電場傳感器和高靈敏度斬波放大器。新型電場傳感器采用電解法制備工藝,關(guān)鍵步驟在于利用電解原理,在Ag表面生成一層致密、均勻的AgCl,得到電場傳感器的主體材料Ag|Ag...
【文章來源】:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:150 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-2?S丨O的海底電磁接收機(jī)(S10,?2009)??
第1章引言??,-??圖?1-3?QuasarGeo?的海底電磁接收機(jī)(QuasarGeo,?2015)??1.3.?2.?3?ISL?公司??ISL公司的海洋電場傳感器系統(tǒng),主要由水下電極、低噪聲放大器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組??成(如圖1-4所示),是一種在淺水環(huán)境下進(jìn)行水下電場信號檢測的有效裝置,多用于海洋??監(jiān)視、海港防御以及環(huán)境噪聲檢測等領(lǐng)域。??該系統(tǒng)裝置的主要性能指標(biāo)如下.???1)傳感器類型:Ag|AgCl電極(2m電極距);??2)采集數(shù)據(jù):電場三分量(Ex,Ey,Ez);??3)電場噪聲:6nV/m/rt(Hz)@lHz。??圖1-4?1SL的海洋電場傳感器系統(tǒng)(ISL,?2015)??8??
磁場的特征??海底大地電磁法,是在海洋環(huán)境下采集海底電磁場,經(jīng)過資料處理得到視電阻率和相??位響應(yīng),借以了解海底地質(zhì)構(gòu)造或查明海底礦產(chǎn)資源的方法,它采用天然電磁場作為場源。??天然電磁場的起源主要包括(Kaufman,?1987):―、地球磁場與太陽風(fēng)相互作用引起??的地球磁層的波動(dòng)(/<1HZ),二、由雷電活動(dòng)產(chǎn)生的電磁能量(/>1?Hz)。天然電磁場屮??隨時(shí)間變化的部分稱為大地電磁場,它在地球內(nèi)部感應(yīng)出大地電流場,進(jìn)而產(chǎn)生二次磁常??地球表面周圍的磁場在1?Hz附近相對微弱(如圖2-1所示),其振幅約為1?PT/rt(Hz)。??105|???。?Reversals??103?-,??—‘?Cryptochrons???_?A????Secular?variation??Annua!?and?semiannual??^?1〇'3? ̄?I?Solar?rotation?(27?days)??;?—?^?Daily?variation??£?1〇-5?-??|?1〇-7?_?Quiet?days?^\^S,〇rmaC,ivity??10-9-??-?\?Powerline?noise??10--?-?I?Radio??m?S?Schumann?resonances?一^^i??10-13?一!?^?/??-I?i?.?s?VN??i〇-15?1?I?I?f?^?I?|??■*—?1—?T—?T—?T—T—?▼—?T-??I?I?I?I?1?I?I?I?I?I?I?I?I?I?I?I?I?I?I??10 ̄15?icr11?io ̄7?10-3?i〇1?i
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]深水大地電磁數(shù)據(jù)采集的若干理論要點(diǎn)與儀器技術(shù)[J]. 鄧明,魏文博,盛堰,景建恩,何水原,羅賢虎,史心語. 地球物理學(xué)報(bào). 2013(11)
[2]海洋拖曳式水平電偶源數(shù)值模擬與電場接收機(jī)研制[J]. 陳凱,景建恩,魏文博,盛堰,羅賢虎,陳光源,史心語. 地球物理學(xué)報(bào). 2013(11)
[3]勘查天然氣水合物資源的海洋可控源電磁發(fā)射系統(tǒng)[J]. 王猛,張漢泉,伍忠良,盛堰,羅賢虎,景建恩,陳凱. 地球物理學(xué)報(bào). 2013(11)
[4]激勵(lì)及地電條件與天然氣水合物的電偶源電場響應(yīng)[J]. 鄧明,魏文博,張文波,盛堰,李艷軍,王猛. 石油勘探與開發(fā). 2010(04)
[5]控制海底電磁激發(fā)脈沖發(fā)射的時(shí)間同步技術(shù)[J]. 王猛,鄧明,張啟升,陳凱,崔金嶺. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2009(04)
[6]南黃海海底大地電磁測深試驗(yàn)研究[J]. 魏文博,鄧明,溫珍河,張自力,葉高峰,金勝,張啟升,景建恩,王猛,陳凱. 地球物理學(xué)報(bào). 2009(03)
[7]海底天然地電信號采集的實(shí)時(shí)級聯(lián)分樣技術(shù)[J]. 鄧明,張啟升,陳凱,王猛. 測試技術(shù)學(xué)報(bào). 2008(01)
[8]高壓密封艙與磁場傳感器的綜合頻響變異及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 鄧明,魏文博,金勝,葉高峰,張啟升,景建恩. 地球科學(xué)(中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)). 2007(04)
[9]海底環(huán)境參數(shù)采集電路的硬件實(shí)現(xiàn)及其驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)[J]. 張啟升,鄧明,陳凱,王猛. 地球科學(xué)(中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)). 2007(04)
[10]海陸聯(lián)合大跨度多點(diǎn)位海底大地電磁同步數(shù)據(jù)采集[J]. 鄧明,劉方蘭,張啟升,陳凱. 科技導(dǎo)報(bào). 2006(10)
本文編號:3066483
【文章來源】:中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:150 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-2?S丨O的海底電磁接收機(jī)(S10,?2009)??
第1章引言??,-??圖?1-3?QuasarGeo?的海底電磁接收機(jī)(QuasarGeo,?2015)??1.3.?2.?3?ISL?公司??ISL公司的海洋電場傳感器系統(tǒng),主要由水下電極、低噪聲放大器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組??成(如圖1-4所示),是一種在淺水環(huán)境下進(jìn)行水下電場信號檢測的有效裝置,多用于海洋??監(jiān)視、海港防御以及環(huán)境噪聲檢測等領(lǐng)域。??該系統(tǒng)裝置的主要性能指標(biāo)如下.???1)傳感器類型:Ag|AgCl電極(2m電極距);??2)采集數(shù)據(jù):電場三分量(Ex,Ey,Ez);??3)電場噪聲:6nV/m/rt(Hz)@lHz。??圖1-4?1SL的海洋電場傳感器系統(tǒng)(ISL,?2015)??8??
磁場的特征??海底大地電磁法,是在海洋環(huán)境下采集海底電磁場,經(jīng)過資料處理得到視電阻率和相??位響應(yīng),借以了解海底地質(zhì)構(gòu)造或查明海底礦產(chǎn)資源的方法,它采用天然電磁場作為場源。??天然電磁場的起源主要包括(Kaufman,?1987):―、地球磁場與太陽風(fēng)相互作用引起??的地球磁層的波動(dòng)(/<1HZ),二、由雷電活動(dòng)產(chǎn)生的電磁能量(/>1?Hz)。天然電磁場屮??隨時(shí)間變化的部分稱為大地電磁場,它在地球內(nèi)部感應(yīng)出大地電流場,進(jìn)而產(chǎn)生二次磁常??地球表面周圍的磁場在1?Hz附近相對微弱(如圖2-1所示),其振幅約為1?PT/rt(Hz)。??105|???。?Reversals??103?-,??—‘?Cryptochrons???_?A????Secular?variation??Annua!?and?semiannual??^?1〇'3? ̄?I?Solar?rotation?(27?days)??;?—?^?Daily?variation??£?1〇-5?-??|?1〇-7?_?Quiet?days?^\^S,〇rmaC,ivity??10-9-??-?\?Powerline?noise??10--?-?I?Radio??m?S?Schumann?resonances?一^^i??10-13?一!?^?/??-I?i?.?s?VN??i〇-15?1?I?I?f?^?I?|??■*—?1—?T—?T—?T—T—?▼—?T-??I?I?I?I?1?I?I?I?I?I?I?I?I?I?I?I?I?I?I??10 ̄15?icr11?io ̄7?10-3?i〇1?i
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]深水大地電磁數(shù)據(jù)采集的若干理論要點(diǎn)與儀器技術(shù)[J]. 鄧明,魏文博,盛堰,景建恩,何水原,羅賢虎,史心語. 地球物理學(xué)報(bào). 2013(11)
[2]海洋拖曳式水平電偶源數(shù)值模擬與電場接收機(jī)研制[J]. 陳凱,景建恩,魏文博,盛堰,羅賢虎,陳光源,史心語. 地球物理學(xué)報(bào). 2013(11)
[3]勘查天然氣水合物資源的海洋可控源電磁發(fā)射系統(tǒng)[J]. 王猛,張漢泉,伍忠良,盛堰,羅賢虎,景建恩,陳凱. 地球物理學(xué)報(bào). 2013(11)
[4]激勵(lì)及地電條件與天然氣水合物的電偶源電場響應(yīng)[J]. 鄧明,魏文博,張文波,盛堰,李艷軍,王猛. 石油勘探與開發(fā). 2010(04)
[5]控制海底電磁激發(fā)脈沖發(fā)射的時(shí)間同步技術(shù)[J]. 王猛,鄧明,張啟升,陳凱,崔金嶺. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2009(04)
[6]南黃海海底大地電磁測深試驗(yàn)研究[J]. 魏文博,鄧明,溫珍河,張自力,葉高峰,金勝,張啟升,景建恩,王猛,陳凱. 地球物理學(xué)報(bào). 2009(03)
[7]海底天然地電信號采集的實(shí)時(shí)級聯(lián)分樣技術(shù)[J]. 鄧明,張啟升,陳凱,王猛. 測試技術(shù)學(xué)報(bào). 2008(01)
[8]高壓密封艙與磁場傳感器的綜合頻響變異及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 鄧明,魏文博,金勝,葉高峰,張啟升,景建恩. 地球科學(xué)(中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)). 2007(04)
[9]海底環(huán)境參數(shù)采集電路的硬件實(shí)現(xiàn)及其驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)[J]. 張啟升,鄧明,陳凱,王猛. 地球科學(xué)(中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)). 2007(04)
[10]海陸聯(lián)合大跨度多點(diǎn)位海底大地電磁同步數(shù)據(jù)采集[J]. 鄧明,劉方蘭,張啟升,陳凱. 科技導(dǎo)報(bào). 2006(10)
本文編號:3066483
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