海洋泥沙掩埋对电场测量的影响

发布时间：2021-04-02 22:51

　　针对海洋泥沙掩埋对电场测量的影响,采用镜像法推导了海水中水平电偶极子在海床介质层中产生的电场,利用该理论公式计算了不同掩埋深度、不同泥沙电导率情况下的电场值,结果表明泥沙掩埋会导致同一位置处的电场峰峰值降低,且泥沙电导率越低,电场衰减比例越大。最后在实验室水池进行了长期泥沙掩埋监测试验,结果表明泥沙掩埋会对测量电极的静态电位差产生一定的影响;对于1～10 Hz的电场信号,泥沙掩埋之后会导致所测得电场信号峰峰值降低,且掩埋深度越大、掩埋时间越长,降低越明显。 

【文章来源】：探测与控制学报. 2020,42(03)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

不同掩埋深度电场信号强度

由图3可以看出,随着掩埋泥沙的电导率逐渐降低,同一掩埋深度处的电场强度逐渐降低。其实,可以通过第1章理论分析中的界面反射系数来解释此现象,随着泥沙层的电导率逐渐降低,“海水-海床”的界面反射系数R23也逐渐增加,并趋近于1,这就意味着由电偶极子产生的电场信号,在通过“海水-海床”界面时,大部分反射回海水介质层,而较少透射入海床介质层,导致海床介质中的电场强度降低。对比图3和图2的计算结果,可以看出掩埋泥沙的电导率对电场测量影响较大,而掩埋泥沙的厚度对电场测量影响较小。

在浅海环境下,在计算海水中的电场分布时,不能将海水看作是厚度无限的导电半空间,必须考虑它上边的空气和海床的影响[9-11]。所以文中采用水平电偶极子源在三层模型下的状态来模拟水下目标电场分布,示意图如图1所示。空气、海水、海床对应的电导率分别为σ1,σ2,σ3,介电常数分别为ε1,ε2,ε3,海水深度为d。由于电偶极子可以视为两个大小相等方向相反的点电荷组成,所以在计算水下电场分布时,可首先求出单个点电荷在测量点位置处产生的电场,之后将两个点电荷产生的电场进行求和。所以图1中q代表点电荷强度,其离海面垂直距离为h;测量点p位于海床介质中。

【参考文献】：
期刊论文
[1]海战场高灵敏度电磁场传感器研究动向与发展[J]. 吕俊军,张琼,刘跃雷.  计算机测量与控制. 2015(11)
[2]浅海中船舶轴频电场建模方法[J]. 熊露,姜润翔,龚沈光.  国防科技大学学报. 2014(01)
[3]泥沙掩埋水雷问题初探[J]. 傅金祝.  水雷战与舰船防护. 2007(01)

博士论文
[1]掩埋水雷目标探测技术研究[D]. 李通旭.西北工业大学 2014



本文编号：3116109