基于水下主动电场技术的传感器改进及水下探测特性研究

发布时间：2020-11-07 16:25

　　 近年来,各大国都加紧对海洋资源的挖掘和探索,目前获得海洋数据的方法代价还是昂贵且非常有限的。基于弱电鱼相关研究发现的水下主动电场探测方法作为一种新兴且具有巨大研究潜力的水下探测方法,这种方法有望解决当前水下探测方法中的技术瓶颈。水下主动电场探测技术是模仿弱电鱼自身在水下建立一个稳定的电场,同时自身的器官也接收自己发射的电场信息,通过感知自身发射电场的变化来分析周围环境的变化,最终实现对周围环境的识别、捕食、逃生等目的。本文的研究重点是对水下主动探测中的传感器进行相关研究,并分析探测过程中信号强度及复杂阻抗物体对探测结果的影响。首先,在一个模拟水下弱电鱼探测原理的水下主动电场探测实验平台上面,通过对比不同的电极材料对探测结果的影响,找到一种适合于水下探测的电极材料。接着探测片状电极在探测中的各种特性,分析不同大小、不同距离的发射电极板对探测中的影响,并找出适合于在实验环境下的电极板。接着基于上述的实验结果,研究传感器在探测过程中探测信号强度对探测结果的影响,主要包括对物体转折频率及信号的探测距离进行实验;然后以复杂阻抗物体作为被探测物体,分析对比复杂阻抗物体和某一种金属物体对探测过程中影响的区别。本文通过相关实验,得出如下相关结论:1.通过对不同材料的电极进行水下数据采集后发现,锌材料与石墨材料充当传感器发射电极材料比较合适,KCL溶液电极作为接收电极能够很大程度上减小零点漂移。2.对于片状电极,在实验室探测实验环境中,保持在发射极板的边长为5cm,发射极板之间的间距为12cm时具有较好的探测效果。3.在进行水下电场探测过程中,电场的信号强度对转折频率影响较小,在误差范围内均可忽略;当在水下建立一个电场之后,对水下电场进行扫描发现当在水下有金属物体时,且可以通过这种影响来探测或者定位物体所在位置。4.当在探测过程中遇到复杂阻抗物体时,在探测过程中特征强的物体对探测转折频率影响较大。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP212;P715
【部分图文】：

弱电鱼信号在遇到物体时的电场分布图

弱电鱼的主动电场定位系统构成及周围电场分布情况示意图

弱电鱼探测电场的等效电场分布图
【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 王文龙;彭杰纲;;水下主动电场定位系统实验平台的设计[J];电子测量技术;2012年11期

2 张燕;王源升;宋玉苏;;海洋低频电场传感器敏感电极材料的选择[J];海军工程大学学报;2008年05期

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1 欧斌;物体几何特征对主动电场定位系统的影响及定位算法优化[D];电子科技大学;2018年

2 杨超;水下主动电场定位关键特性研究[D];电子科技大学;2014年

3 何春秋;流体输送管道主动电场内检测物理机理及实现[D];电子科技大学;2014年

4 王世杰;水下主动电场定位系统特性实验研究[D];电子科技大学;2012年

5 阳兵兵;观测型水下机器人结构及其惯性导航方法研究[D];浙江大学;2008年

6 远豪杰;便携式水下导航定位系统的研究[D];南京理工大学;2006年

本文编号：2874189