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深度换算理论论文参考文献：

文学理论论文大学生军事理论论文理论月刊军事理论论文2000

摘 要:针对监测舰船等大型物体的磁场分布在数据采集的快速性、稳定性和准确性等方面存在技术难度这一情况, 研制1种多通道磁场自动测试系统,应用多通道数据采集技术,通过磁通门传感器阵列,多点、多方向实时采集舰船磁场,依据深度换算理论分析磁场分布.试验表明,系统分辨率可达1 nT,测量范围为0~±200 000 nT,测量精度≤1% F.S.,稳定性≤2 nT/h.

关键词:舰船; 磁场测量; 深度换算; 磁通门传感器; 信号调理

中图分类号:TM937; O441.5文献标志码:A

Multi-channel automatic flax measuring system

based on depth conversion

YU Wei, ZHANG Songyong, SHEN Aidi

(Academy of Science & Technology, Shanghai Maritime Univ., Shanghai 200135, China)

Abstract: In view of the difficult technical problems with rapidity, stability and veracity in detecting the whole magnetic field of huge objects like warships, a multi-channel automatic flax measuring system is set up. Applying the technology of multi-channel data acquisition, as well as the fluxgate sensor arrays, the magnetic field of warship is collected at multi-spots and multi-directions in real time, and the magnetic field distribution is analyzed by the method of depth conversion. The test shows that the system achieves the resolution 1 nT, the measuring range is 0~±200 000 nT, measuring precision less than 1% F.S.,and the stability less than 2 nT/h.

Key words: warship; magnetic field measurement; depth conversion; fluxgate sensor; signal conditioning

0 引 言

海军舰船一般须进行消磁或磁场补偿作业以减少被磁性武器攻击的可能性,而准确测量舰船磁场是消磁(补偿)的先决条件.[1]普通磁场测量设备对舰船等大型船体进行整体磁场监测时,须采用分时监测、分区域监测或多台仪器同时监测的方法,不仅工作量大、难以保证测量的一致性和实时性,而且也不符合测量技术自动化、智能化的发展趋势.[2]

目前,已有多种方法[3-5]依据舰船磁场测量数据,计算舰船磁场分布,但这些方法都要求准确测量目标体周围某些点的磁场值.为利用边界积分公式进行磁场深度换算,本文研发多通道磁场自动测试系统,利用多通道测量技术和PC机强大的数据处理能力,有效解决多点、多方向以及实时测量磁场存在的问题,实现磁场数据(曲线)实时显示、大容量数据存储和报表生成等功能.

1 磁场深度换算理论

获取舰船磁场的分布情况,可在舰船下方某无限大测量平面(z等于0)上测量舰船的磁场,然后向z>0的区域(离舰船更远的区域)进行换算[6],见图1.

图1 磁场换算区域

由于空气及海水的磁导率与真空的相近,可认为舰船周围空间为均匀介质且无自由电流存在,测量平面上某点磁场在相互正交的3个方向上的分量Hx,Hy和Hz都是半空间区域上的调和函数(利用边界积分公式进行磁场深度换算的必要条件).假定在测量平面的某点上测得舰船磁场3个分量的表达式为X(x,y)等于Hx(x,y,z)|x等于0

Y(x,y)等于Hy(x,y,z)|y等于0

Z(x,y)等于Hz(x,y,z)|z等于0

(1)可将Hx,Hy和Hz作为调和函数,得舰船磁场深度换算公式[6]

Hx(x0,y0,z0)等于z04π∫∞-∞∫∞-∞

X(x,y)dxdy[(x-x0)2+(y-y0)2+z20]32

Hy(x0,y0,z0)等于z04π∫∞-∞∫∞-∞

Y(x,y)dxdy[(x-x0)2+(y-y0)2+z20]32

Hz(x0,y0,z0)等于z04π∫∞-∞∫∞-∞

Z(x,y)dxdy[(x-x0)2+(y-y0)2+z20]32(2)因此,由测量平面上舰船磁场的x,y和z方向分量数据,可分别换算出半空间区域内舰船磁场在x,y和z这

3个方向上的分量.

由于实际测量点有限,磁场数据只能是有限平面上的有限个点的舰船磁场离散值,且点的数量也不能充分扩大,故不能得到积分函数的解析式,只能通过数值积分得到换算磁场的近似值.

为处理方便,常用等间距测量和一次近似的积分方法,将有限大的测量面(长宽分别为mΔx和nΔy)分成若干网格(x方向测量点间距为Δx,共m个测量点;y方向测量点间距为Δy,共n个测量点),并认为各网格上舰船磁场值相等,该值取网格中心点的测量值,见图2.

图2 z等于0平面传感器阵列俯视

网格内积分变点的坐标用网格中心的坐标表示;变点到换算点的距离用网格中心到换算点的距离表示,将积分运算转化为求和运算.采用一次积分,式(2)可变换为Hx(M0)等于z02πmi等于1nj等于1Xi,jr3i,jΔSi,j

Hy(M0)等于z02πmi等于1nj等于1Yi,jr3i,jΔSi,j

Hz(M0)等于z02πmi等于1nj等于1Zi,jr3i,jΔSi,j

(3)式中:ΔSi,j等于Δx•Δy;

ri,j等于[(xi-x0)2+(yi-y0)2+z20]12.

在满足测量精度要求的前提下,为尽可能减少3个分量测磁传感器的个数,多通道磁场自动测试系统采用连续测量的方法,即在z等于0平面上布置与舰船航迹垂直的东西/南北航向测磁阵列,见图3.

测量过程中,舰船沿航迹以速度v匀速通过测磁阵列,系统根据速度v设定系统,使之按时间间隔t等于Δx/v进行数据采集、处理、记录和显示.由于磁场测量在船体运动中连续进行,系统的模数转换及采集速度须保证高速、稳定.

2 测磁系统硬件结构

整个系统由磁通门传感器阵列、测磁电缆、测磁机箱(内设信号条理板、MCU控制与通信板)和PC机系统组成,见图4.

结论：关于本文可作为深度换算理论方面的大学硕士与本科毕业论文深度换算理论论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。

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