电场传感器的介绍见第4章有关章节。舰船电场隐身测试传感器根据需要可以选择电势传感器和电场强度传感器。
在电势测量中,通常采用三电极测量系统:补偿电极、测量电极(可以采用多个)和基准电极。补偿电极和基准电极应在距离为100~200 m的直线上以测量电极为中心对称放置。如果采用多个测量电极,则电极间的间距为1~2 m(取决于测量深度)。采用这种测量系统要受到一定的限制,即在选择的专用海区不可能进行电极放置直线与干扰电流同一等势线的校准。在测量设备中安装补偿电极及其相应系统可以把干扰参数降低到正常水平。其结构如图8.20所示。
图8.20 电势测量结构示意图
测量值φ=φn±φ0,其中φn是观测值,φ0是测量误差。在测量电场时,目标船远场可以看成偶极子。由于两边测量电极距离中间测量电极一样,因此偶极子对两边测量电极影响一样。假设干扰场是均匀场,中间测量电极测量目标船近场,两边测量电极测量目标船远场,则测量误差可以抵消掉,即φ0=0。干扰场交变部分被补偿掉后,干扰场数值降低一个量级。三电极测量方式中舰船航行路线必须垂直三电极排列,且过中间测量电极正上方。(www.daowen.com)
在电场强度测量中,一般采用六电极系统:测量电极两两配对,组成x、y、z三轴正交测量体。三分量水下电场传感器一般采用球形结构,将壳体分为上半球、下半球两个壳体,以球心为中心向外加工在三个方向上相互正交的六个孔用来固定、安装测量电极,采用真空紧固法,通过O形圈进行密封,装配成球形。还有一种支架式结构,由测量电极、支架体和信号放大调理电子舱组成。测量电极是水下电场信号的感知单元;支架体是测量电极的固定单元,通过塑料卡扣及尼龙螺钉对三对相互正交的测量电极进行固定。两种结构外形如图8.21所示。
图8.21 球形结构的三分量水下电场传感器
无论是电势传感器还是电场强度传感器,如前所述,Ag/AgCl电极是理想的不极化电极,电位能够保持相对稳定,频率范围宽,本底噪声低,一般都选择Ag/AgCl电极作为敏感元件。
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