海底缆线的磁力探测方法详解
海底电缆外部探测方法与应用浅析
加装铅块等配重使之下沉，然后通过调节船舶的航速，将拖体的距底高度控制在 ５～１０ｍ范围，以便取得较
好的探测效果。
海洋磁力仪的探测成果可以利用磁异常平面剖面图的形式来表示，具体方法为，首先绘制磁力探测的
实际航迹线，然后按照适当的比例将每个测点的磁异常值垂直投影到航迹线上，即可直观地判断整条航迹
线上的磁异常值变化情况，如果没有其他磁性体干扰，海底电缆上方的磁异常会非常明显。图 ２是在渤海某
摘 要：介绍了海底电缆外部探测作业中常用的方法、原理及其应用情况。海洋磁力仪、海缆探测仪、侧
扫声纳和浅地层剖面仪都可用于探测海缆，分别基于磁力信号、电磁信号和声学反射信号的测量原理。
每种方法都有优缺点和应用限制，在实际应用中应该灵活选择与搭配不同的调查方法。
关键词：海底电缆；侧扫声纳；海洋磁力仪；海缆探测仪；浅地层剖面仪
油田进行海洋磁力探测后，根据磁异常成果绘制的平面剖面图，连接每条航迹线上探测到的磁异常点，即可
第 ３９卷第 ３期
２０１８年 ６月
水 道 港 口
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＷａｔｅｒｗａｙａｎｄＨａｒｂｏｒ
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２０１８
海底电缆外部探测方法与应用浅析
李 晶１，２
（１．交通运输部天津水运工程科学研究所，天津 ３００４５６；２．天津水运工程勘察设计院 天津市水运工程 测绘技术重点实验室，天津 ３００４５６）
图 １ 海底电缆侧扫声纳探测图像 Ｆｉｇ．１Ｓｉｄｅｓｃａｎｓｏｎａｒｉｍａｇｅｉｎ ｓｕｂｍａｒｉｎｅｃａｂｌｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
底电缆不通电或动力加载电流较大时，其磁异常值也可能超出上述范围［７］。
在使用海洋磁力仪时，通常将其拖曳于船尾一定距离，如果是木质船体，拖缆长度宜大于 １倍船长，如果
一种地下电缆探测方法
一种地下电缆探测方法引言在现代社会中，电缆是网络通信和电力传输的重要途径，然而，地下布设的电缆往往难以准确定位，给维修和施工工作带来诸多麻烦。
因此，发展一种高效准确的地下电缆探测方法势在必行。
本文介绍了一种利用电磁感应原理的地下电缆探测方法，可以实现对地下电缆的快速定位和精确识别。
方法原理1. 电磁感应原理电磁感应原理是指当电流通过导线时，会产生一个围绕导线的磁场。
利用这个原理，可以通过检测地下电缆周围的磁场变化来确定其位置。
2. 探测仪器该方法使用一种专门设计的电磁感应探测仪器，包含发送器和接收器两个部分。
发送器通过电流产生一个强磁场，而接收器则用于接收地下电缆产生的磁场变化信号。
3. 测量过程测量过程主要包括以下几个步骤：1. 设置发送器和接收器的工作模式，并放置在地面上，与待探测区域垂直平方向放置；2. 发送器产生一个固定频率的交变电流，激励地下电缆周围的磁场产生变化；3. 接收器采集地下电缆周围磁场变化的信号，并对其进行处理；4. 分析处理后的信号，得出地下电缆的位置和走向。
优点相比其他地下电缆探测方法，该方法具有以下几个优点：1. 非侵入式：不需要对地面进行开挖或其他损坏性探测，避免了对线路造成不必要的损伤；2. 高效准确：采用了电磁感应原理，探测效率高、准确性高；3. 适应性强：可以适用于各种类型的地下电缆，包括通信电缆、电力电缆等；4. 实用性广：可以应用于城市、农村等各种地形、不同土质的地区。
应用场景该地下电缆探测方法广泛应用于以下场景：1. 城市规划和建设：在城市建设中，需要对地下电缆进行快速定位和精确识别，以确保工程施工的顺利进行；2. 电力维护和故障排查：对于电力故障排查和维修工作，可以借助该方法快速找到故障点，减少维修时间；3. 通信设施施工与维护：在通信网络建设和维护中，可以利用该方法快速探测地下光缆的位置和走向；4. 农村电网改造与升级：农村地区电网改造过程中，可以使用该方法定位老旧电缆，进行有针对性的更换和维修，提高电网的可靠性。
磁异法探测海底缆线
u Jn 2 cos( r x ) ds H ax x s r
H ay
u Jn 2 cos( r y ) ds y s r
cos r, x ， cos r, y 和分别为r与3个坐标轴之夹角的余弦，为磁化 式中 cos r, z ， 强度在磁性体外法线上的投影。
2、磁异探测原理
• 磁异常产生的原因
• 铁磁体磁化产生的磁场叠加在海底地磁背景场上，就会产生磁异常 。
是基于铁磁性物体扰乱地磁场磁力线均匀分布这一基本物理现象的。由于磁 场的磁力线从水中进入空气几乎不改变传播方向，而且传播方式几乎一致，
这样我们就能通过在空气中测量磁场的异常来确定水下目标。因此只要获取
3、工程实例分析
• 探测前的准备工作
• 确定作业区域的精确水深，判断海底的地貌情况，了解海 底缆线的存在状态（埋藏、暴露），分析管线区的地表地 质灾害情况。这些资料时进行探测的依据，也是以后缆线 的维护时的参考。
3、工程实例分析
• 测线布设
测线的布设与已知海缆的走向垂直，一般布设测线3-5条。探测过程中的船速 较慢，确保拖鱼接近海底。
4、总结
随着磁力仪灵敏度和磁法勘察精度的提高,磁法勘察作为一项传统的海 洋调查方法,近年来在海洋工程方面得到了新的应用。调查时根据工程 项目实际情况和要求布设测线或测网,工作中适当控制磁力仪探头的深 度和调查船的速度,尽量获取高精度的磁测资料。 海洋磁力探测海底管线主要包括供水、供油、供气、排污等铁质、水 泥质的管线和供电、通信等电缆和光缆，均存在明显的磁异常状况， 可以用来快速准确探明海底管线的平面位置和走向，其优点是显而易 见的，并且完全不受海底管线的埋深限制，是一种探测海底缆线的有 效手段。
海洋磁力探测技术的应用研究
海洋磁力探测技术的应用研究海底管线主要包括供水、供油、供气、排污等铁质、水泥质的管线和供电、通信等电缆和光缆，均存在明显的磁异常状况，可以用来快速准确探明海底管线的平面位置和走向，其优点是显而易见的，并且完全不受海底管线的埋深限制。
但是，由于磁法勘探的基础是海底管线与周围介质的磁性差异，这种差异容易受到管线埋深和周围介质的影响，另外，鉴于磁法勘探的深度确定是通过数学计算或正反演拟合而得，故其在纵向深度的探测精度需要其他更加直接的方法验证，比如人工探摸验证，或者采用其他的物探方法进行验证。
标签：海洋；磁力；探测技术1 工作原理1.1 海洋磁力测量技术光泵磁力仪建立在塞曼效应基础之上，下图所示为光泵磁力仪原理框图。
一个装有碱金属蒸气的容器（吸收室）是光泵磁力仪的核心部件。
光源产生的光线经过透镜、滤镜和偏振片后形成红外圆偏振光，偏振光随即通过吸收室，之后光束聚焦在一个红外光检测器上。
图1 光泵磁力仪原理框图红外圆偏振光进入吸收室后，光子将撞击到碱金属原子。
如果碱金属原子拥有相对于光子合适的自旋方向，光子将被捕获并使得碱金属原子从一个能级跃迁到另一个高能级，光子被捕获使得光束强度被削弱。
一旦大多数碱金属原子已经吸收过光子并处于不能再吸收其它光子的状态，则吸收室所吸收的光线将大幅度减少，并将有最多的光线击中光检测器。
这时如果有具特定频率的震荡电磁场进入吸收室内，原子将被重新激发至能够吸收光子的方向上，这时将有最少的光线击中光检测器。
这个特定频率被叫做拉莫尔频率（f），拉莫尔频率与环境磁场有着精确的比例关系，因而可以通过测量光检测器上光强度最弱时的震荡电磁场的频率来测量环境磁场T的大小。
即T=Kf （1）式中T为被测环境磁场，f为拉莫尔频率，K为比例因子。
K对于特定的碱金属来说为一常数，K因碱金属的不同而改变。
当外磁场T变化时，改变此震荡电磁场的频率，使其始终维持通过吸收室的光线最弱，即使震荡电磁场的频率自动阻踪外磁场的变化，从而实现对外磁场T的连续自动测量。
磁异探测法探测海底光缆
级， 因此 ， 下铁 磁体 的 当前 磁性 主要来 源 于当前 地 水 磁背 景场作 用下 产生 的感 应 磁化 强 度 Ｍ ， 向沿 着 方
２１ Ｏ ２年
第 ４ 期
光 通 信 研 究
Ｓ ＴＵＤＹ ０Ｎ ＯＰＴＩ ＣＡＬ ＣＯＭ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴＩ ｏＮＳ
２ １ ． Ｏ ２ ０８
总第 １ ２期 ７
（ ｕ Ｓ ｍ． ＮＯ １ ２ ． ７ ）
光 Ｍ－ 缆 技 术 与 应 用 光
磁异探测法探测海底光缆
高 志 。王瑛 剑
０ 引 言
目前 ， 在海 底 光 缆探 测 中广 泛 应用 的方 法是 有
目前该 方 法 已经广 泛 应用 于 探测 磁 性 矿物 、 油 气 资源 及铁 质 的给水 、 气等 管道 （ ， 燃 线） 此外还 可 以 用 来搜 寻沉船 等 大型 目标和 较小 的沉物 （ 如铁 锚 、 遗 弃 水雷 等） 。
１ １ 磁 异 常 的 产 生 ．
源磁 探测 法 ， 即在 海缆 中注 入 一适 当频 率 和 功率 的
交 流 电流 ， 通过 探测 设备 探测该 电流产生 的 电磁 场 ，
再 根据 探测信 号 的信息判 断海 缆 的位置 。该方 法有
以下缺 点 ： １ 必 须 中断 海缆 承载 的业 务 ， （） 这会 给海
ｔ ｃ ｉｎ， ｔ ｉ ａ ｒｆｒ ｔｐ ｅ ｅ ｓａ ｐ ｓ ｉｅ ｍ ａ ｎｅ ｉ ｅ ｅ ｔｏ ｅ ｔｏ ｈ ｓ ｐ ｐｅ ｉｓ ｒ ｓ ｎｔ ａ ｓｖ ｇ ｔｃ ｄ ｔ ｃ ｉｎ，ｉ ｅ ｍ ａ ｎｅ ｉ ｏ ａ ｙ ｄｅ ｅ ｔｏ ．． ｇ ｔｃａｎ ｍ ｌ ｔ ｃ ｉ ｎ，ｏｎ ｔ ａ ｉ ｈ ｉ ｍ ｏ ｉｇ， ｈｅ ｂ ｓｓｏｆｔ ｅｒａｒ ｒｎ
海洋电磁法原理
海洋电磁法原理摘要由于海水具有高导电性，对不同频率的波都有屏蔽作用，从而导致海底信号强度很小，为了弥补海洋天然源大地电磁法的弱点, Charles Cox1960年在国际上首次提出了海洋可控源电磁法简称（MCSEM）。
MCSEM在常规海洋大地电磁方法的基础上，增加了人工发射源，采用拖拽式海底发射，从而增强接收机场强度。
尽管最近几年，海洋可控源电法有关的研究和讨论文章数量在减少。
但海洋可控源勘探的成效已经受到业界的广泛关注, MCSEM可以说是海洋地球物理勘探中最重要的工具。
可控源电磁法对高电阻率的碳氢化合物特别敏感,这用于海洋油气勘探，能起到很好的效果；同时具有势场方法（如重力测量、磁测）更好的固有分辨率。
海洋可控源电磁法可以提高海上钻探成功率, 大大降低钻探风险，现已经扎根于海洋勘探事业，成为海上勘探非地震方法主要采集技术。
目前主要面对的挑战是海洋仪器设备，许多海洋设备尚处于起步阶段。
但随着科技的进步，仪器可靠性和仪系统噪声均有所改善。
目前研究方向包括通过应用时域方法在浅水区解决空气波问题，利用可控源电磁法进行油藏监测。
关键词： MCSEM 采集技术处理解释油藏监测第1章绪论1.1 引言地球表面71%都被海洋所覆盖着，从外空间可以看到一个蓝白相衬、缀以橙黄、晶莹的星体，这美丽的蔚蓝色就来自于海洋。
海洋总面积达3.6亿多平方公里，海洋资源丰富，海水中锰结核富集成矿，海底又蕴藏着丰富的石油、天然气以及各种各样的资源，至今很多海洋资源处于未被探明和开发的状态。
所以全球很多国家对海底地质研究和资源探测开发都具有很大的兴趣。
我国海洋面积广阔，其总面积占我国陆地总面积的三分之一，特别是南海地区，资源储量非常丰富。
伴随着人类社会的进步，人口的膨胀，人们对资源不断索取，乱踩乱挖，造成环境污染、生态破坏，资源严重浪费，资源日渐枯竭。
工业转向残余矿，深部矿的同时，着手进军海洋资源的开发和利用。
海洋资源对我国经济发展、国家综合实力的提升等具有重大而深远的意义。
海洋重磁测量野外工作方法
海洋重磁测量野外工作方法
海洋重磁测量野外工作方法
海洋重磁测量是将磁化强度和磁偏角作为观测参量，进行海洋地磁环境探测的一种技术。
它可以有效地探测海底磁环境，可以用来识别海洋构造物质及其结构模式。
由于它有可靠性， endurable性和较高的分辨率，因此在全球海域的研究中得到了广泛的应用。
在野外海洋重磁测量的工作方法如下：
1）海底磁场测量：野外海洋重磁测量所使用的观测装置包括：管式测量电缆，海底磁力计，数据采集系统，便携式电源和计算机等。
在确定测量位置时，测量距离两侧都应有长至少100米的安全距离，以防止干扰。
然后连接电缆，管式设备中可能带有磁滞性体，测量精度受到影响。
为了避免这种情况，电缆可以提前进行笔直摆放，使其调整到熟悉的磁
气场。
2）数据处理：在野外海洋重磁测量中，可以根据所采集的数据进行建模处理，以获得测
量目标海洋地磁场的信息。
模型中考虑各个地磁参量，如外地磁偏角、外地磁强度、内地
磁偏角和内地磁强度等，进行磁感航线形状分析、多次观测解算以及地磁场模拟计算等处理，最终得到测量结果。
3）成果验证：在海洋重磁测量过程中，为了验证测量的结果的可靠性，可以使用快速处
理技术，以便迅速获得工程成果，进行有效的验证。
通过以上三个步骤，便可以完成海洋重磁测量的野外工作。
我们能够从中获取有效的数据，获得海洋地磁应用领域的重要研究结果。
为此，这种野外海洋重磁测量技术将非常实用，广泛应用于全球海域的研究工作。
关于海底电缆埋深探测的
未来，海底电缆埋深探测将更加依赖自动化和智能化技术 ，减少人工干预，提高探测的准确性和效率。
多学科融合
海底电缆埋深探测将涉及多个学科领域，如地球物理学、 海洋学、电气工程等，多学科的融合将有助于提高探测技 术的水平。
跨学科合作与交流
01
学术合作
海底电缆埋深探测需要跨学科的交流和合作，不同领域的专家需要进行
供数据支持。
其他探测设备
磁场传感器
测量海底电缆周围的磁场强度， 判断电缆的位置和方向。
重力感应器
通过测量重力加速度值的变化， 确定海底电缆的位置和埋深。
05
海底电缆埋深探测数据处理与分析方法
数据预处理
数据清洗
去除无效、错误数据，补充缺失数据，提高数据质量。
数据标准化
将不同类型、不同单位的数据统一到相同的尺度上，便于后续处 理和分析。
定义与重要性
定义
海底电缆埋深探测是指通过使用特定 技术和设备对海底电缆的埋藏深度进 行测量和确定的过程。
重要性
海底电缆是全球通信、电力输送等重 要基础设施，对其埋藏深度进行精确 探测有助于保护和维护这一关键网络 ，确保其安全与稳定运行。
探测方法与技术
声波探测法
利用声波换能器发出声波，通过 接收反射回来的声波时间差来计
第三阶段：高精度探测技术
要点一
光学成像
利用光学成像技术，通过船载或卫星搭载的高清相机对海 底进行拍摄，通过图像处理技术获取海底电缆的位置和深 度信息。这种方法精度极高，适用于各种海域和海底地形 ，但受限于海况S）和差分全 球定位系统（DGPS）
利用GPS和DGPS技术，通过接收卫星信号，获取海底电缆 的位置信息。这种方法精度高，适用于各种海域和海底地 形，但受限于卫星信号覆盖范围和信号质量。
关于海底电缆埋深探测的研究
02
海底电缆概述
海底电缆的定义与特点
海底电缆定义
海底电缆是用于传输电力和信息的电线或光缆，铺设于海底或水下，是现代通信 、电力输送、信息网络等的重要基础设施之一。
海底电缆特点
海底电缆具有高可靠性、高耐久性、高安全性等特点，同时由于其铺设环境特殊 ，还具有施工难度大、维护难度大、监测难度大等特点。
03
探测技术与方法
探测技术的分类与优缺点
被动式探测技术
不需要向地下发射信号，而是通过接收地下自然 信号或无线电信号进行探测。
时域和频域探测技术
根据所使用的信号类型进行分类，时域探测技术 使用直流或低频信号，频域探测技术使用高频信 号。
主动式探测技术
需要向地下发射信号，通过接收反射回来的信号 了解地下情况。
重力勘探
通过测量地下的重力加速度，推断 地下电缆的位置和埋深。
磁法勘探
通过测量地下的磁场强度，推断地 下电缆的位置和埋深。
地球化学探测方法
土壤气体探测
通过测量土壤中的气体成分和浓度，推断地下电缆的位置和埋深。
土壤金属探测
通过测量土壤中的金属元素含量，推断地下电缆的位置和埋深。
遥感探测方法
卫星遥感
电磁波探测器
利用电磁波的反射原理，探测海底电缆的位置和 埋深。
水下机器人
用于携带探测设备在海底进行电缆埋深探测，并 进行取样和测量。
探测步骤与流程
探测前准备
现场安装与调试
收集相关资料，制定探测计划，准备必要的 设备和器材。
在探测现场安装和调试设备，确保设备正常 运行。
水下线缆检测技术的原理和应用
水下线缆检测技术的原理和应用近年来，随着通讯、电力、石油开采等行业的不断发展，水下线缆的应用越来越广泛。
但是，由于水下环境的特殊性和线缆的长期使用，线缆出现故障的概率也越来越大。
因此，如何及早准确地发现和定位线缆故障成为了一个迫切的问题。
水下线缆检测技术就应运而生。
本文将介绍水下线缆检测技术的原理和应用。
一、水下线缆检测技术的原理水下线缆检测技术是利用声、电、光等信号在水中传播的原理，利用各种探测器进行线缆信号的检测和定位。
主要包括声纳检测技术、电磁场探测技术、光学检测技术等。
1.声纳检测技术声纳检测技术是利用水中声波的传播特性进行检测。
它通过在水中发射声波，并接收被测线缆反射回来的声波，根据声波的传播速度、传播路径、波长等参数推算出线缆的长度、厚度、壳体状况等指标，从而判断线缆是否存在故障。
2.电磁场探测技术电磁场探测技术是利用线圈产生的磁场和电缆导体回路之间的交互作用进行检测。
它通过在水中发出特定的电磁场信号，接收被测线缆回路产生的响应信号，从而推算出线缆的电学参数、尺寸大小、绝缘情况等指标。
3.光学检测技术光学检测技术主要是利用水下潜水器上安装的摄像头拍摄线缆的图像，根据图像的变化和缺陷来判断线缆的状态。
这种技术主要应用于深海区域，其优点是便于人工分析和判断缺陷类型。
二、水下线缆检测技术的应用水下线缆检测技术的应用范围非常广泛，主要包括海底油气管道、通讯电缆、电力线缆等。
1.海底油气管道海底油气管道是指运输石油、天然气等能源的管道，由于长期暴露在海洋环境中，容易受到海水侵蚀、地震、海洋生物和船只碰撞等因素的影响，导致管道破损甚至断裂。
使用水下线缆检测技术可以及早发现管道的故障，并进行维修或更换，保障油气供给的稳定性和安全性。
2.通讯电缆随着信息时代的到来，通讯电缆作为信息传输的重要工具，已经广泛应用于海底通讯、互联网、移动通讯等领域。
而海底通讯电缆长期处在海水中，可能受到很多因素的损伤，如砂石冲刷、海底地质活动、螺旋钢绳起锚等。
海底大地电磁探测仪的测试方法
海底大地电磁探测仪的测试方法
海底大地电磁探测仪是一种用于探测海底地形和地下构造的仪器,通常由多个仪器组成,用于捕捉和测量海底的电磁信号。
以下是海底大地电磁探测仪的测试方法:
1. 静态测量:在地面上设置一个静态测试站,测试站通常由多个仪器组成,包括地磁场探测仪、地球物理学仪器等,通过比较不同位置的电磁信号强度、方向等参数,来评估海底地形和地下构造的稳定性和分布情况。
2. 动态测量:在海洋深处进行动态测量,利用海洋浮标和声呐等仪器,实时监测海底物体的运动和位置,以及声呐测量到的声波反射信号,通过计算海底地形的变化和地下结构的变形情况,评估海底地质条件和地下水系的稳定性。
3. 电磁波发射和接收测试:通过电磁波的发射和接收测试,来评估海底电磁信号的强度、方向、频率等参数,以确定海底地形和地下构造的特征和位置。
4. 地震波探测:利用地震波在地下的传播特性,通过地震波探测仪测量地下构造的震级和位置等信息,以评估海底地质条件的脆弱性和投资风险。
5. 电磁波反演:通过测量电磁信号的传播路径和强度,反演地下构造和岩石类型等信息,以便进行地质勘探和矿产资源开发。
海底大地电磁探测仪的测试方法通常包括静态测量、动态测量、电磁波发射和接收测试、地震波探测和电磁波反演等步骤,以获
取可靠的数据和信息,为海底地质勘探、资源开发和环境保护等提供重要支持。
海底电缆铺设工程中的水下探测与测量技术
海底电缆铺设工程中的水下探测与测量技术水下探测与测量技术在海底电缆铺设工程中起到至关重要的作用。
海底电缆是连接陆地与海底之间的纽带，承载着全球互联网、通信和电力传输的重要任务。
因此，确保电缆在铺设过程中的安全和可靠性成为一项关键工作。
本文将介绍海底电缆铺设工程中常用的水下探测与测量技术，包括声学测量、磁力测量和测深技术。
声学测量是海底电缆铺设工程中应用最为广泛的水下探测技术之一。
通过声纳设备发送声波信号，并利用接收到的回波信号来获得与地形特征相关的数据。
声纳设备可以测量海底的地形高度、地质特征、水下障碍物和电缆沟槽的深度等信息。
声学测量技术在电缆铺设前可以帮助确定最佳的电缆路径以避开潜在的障碍物，并在铺设过程中提供实时监测和调整的能力，确保电缆的安全布设。
此外，声学测量技术还可以用于电缆铺设工程的后续维护，例如定位损坏电缆或检测是否有海底滑坡等。
磁力测量是另一种在海底电缆铺设工程中常用的水下探测技术。
它利用磁力仪器来测量地球的磁场变化，以确定海底的地质结构和地形特征。
磁力测量技术可以用于寻找潜在的地质障碍物，如地震断层或火山口，以及测量海底地壳的磁场特征。
这些信息对电缆铺设的路径规划和安全布设至关重要。
通过使用磁力测量技术，工程师可以更好地了解海底情况，避开不利因素，提高电缆铺设的可靠性和效率。
测深技术是海底电缆铺设工程中必不可少的一项技术。
准确测量海底深度对于确定电缆路径、计算电缆长度以及确定电缆保护措施至关重要。
在过去，测深工作主要依靠传统的测深方法，如使用测深线和下沉式测深仪器。
然而，随着技术的发展，现代测深技术的应用愈发广泛，如多波束测深技术和激光测深技术等。
多波束测深技术通过发送多个声波束并同时接收回波信号来测量海底深度的，其精度更高且速度更快。
激光测深技术则利用激光束来测量海底的高度差，精度也很高。
这些现代测深技术的应用使得海底电缆铺设工程更加高效和精准。
除了上述提到的主要技术外，海底电缆铺设工程还可以利用其他水下探测与测量技术来获得更加详细和全面的信息。
海中“透视眼”快速定位海底电缆故障
海中“透视眼”快速定位海底电缆故障
作者：暂无
来源：《军事文摘（科学少年）》 2021年第8期
伸手不见五指的大海深处，埋藏着很多电缆，用于传输电话和互联网信号。
一旦海底电缆出了毛病，就会对信号传输造成很大影响。
可是，发现深藏海底的电缆出了毛病可不容易。
别着急，最近浙江省舟山市鱼山岛海域投入使用了磁矢量海缆故障检测装置，堪称海缆运维人员的“眼睛”，能够捕捉海底磁场信号，实现故障快速定位，让舟山群岛供电快速恢复正常。
目前，国际上海缆平均修复时长在42天左右，海缆故障定位往往要一周以上。
而利用磁矢量海缆故障检测装置，寻找海缆故障点能缩短一半左右的时间，大大提高了海缆检修效率。
一种海底电缆磁力探测平面误差改正方法介绍
50 m
图1 测线布设图
2.2 设备安装及测量参数选取
测线布设完毕后，进行了设备安装，本次调查Geometr ic s公司生产的G-882海洋铯光泵磁力仪，
上安装完成之后进行了参数（拖缆长度、传播速度）
及参数选取步骤（如图2），调试完毕之后进行了数据采集，
图3 磁力异常图
ㅵ㒓Ҿ⌟䞣 ⱘㅵ㒓⺕ Ҿ⌟䞣 ⱘㅵ㒓
⺕ Ҿ⌟䞣 ⱘ⬉㓚
图4 磁力仪与管线仪测量结果图
2.3 磁力结果校正
由于磁力仪测量得到的管线和电缆位置受到DGPS定位误差、拖缆长度、水流、船速等影响具有一定的偏差，因此对本段路由上的28组磁力测量得到的2条管线之间的距离D1与管线仪得到的2条管线之间的距离D2进行了比较（表1），表中D为D1与D2的差值，D进行了误差分析ξ，
得到如下结果：ξ
=
1
2
−∑N D
N
=27
32
.95=1.88
由以上结果可知：磁力仪测量误差较小，因此将本次调查的磁力结果（管线与电缆）按照管线仪所得到的管线结果同时进行了偏移，可以近似认为偏移之后的电缆位置为实际电缆的位置。
2.4 磁力电缆结果校正与超短基线（USBL）测量结果比较
为了验证磁力结果经过偏移之后结果的可靠性，采用了超短基线对海底电缆进行了探摸，并对二者进行了比较2），B为磁力电缆校正结果与USBL测量电缆结果的差值，了误差分析ϑ，得到如下结果：
2
∑B
46
.8。
磁异法探测海底缆线分解课件
磁异法探测原理
磁异法探测原理基于地球磁场和人工磁场之间的相互作用。当探测器接近海底缆 线时，由于缆线中的电流产生的磁场，会干扰地球的自然磁场，从而产生磁异常。
磁异常的强度和方向可以通过专门的传感器进行测量和记录，进而确定海底缆线 的位置和走向。
等方面的内容。
行业标准与规范制定
制定行业标准
1
建立质量评价体系
2
推动国际合作与交流
3
案例二：某港口电缆故障定位
案例三：某跨海大桥电缆安全评估
总结词：全面评估
VS
详细描述：为了确保某跨海大桥电缆 的安全运行，需要对整条电缆进行全 面的安全评估。采用磁异法探测技术， 对整条电缆进行了无损检测，评估了 电缆的绝缘状况和机械性能，为大桥 的安全运行提供了保障。
技术创新与设备升级
磁场测量精度提升
智能化数据处理
轻便化与模块化设计
应用领域拓展
海洋资源开发
随着海洋资源的开发利用，磁异 法探测海底缆线技术将应用于海 底矿产、油气等资源的勘探和开
发中。
海洋工程与建设
在海洋工程建设中，如海底隧道、 跨海大桥等，磁异法探测海底缆 线技术可用于探测和监测工程结 构和周边地质环境。
海洋科学研究
在海洋科学研究领域，磁异法探 测海底缆线技术可用于研究地球 磁场、海底地质构造、海洋环流
定位系统通常由GPS、姿态传感器等 组成，GPS用于确定地理位置，姿态 传感器用于确定设备的姿态和方向。
辅助设备
数据预处理
数据清洗
数据转换 数据标准化
异常识别与提取
01
02
磁异探测法探测海底光缆
磁异探测法探测海底光缆高志;王瑛剑【摘要】为提高海底光缆的探测效率,克服有源磁探测法的缺点,首先从海底光缆自身的铠装出发,提出了磁异探测这种无源磁探测的方法,接着对该方法的原理进行了深入分析,并利用无限长圆柱体模型和磁偶极子磁场模型对其进行了理论推导,其结果对今后开展仿真和实验具有较强的指导意义.【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】3页(P39-41)【关键词】海底光缆;无源磁探测;磁异探测【作者】高志;王瑛剑【作者单位】海军工程大学,湖北武汉430033;海军工程大学,湖北武汉430033【正文语种】中文【中图分类】TN818目前,在海底光缆探测中广泛应用的方法是有源磁探测法,即在海缆中注入一适当频率和功率的交流电流,通过探测设备探测该电流产生的电磁场,再根据探测信号的信息判断海缆的位置。
该方法有以下缺点:(1)必须中断海缆承载的业务,这会给海底通信带来不可避免的损失;(2)海底光缆内的导体(无缝金属管或供检测用的小直径铜导线)对加载的信号有较强的衰减作用,不适合对长距离光缆进行探测;(3)有源法对于有中继的海底光缆无法实现有效探测。
因此亟需采用新的探测方法——无源磁探测法。
无源磁探测法是一种地球物理勘探技术,它的前提是海底光缆中的钢铠装结构,是通过探测海底光缆自身的磁场信息实现探测和定位的。
该方法无需给海底光缆加载额外信号。
本文分析的磁异探测方法即为一种典型的无源磁探测法。
磁异探测,即地磁异常探测,是基于铁磁性物体扰乱地磁场磁力线均匀分布这一基本物理现象的。
由于磁场的磁力线从水中进入空气几乎不改变传播方向,而且传播方式几乎一致,这样我们就能通过在空气中测量磁场的异常来确定水下目标。
目前该方法已经广泛应用于探测磁性矿物、油气资源及铁质的给水、燃气等管道(线),此外还可以用来搜寻沉船等大型目标和较小的沉物(如铁锚、遗弃水雷等)。
1.1 磁异常的产生从物理学上可知,任何物体在地磁环境中都不可避免地被磁化,铁磁体的磁性是由感应磁化强度和不同时期的剩磁叠加而成的。
应用磁力仪探测海底电缆方法的探讨
应用磁力仪探测海底电缆方法的探讨
钟献盛;裴彦良
【期刊名称】《海洋科学》
【年(卷),期】2001(25)9
【摘要】@@ 我国沿海大中城市的近海海域,由于经济建设和对外开放的需要,已敷设了很多通讯电缆和电力电缆(下面统称海底电缆).这些海底电缆有的敷设时间很早,已经失去使用价值,有的目前虽尚在使用中,但经过了岁月的变迁,这些海底电缆在海域中的坐标有了变化,有的是否仍存在于该区海域中还不能完全肯定.此外,过去敷设海底电缆时的定位设备还存在很大误差,因而其目前真正的位置有待确定.为了适应沿海城市的经济发展,必须敷设新的海底电缆(如通讯光缆等),新敷设海底电缆的路由线经过的海域存在着早期已敷设过的海底电缆,为了探明其与准备敷设的海底电缆路由线交汇的情况,作者使用了从加拿大进口的“Seaspy''海洋质子磁力仪进行探测(仪器使用极化时间为0.5 s这一档).
【总页数】2页(P10-11)
【作者】钟献盛;裴彦良
【作者单位】国家海洋局第一海洋研究所;国家海洋局第一海洋研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P7
【相关文献】
1.超导量子磁力仪在海底光缆探测定位中的应用 [J], 周学军;张扬;姚琦;周媛媛;左名久
2.质子磁力仪探测海底光缆应用研究 [J], 陈新来;张扬
3.一种海底电缆磁力探测平面误差改正方法介绍 [J], 马伟鹏
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二、探测原理
海洋磁力仪是测量地球磁力场强度的高精度测量设备。 美国G-881型铯光泵海洋磁力仪 拖鱼、拖缆、收发器、甲板缆、 RS232通讯电缆 量程：20,000-100,000 nT 最高采样率为每秒10次 灵敏度为0.005nT
探测原理
海底电缆的铁磁性材料和电缆中的电流会产生磁场，叠加 在海底地磁背景场上，产生磁场异常。只要获得高精度的区域 海底磁场数据，利用海底电缆产生的磁场异常特性，就可对实 际地磁场异常特性进行分析判断，对海底电缆进行识别定位。
的余弦。
海洋磁力仪测量的是地磁场总强度T的绝对值，然后减去
正常的地磁场T0的绝对值，求出T的值，称为总磁场异常：
T T T 0
T Z a sin I H ax cos I cos A H aY cos I sin A
其中，I和A分别为磁倾角和磁偏角。
三、海底缆线探测
（1）探测前的资料收集：地质、地球物理、人文资料等 （2） 测线布设 ：海底缆线磁力探测线，一般垂直于已敷设 缆线。为尽量减少由于磁力仪拖鱼定位不准引起的系统误差， 中央一条测线补测返航向测线。 （3）海底缆线的定位：测点的位置归算 、缆线的定位
对于任一磁性物体v，它在空间一点P产生的磁位u可表示为：
1 u J grad ( )dv r v
J为磁性体的磁化强度，r代表磁性体某一体积元到P点的距离。 对磁位u分别求x，y和z方向的偏导数，即得到磁场强度的垂直 分量和水平分量： u J n cos( r z )ds
四、工程实例
（1）工程概况及探测方法 此区域是捕鱼区，缆线是多年前敷设的。G881NT-SX型海洋 磁力仪 ，NGD-60型DGPS设备，SDH-13D型测深仪 。 （2）探测结果及分析
表1 不同测线上磁异常点磁异常值
点号 X（m） Y（m） T（nT）
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
9
62.5 10 18 14.9 33 13.6 11 22 10.8 28
C1
C2
36565
35678
பைடு நூலகம்
90235.3
86355.7
29
42
磁异常点C1和C2比较离散
五、总结
通过本文对近岸海底管线磁力探测工作技术进行了简要 介绍，为今后类似工程项目的实施提供了有益的实践经验。 （1）磁力可以应用于近岸海底管线探测领域，可以确定 海底管线的位置和走向，探测成功率较高。 （2）应用磁法探测近岸海底管线，标准的仪器配备包括海 洋磁力仪、定位仪和测深仪。 （3）充分的资料收集是海底管线探测前提；正确的海上施 工是海底管线探测的关键；精细的数据处理和解释是海底管线 探测的保障。 （4）缆线定位时，应适当的舍弃一些点，是定位精度更高。
谢谢 ！
海底缆线的磁力探 测方法
硕研19班 薛丹丹 2012021945
海底缆线的磁力探测方法
1、简介 2、探测原理 3、海底缆线探测 4、工程实例 5、总结
一、简介
海底缆线主要有通信光缆、输电电缆、通信电缆等。近年 随着国际互联网的发展，海底通信光缆发展最快，系统的长度 和性能不断提高。 海底电缆的历史开始于1850年在杜巴海峡铺设电信传送电 缆。中国大陆的第一条海底电缆是在1988年完成。 目前，中国大陆的海底光缆连接点只有三个。
37091
37559 38158 38441 39269 39418 39456 39131 38472 35339 38859
97625.5
96717.5 95400.7 92928.9 93047.7 92691.9 91480.8 90401.4 89185.1 85382.3 90030.5
海底电缆的电磁特性为应用磁力仪对其进行探测和识别 提供了物理基础和技术手段。 我国国家海洋局自上世纪90年代起就开展了应用磁力 仪探测海底缆线的研究，先后承担了东亚交汇（EAC）、城 市间海底光缆（C2C）和跨越太平洋直达光缆（TPE）等十 余项海底光缆的路由调查及缆线探测任务，积累了丰富的实 践经验。
Za z
r
s
2
H ax
H ay
u Jn 2 cos( r x ) ds x s r
u Jn 2 cos( r y ) ds y s r
J n 为磁化强度 J 在磁性体外法线上的投影，cos(r z) cos(r x) cos(r y) 分别为r与3个坐标轴之间夹角