仪器仪表学报

作者：李文来，文玉梅，叶敬昌，李平

单位：李文来,上海交通大学自动化与感知学院上海200240,,文玉梅,1.上海交通大学自动化与感知学院上海200240； 2.上海交通大学海底科学与划界全国重点实验室上海200240,yumei.wen @sjtu.edu.cn,叶敬昌,上海交通大学自动化与感知学院上海200240,,李平,上海交通大学自动化与感知学院上海200240,

关键词：海洋电场;电子开关;调制;极化;感应电流

基金：国家重点研发计划项目（2021YFC2202803）资助

目前海洋电场测量，普遍采用自然电位法，使用Ag/AgCl这样的非极化电极或碳纤维电极等超稳定电极浸入海水中测量电极间的电压以间接测得电场。一方面，自然电位法要求测量中电极与海水必须是导通的，电极特性必然受到海水影响逐步发生变化，不可避免影响测量稳定性。另一方面，自然电位法中由于测量灵敏度和电极间距成正比，电极间距通常为数米至数千米，两电极所处环境温度、盐度的差异会产生电压漂移，造成测量误差。针对上述问题，提出了电调制测量海洋电场原理，即：通过电子开关控制电极连接对电场进行调制，产生交变电场诱导生成感应电流作为电场传感信号，在检测电极和海水绝缘不导通的情况下拾取海洋电场信号，杜绝电极与海水发生反应，检测电极特性可以保持长期稳定，并且由于传感信号的强度与电极间距负相关，电极间距远小于自然电位法，极大减小环境因素产生的电势差及其漂移对测量信号的影响造成测量误差。搭建了模拟水下电场测试平台对提出原理进行实验验证，应用该原理对模拟海水中的直流电场进行测量，设计的电极间距为25mm，电极尺寸为50mm×50mm×1mm，实验结果表明，海水中电场测量灵敏度可达117.87mV/(V·m-1)，最小分辨率为5.786μV/m，10h内的漂移极差<50.9μV/m。

来源：2026年第1期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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