仪器仪表学报

作者：庞 水，徐佳毅，李洪宇，李醒飞，李荣飞

单位：庞 水,1. 天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室，2. 深海技术科学太湖实验室,,徐佳毅,1. 天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室，2. 深海技术科学太湖实验室,,李洪宇,3. 山东科技大学海洋科学与工程学院,,李醒飞,1. 天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室，2. 深海技术科学太湖实验室,,李荣飞,1. 天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室,

关键词：海洋探测;水下单线电能传输;电磁波;感应耦合

基金：国 家 自 然 科 学 基 金 ( 62203324 )、 中 国 博 士 后 科 学 基 金 ( 2023M732611 )、 天 津 大 学 科 技 创 新 领 军 人 才 培 养 “ 启 明 计 划”(2023XQM0018)、精密测试技术及仪器全国重点实验室基金(Pilq2305)、山东省自然科学基金(ZR2022MF336)项目资助

为了实现缆系水下感知平台挂载传感器的低成本、非接触全天候供电,提出了一种以系泊缆和开放海水构成电能传输链路的水下单线电能传输系统。首先从电磁波在系泊缆和海水中的传播机理进行了分析,建立了麦克斯韦方程组并通过分析得到了电磁波束缚在系泊缆表面传播的结论;然后使用Ansys/HFSS软件建立了系泊缆在海水中的模型,仿真得到了电磁场分布情况以及坡印廷矢量分布情况,验证了理论分析的正确性;最后搭建了50m单线电能传输实验样机,在海水中进行了电能传输实验。实验结果表明,提出的水下单线电能传输系统最高可以实现187W的电能传输,系统最大效率可达49.2%,证明水下单线电能传输系统具有为缆系水下感知平台挂载传感器非接触供电的可行性。

来源：2023年第12期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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