七電極電導率傳感器及CTD測量系統(tǒng)技術研究.pdf

1、海水鹽度是海洋水文測量的要素之一,測量海水鹽度對海洋科學研究、海洋開發(fā)利用和軍事國防都具有重要意義。海水電導率測量是進行鹽度測量的重要手段,使用電導率傳感器測量鹽度,具有精確度高、速度快、計算海水密度可靠以及便于現場測量等優(yōu)點,這種方法已成為海水鹽度測量的主要手段。七電極電導率傳感器是一種用于海洋調查監(jiān)測的高技術傳感器,也是國際海洋高技術產品市場的主要競爭產品。在國家“十一五”863海洋環(huán)境立體監(jiān)測技術科研項目的支持下,七電極電導率傳感

2、器的研制,跟蹤了國際上電導率傳感器的發(fā)展前沿,有力推動了我國電導率傳感器測量技術向多品種、多功能、多方向發(fā)展。該傳感器結合高精度溫度傳感器和壓力傳感器,配置高速數據采集和數據處理軟件,設計成為CTD(Conductivity Temperature Depth,電導率、溫度、深度)測量系統(tǒng)。CTD測量系統(tǒng)是海洋水文觀測中溫度和鹽度要素的主要測量儀器,主要分為自容式和電纜直讀式兩種,分別應用在固定平臺上進行系留定點測量如海洋臺站、潛標、浮

3、標、海床基等,以及移動觀測平臺上進行動態(tài)剖面測量如AGRO浮標、AUV、水下滑翔器等。
　　論文首先介紹了溫度、鹽度、深度與電導率之間的相互關系,分析了兩電極、三電極、四電極以及七電極電導率傳感器的測量原理、適用范圍、優(yōu)勢和不足,提出了七電極電導率傳感器的技術指標和性能優(yōu)勢,進行了七電極電導率傳感器設計和CTD測量系統(tǒng)的硬件設計,包括:七電極電導率傳感器的結構尺寸設計、傳感器導流管和電極材料的選擇、傳感器導流管加工工藝、鉑膜電極電

4、鍍焊接工藝以及傳感器整體封裝工藝;CTD測量系統(tǒng)中溫度傳感器設計和壓力傳感器選型;CTD測量系統(tǒng)硬件電路的設計,包括傳感器信號轉換電路設計和數據采集設計:選用PIC單片機作為主控芯片、采用高精度24位Σ-ΔA/D轉換器 AD7714芯片實現A/D轉換、采用串口通信方式進行數據傳輸、采用SD卡作為數據存儲介質等;實施了CTD測量系統(tǒng)的傳感器定標、實驗室測試和海上試驗,與國外同類儀器進行對比測試,最后對試驗結果進行了分析說明。
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