自容式湍流儀的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著人們對(duì)海洋研究的深入,海洋湍流的研究已逐漸成為物理海洋研究的熱點(diǎn)。海水的動(dòng)量、熱量和質(zhì)量輸運(yùn)都和海洋湍流有緊密關(guān)系,海洋湍流也是調(diào)控大洋溫度和鹽度環(huán)流的動(dòng)力源泉,氣候變化也與其有緊密的聯(lián)系,湍流同時(shí)對(duì)海水懸浮物質(zhì)和海洋生態(tài)環(huán)境的分布具有重要影響。海洋湍流的研究對(duì)認(rèn)知海洋環(huán)流如何運(yùn)動(dòng),完善海洋環(huán)流和氣候模型具有關(guān)鍵的作用。同時(shí),海洋災(zāi)害和異常海洋現(xiàn)象均需要人們對(duì)海洋微結(jié)構(gòu)湍流進(jìn)行準(zhǔn)確、細(xì)致和深刻的認(rèn)識(shí),以便改進(jìn)和完善現(xiàn)有的海洋災(zāi)害預(yù)報(bào)

2、模式。因此,海洋湍流研究已成為海洋科學(xué)研究的重要領(lǐng)域,海洋湍流數(shù)據(jù)的獲取技術(shù)已成為海洋觀測(cè)技術(shù)的重要研究方向。
　　 本論文首先綜述了湍流觀測(cè)的歷史及現(xiàn)狀,以及湍流觀測(cè)傳感器的發(fā)展、觀測(cè)平臺(tái)的發(fā)展和湍流儀的發(fā)展,并主要研究了剪切流傳感器觀測(cè)湍流的原理及應(yīng)用。然后根據(jù)定點(diǎn)測(cè)量平臺(tái)的原理設(shè)計(jì)出適合定點(diǎn)觀測(cè)的潛標(biāo)平臺(tái)并給出了信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)的整體方案。
　　 本論文設(shè)計(jì)了湍流儀信號(hào)采集系統(tǒng),在采集湍流信號(hào)的同時(shí)還要采集加速度及

3、姿態(tài)信號(hào),并以文本文件形式存儲(chǔ)在SD卡上。所采集的湍流信號(hào)由剪切流傳感器獲得并通過(guò)電荷放大器放大,然后由24位AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),加速度信號(hào)是由三個(gè)互相垂直的加速度傳感器獲得的模擬信號(hào),同剪切流傳感器一樣由24位AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),姿態(tài)信號(hào)包括測(cè)量平臺(tái)的航向、橫滾、俯仰三個(gè)姿態(tài),姿態(tài)信號(hào)由TCM2.5測(cè)得直接以數(shù)字信號(hào)形式發(fā)送到串口上,由STM32F107接收后直接以文本文件系統(tǒng)形式存儲(chǔ)到SD卡上,在由剪切流推導(dǎo)出湍動(dòng)能耗散率的過(guò)程中對(duì)