七电极电导率传感器及CTD测量系统技术研究

更新时间：2020-03-28 19:30:35 大小：4M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：电导率传感器 ctd 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）收藏评论(0) 举报

资料介绍

海水盐度是海洋水文测量的要素之一,测量海水盐度对海洋科学研究、海洋开发利用和军事国防都具有重要意义。海水电导率测量是进行盐度测量的重要手段,使用电导率传感器测量盐度,具有精确度高、速度快、计算海水密度可靠以及便于现场测量等优点,这种方法已成为海水盐度测量的主要手段。七电极电导率传感器是一种用于海洋调查监测的高技术传感器,也是国际海洋高技术产品市场的主要竞争产品。在国家“十一五”863海洋环境立体监测技术科研项目的支持下,七电极电导率传感器的研制,跟踪了国际上电导率传感器的发展前沿,有力推动了我国电导率传感器测量技术向多品种、多功能、多方向发展。该传感器结合高精度温度传感器和压力传感器,配置高速数据采集和数据处理软件,设计成为CTD(Conductivity Temperature Depth,电导率、温度、深度)测量系统。CTD测量系统是海洋水文观测中温度和盐度要素的主要测量仪器,主要分为自容式和电缆直读式两种,分别应用在固定平台上进行系留定点测量如海洋台站、潜标、浮标、海床基等,以及移动观测平台上进行动态剖面测量如AGRO浮标、AUV、水下滑翔器等。

论文首先介绍了温度、盐度、深度与电导率之间的相互关系,分析了两电极、三电极、四电极以及七电极电导率传感器的测量原理、适用范围、优势和不足,提出了七电极电导率传感器的技术指标和性能优势,进行了七电极电导率传感器设计和CTD测量系统的硬件设计,包括:七电极电导率传感器的结构尺寸设计、传感器导流管和电极材料的选择、传感器导流管加工工艺、铂膜电极电镀焊接工艺以及传感器整体封装工艺;CTD测量系统中温度传感器设计和压力传感器选型;CTD测量系统硬件电路的设计,包括传感器信号转换电路设计和数据采集设计:选用PIC单片机作为主控芯片、采用高精度24位Σ-ΔA/D转换器 AD7714芯片实现A/D转换、采用串口通信方式进行数据传输、采用SD卡作为数据存储介质等;实施了CTD测量系统的传感器定标、实验室测试和海上试验,与国外同类仪器进行对比测试,最后对试验结果进行了分析说明。

通过实验室测试和海上试验,验证了上述设计和研究成果,CTD测量系统工作正常、可靠性高,传感器测量精度高、具有较高的可移植性,符合现场应用使用要求。