深远海pH值及盐度全自动测量装置设计

发布时间：2020-03-29 22:38

【摘要】：随着现代科技的迅速发展,人们已经不仅仅满足于对浅海的探测与研究,深远海资源的开发和利用已经逐渐被人类所重视。而目前为止,虽然有很多检测海洋性质的方法,但是,针对深远海的,发展便捷的,自动化的探测海洋的方法仍然迫在眉睫。本文设计了一种自动化的深远海pH值及盐度的测量装置,分析了该装置的检测原理并搭建了感应式检测系统,实现了深远海海水pH值的检测以及海水盐度的自动化检测。本文的主要研究内容有:(1)测量了不同pH值溶液接触感应电极时的电压脉冲信号幅值,拟合了 pH值与电压之间的关系曲线,得到了 pH值与电压信号之间的线性关系式。实验研究结果显示:溶液pH值越大,溶液与感应电极接触时产生的电压脉冲信号幅值就越小,而且溶液pH值与其所产生的电压值之间有良好的线性关系。这种感应电极的方法测量溶液pH值快速且准确。(2)基于微流控技术设计了具有两个检测通道的差分微流控芯片,理论分析了微流控芯片的优点,推导获得了基于微流控芯片测量盐度的数学公式,在此基础上绘制了电导率和电压信号的关系曲线,建立了二者的数学关系,并把由公式画出的图像与实验测得数据点拟合图像进行了比较,验证了公式关系的正确性。(3)本文进行了测量装置的电路设计,明确了各电路原件的选型,最后对整个测量电路部分进行了小型化设计,并设计了深远海pH值及盐度自动化检测装置的系统。本文设计的深远海pH值及盐度检测装置可以实现海水pH值及盐度的自动化检测,装置体积小,检测速度快,有望搭载在深远海无人潜航器来实现对深远海的探测。
【图文】：

原理图,激光折射,原理,盐度

导致盐不准确。逡逑（２）有限差分法估算盐度值逡逑对水系交汇复杂的海区，要进行盐度的分析研宄，在缺少实测资料时很难限差分法估算盐度的方法是从通过湍流扩散方程，采用有限差分法对盐行估算。逡逑有限差分法测盐度值具有成本低，便于实行等优点，但同时也存在结果不，运算量大等缺点［５２］。逡逑（３）等离子共振原理测量盐度逡逑该方法需要一＂＾直角棱镜，在棱镜直角边部分键一层厚度大约４０－６０ｎｍ膜（Ａｕ），随后在膜上放置盛装溶液的液体槽。折射率是与液体的电导率，，可以通过折射光的折射角不同来测得液体电导率，最终得到盐度值［５３］。逡逑（４）利用激光折射角的变化来确定海水的盐度逡逑

电路图,电导池,电路图,激光折射

海水的盐度［５４？］。实物图如下：逡逑ｍ邋ｒ｜｜逡逑ｆ邋：ｉ邋－逡逑图１．２激光折射装置实物图逡逑Ｆｉｇ邋１．２邋Ｔｈｅ邋ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ａ邋ｌａｓｅｒ邋ｒｅｆｒａｃｔｉｎｇ邋ｄｅｖｉｃｅ逡逑（５）双电导池法逡逑Ｉ邋Ｒｃｌ逦Ｒｃ２逡逑ｉ逦逦逦ｉ逡逑７ｍｍ邋Ｌ逡逑０Ｄ逡逑Ｒ３逦Ｒ４逡逑■逦逦逦（＝３逦逦逡逑——逦逡逑图１．３双电导池法电路图逡逑Ｆｉｇ邋１．３邋Ｃｉｒｃｕｉｔ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｄｏｕｂｌｅ邋ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ邋ｐｏｏｌ邋ｍｅｔｈｏｄ逡逑７逡逑
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U664;P716

【参考文献】