基于光电传感技术的海水盐度计研制

发布时间：2021-10-07 08:33

　　海水盐度的检测对研究海洋学、海洋环境监测、季节气候预测以及海洋渔业等有十分重要的实用意义,而目前国内外使用的传感器大都是基于传统电导率法来实现对其长期连续的检测,该方法存在三个参数检测不同步带来的误差。为此,本论文致力于研制一种新颖的海水盐度计,来克服传统电导率CTD仪带来的缺陷。在充分调研国内外盐度检测技术现状的基础上,本论文系统地提出了基于新方法的海水盐度测量方案,建立了数学模型,设计了传感探头结构,并制作了原理样机。在论文中,应用到的核心理论是折射率差测量原理和半导体光吸收原理,主要完成的工作是承接前人的研究成果并对其做出了三大改进,具体包括以下几个方面：1.提出了一种基于海水折射率的、以PSD为核心器件的盐度检测方法,并设计了相应的传感模型。在传感模型中引入了参考液的设计思路,形成差动测量,有效地消除了温度对测量结果的影响。2.在理论推导和借鉴旧样机设计经验的基础上,设计并制作了新的盐度计样机,该传感器样机具有结构简单、成本低、实用性强、便于远程测量以及易于实用化等优点。3.改进了旧样机中所使用的激光光源和PSD,选用了模块化光源和更高分辨率的PSD,明显地提高系统的测量精度和... 

【文章来源】：中国海洋大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：136 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电导池等效电路图

口，p，S，T)(l一3)也就是亮温(B:)和频率(f)、入射角(0)、极化沙)、表面温度(T)以及盐度(勺有关。因此，当其他参数确定时，即可求出海面盐度。图1一2清楚的显示了入射角固定、不同频率和温度情况下，海水表面盐度与亮温之间的关系。卜卜斌斌︵三之。出︶1凶Salinity(Psu)f(Hz)图1一2不同频率、温度下海水表面盐度与亮温的关系曲线微波遥感技术具有全天时、全天候工作能力，并能对海洋表面盐度进行大面积，快速和定量的检测。缺点是只能感测海洋表面的盐度。.3.3基于光纤传感技术的盐度检测法近年来，随着光纤传感技术的发展，光纤传感器开始应用到科研生产的各个方面，凡是用到传感器的地方，几乎都有光纤传感占有一席之地〔l。一，”。这也证明了光纤传感的方法比传统传感方法在很多方面有无可比拟的优势。基于光纤传感的盐度检测方法大致分为两类，即通过海水折射率或敏感材料实现盐度的间接测月巨。3.3.1折射率间接测量法海水盐度的变化会引起其对光的折射率发生改变

基于光电传感技术的海水盐度计研制廿一图1一3剥层光纤法测量盐度原理图1一4剥层光纤局部若溶液折射率为1，光纤芯和溶液界面上的全反射角为:0c=sin一，(叮/叮，)(l一4)式中，叮，为光纤芯的折射率。设某一模式的光线以0角入射到该界面上，有:。一1，(R+h)、口 =slnLe0S“丁一，万二)Lr十乙r少(1一5)式中R是光纤芯弯曲的曲率半径

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]电极式实验室海水电导盐度计的研制[D]. 汪新新.中国海洋大学 2008
[2]改进的水凝胶作敏感元件的光纤光栅化学传感器[D]. 刘小梅.浙江大学 2004



本文编号：3421707