温盐深多参数传感技术研究

发布时间：2023-12-02 13:18

　　海水温度、盐度、深度是海洋基本水文信息的三个重要参数,海水温盐深检测是海洋信息检测的关键技术,温盐深传感器是实现海水温度、盐度、深度检测的核心器件。为快速检测海洋剖面的温度和盐度在深度方向分布情况,以往的温盐深剖面仪需要以一定的速度进行释放,释放速度过快会引起检测压力的重力叠加,拖回速度过快会引起检测压力的负压叠加,这两种叠加效果都会导致深度检测误差的增大。研制基于新结构、新材料、新工艺的温盐深传感器,适用于温盐深剖面仪、温盐深仪对快速深度检测的需求,是摆在研究者面前的技术难题。本文基于厚膜铂电阻具有性能稳定、线性好、精度高的优点,设计了一种能够获取较大长宽比和节省空间的“双绞线”型厚膜铂电阻敏感芯体;基于四电极结构的电导率传感器与二电极结构相比可以有效避免电极极化的优点,设计了一种结构简单、中心对称的开放式四电极电导率敏感芯体;基于电容式压力传感器具有较好的温度特性、较高的检测精度、功耗低等特点,设计了一种新型的基于厚膜工艺制造的双面变极距电容式压力传感器敏感芯体。从材料选择和结构设计等方面解决传统温盐深传感器存在的结构复杂、体积大、自重大的问题,并通过敏感芯体的组装结构和封装形式的...

【文章页数】：124 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 相关领域发展与研究
        1.2.1 温盐深传感技术的发展历程及国内外现状
        1.2.2 温盐深检测方法与传感器分类介绍
        1.2.3 厚膜温盐深传感器的优势及发展前景
    1.3 论文研究内容及结构安排
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 结构安排
第2章 温盐深传感机理研究
    2.1 铂电阻温度传感机理分析
    2.2 电极式电导率传感机理分析
    2.3 变极距电容式压力传感机理分析
    2.4 本章小结
第3章 传感器总体结构设计与仿真分析
    3.1 温盐深敏感元件的材料选择
        3.1.1 基片材料
        3.1.2 厚膜浆料
        3.1.3 引线材料
        3.1.4 封装材料
    3.2 温盐深传感器设计原则与结构设计
        3.2.1 设计原则
        3.2.2 厚膜图形设计
        3.2.3 结构设计
    3.3 传感器多场有限元模拟仿真分析
        3.3.1 感压膜片应力场建模与仿真
        3.3.2 电导电极敏感电流场建模与分析
        3.3.3 厚膜铂电阻温度场建模与仿真
    3.4 设计指标
    3.5 本章小结
第4章 传感器制造工艺与测试系统研究
    4.1 温盐深传感器制造工艺及步骤
        4.1.1 掩膜板图形设计制作
        4.1.2 转印工艺
        4.1.3 烧结工艺
        4.1.4 温盐深传感器制造步骤
    4.2 温度传感器测试系统搭建与性能试验
        4.2.1 测试系统搭建
        4.2.2 检测电路设计
        4.2.3 标定试验与性能测试
        4.2.4 性能评定与误差分析
    4.3 电导率传感器测试系统搭建与性能试验
        4.3.1 测试系统搭建
        4.3.2 检测电路设计
        4.3.3 标定试验与性能测试
        4.3.4 性能评定与误差分析
    4.4 压力传感器测试系统搭建与性能试验
        4.4.1 测试系统搭建
        4.4.2 检测电路设计
        4.4.3 标定试验
        4.4.4 性能测试
        4.4.5 性能评定与误差分析
    4.5 温盐深数据采集与通信系统设计
    4.6 本章小结
第5章 传感器非线性补偿与信息融合方法研究
    5.1 温盐深传感器非线性补偿方法研究
        5.1.1 传感器非线性补偿方法研究
        5.1.2 温盐深传感器非线性补偿结果
    5.2 温盐深传感器信息融合方法研究
        5.2.1 基于二次曲面拟合方程的压力、温度融合方法研究
        5.2.2 基于RBF神经网络的温盐深数据融合方法研究
        5.2.3 基于灰色神经网络的温盐深数据融合方法研究
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢



本文编号：3869749