在线CTD仪器的设计与研究

发布时间：2017-04-22 19:06

  本文关键词：在线CTD仪器的设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：海水温度、深度、盐度的测量对于海洋科学研究、海洋经济与国防建设、海洋环境监测与保护都有着极其重要的价值。本课题设计基于Van Der Pauw法的四电极电导率传感器和基于PT1000的温度传感器,集成HM20压力传感器,完成CTD测量仪的系统设计、软硬件设计、实验研究,开发一套稳定性好、灵敏度高、可靠价廉的电缆直读式CTD测量仪。论文介绍了国内外CTD仪器的研究背景和现状,结合海底观测网的项目,提出仪器的性能指标；完成基于Van Der Pauw法的四电极电导率传感器的设计和制作,具有很好的线性度和测量精度；完成防腐蚀、响应时间短、小型的基于PT1000的温度传感器；设计了高频交流激励电压信号电路、信号调理、数据采集和基于Modbus协议(RS232物理层)的通信模块等功能的MCU智能控制和测量系统；完成防腐蚀、耐高压、良好密封性的CTD仪器机械结构；设计和编写CTD测量仪的下位机程序,控制仪器的自动化测量和数据处理；设计和编写CTD测量仪的上位机程序,实现和仪器的通信,数据保存和监控曲线实时显示。基于该CTD测量仪,开展了仪器电导率、温度、压力的定标实验,测试仪器的测量精度、重复性、稳定性、可靠性等重要性能指标,并将仪器应用到海底观测网的项目中,验证了仪器稳定可靠、具有较高测量精度,实现了仪器的设计指标,满足现场应用需求。
【关键词】：电导率传感器 PT1000 温度传感器 CTD 海上试验
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH766.1;TP216
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 CTD仪器的研究方法和发展现状10-11
• 1.3 本论文的主要研究目的和研究内容11-14
• 1.3.1 研究目的11-12
• 1.3.2 研究内容12-14
• 第2章 系统分析和总体设计14-30
• 2.1 性能指标14-15
• 2.2 系统总体结构15-30
• 2.2.1 传感器原理17-25
• 2.2.2 硬件设计概要25-27
• 2.2.3 软件设计概要27-30
• 第3章 系统硬件设计30-47
• 3.1 传感器设计30-34
• 3.1.1 电导率传感器设计30-33
• 3.1.2 温度传感器设计33-34
• 3.1.3 压力传感器选择34
• 3.2 硬件电路设计34-47
• 3.2.1 主控模块35-36
• 3.2.2 温度测量电路36-38
• 3.2.3 电导率测量电路38-43
• 3.2.4 压力测量电路43-44
• 3.2.5 RS232串口通信电路44
• 3.2.6 供电电路44-45
• 3.2.7 硬件抗干扰和滤波设计45-47
• 第4章 系统软件设计47-58
• 4.1 基于Modbus的通信协议47-49
• 4.2 下位机软件设计49-56
• 4.2.1 整体设计49-51
• 4.2.2 数据采集和处理模块51-54
• 4.2.3 通信模块54-55
• 4.2.4 数据保存55-56
• 4.3 上位机软件设计56-58
• 第5章 CTD仪器定标和试验58-75
• 5.1 传感器定标58-63
• 5.1.1 温度传感器定标58-61
• 5.1.2 电导率传感器定标61-63
• 5.1.3 压力传感器定标63
• 5.2 CTD性能指标测试63-70
• 5.2.1 精确度64-66
• 5.2.2 重复性66-67
• 5.2.3 稳定性67-68
• 5.2.4 可靠性68-70
• 5.3 海上试验70-75
• 5.3.1 海试背景和目的70
• 5.3.2 海试准备70-71
• 5.3.3 海试过程71-73
• 5.3.4 海试结果和分析73-75
• 第6章 总结与展望75-78
• 6.1 总结75-76
• 6.2 展望76-78
• 参考文献78-81
• 作者简历81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 方益喜;雷开卓;屈健康;刘奎;乔子椋;杨海波;;基于PT1000的高精度温度测量系统[J];电子设计工程;2010年10期

2 李建如;许惠平;;加拿大“海王星”海底观测网[J];地球科学进展;2011年06期

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本文编号：321060