ctd传感器:CTD传感器

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摘要:

ctd传感器:CTD传感器一、课题综述及研究意义正如我们所知道的海水的电导率(盐度)、温度随深度的变化是我们获取有关海洋的水信息的最基本参数,而CTD测量技术就是被用来获取这些参数,研究海洋资源和应用海洋资源的最基本测量技术。CTD传感器的最主要的目的就是测量水的电导率

ctd传感器:CTD传感器  第1张

ctd传感器:CTD传感器

一、课题综述及研究意义
正如我们所知道的海水的电导率(盐度)、温度随深度的变化是我们获取有关海洋的水信息的最基本参数,而CTD测量技术就是被用来获取这些参数,研究海洋资源和应用海洋资源的最基本测量技术。CTD传感器的最主要的目的就是测量水的电导率(盐度)、温度随着深度的变化,其中海洋海水的电导率 (盐度)(Conductivity) 与海水的电阻有一定的关系,所以在测量和计算海洋海水电导率时就可以通过电导率传感器获取海水的电阻值来获取;温度()是把测水温的热敏电阻制成的水温度传感器放入海水中测得的;深度 D(Depth)是通过放置在海水中的压力传感器测量海水的压力,然后再根据一定的数学关系进行换算而得到的。CTD传感器不仅能够快速获得电导率和海水温度随水深数据的变化,而且根据盐度数据,温度和深度数据得到海水的密度和声速剖面等数据,而在海洋科学研究中国防和海洋经济都需要这些数据资料。特别是在现如今高速发展的军工领域,能否尽快得到水的温、盐、深等相关数据,有可能就决定着一次关键的核潜艇反潜行动的结果乃至一次重大军事行动的成败。当然CTD传感器并不是那么遥不可及,在大规模渔业养殖中也能看到各式各样CTD传感器的身影。CTD传感器的众多优点使得如今很多国家的科学家争相加入到这一新兴的关键技术行业。
随着海洋世纪的到来,CTD测量技术会越来越受到世界各国的普遍重视,在国内国际具有很大的市场。可以相信,在目前广泛应用的基础上,将有更加宽阔的发展前景。在国内国际具有很大的市场。
近几年,CTD测量仪正在向小型化、低功耗发展。小型低耗的CTD测量仪适用于海洋监测,布放的CTD使用周期从1个月,3个月,1年甚至达到两年。另外,在参量采集速度,数据采集的实时性要求也越来越高。随着海洋世纪的到来,CTD测量技术越来越受到重视。

二、课题拟采取的研究方法和技术路线
选用低功耗的MSP430单片机作为系统控制核心。对于一些既可以使用硬件电路实现,又可以使用软件程序实现的功能,在设计中将权衡两者在实现中的速度、精度和复杂程度,做出合理的选择。
① 本设计主要分为三个部分:温度测量系统,盐度测量系统和深度测量系统,三个部分。
② 各单元的主要作用: 温度测量系统:温度测量的原理是用热敏电阻构成温度测量电路,经放大电路、A/D转换电路,最后传入MSP430单片机; 深度测量系统:用压力传感器构成深度测量电路,经放大电路、A/D转换电路,最后传入单片机; 盐度测量系统:首先MSP430单片机生成已知的正弦交流信号,随后将其放大,然后连接至线圈 上,能够产生感应电流,感应电流经过匝数为一、阻值为的海水通路,之后会在上会形成和水体的阻值有一定数量关系的感应电流,与其阻值有关就是和电导率有关。最后从驱动线圈上采集到电导率信号,利用电导率电路中C--V转换电路得到相应电压值。将上一部分的电压值经过放大电路放大,然后进行AC--DC转换。末了进行转换,将模拟量转化为数字量,接入单片机。

三、主要参考文献
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[6]张兆英,王抗美.拖曳式 CTD 测量技术研究[J].海洋技术,2014,23(4):18-21.
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[16]施隆照,杨小玲,伍水顺.NTC 热敏电阻串、并联温度补偿电路设计[J].福州大学学报(自然科学版),2003,31(4):4-17.
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[18]蒋提. PACS存储系统设计与实现[D].硕士学位论文.山东大学,2012.
[19]朱金强. 类弹性阻抗反演在海水特性研究中的应用[D].硕士学位论文.中国海洋大学,2014.
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二、毕业设计(论文)工作实施计划
(一)毕业设计(论文)的理论分析与软硬件要求及其应达到的水平与结果
理论分析:
通过外部材料的耐压、水密、防腐作用,CTD传感器可以完成性能测
试如:温度稳定性试验,深度稳定性试验,盐度稳定性试验,高分辨率精度试验,干扰屏蔽性能测试等。
软硬件要求:
1、 软件
软件利用C8051F00 系列单片机主控系统是以 cygnal 公司的 C8051F00 系列单片机为主控 MCU。美国cygnal 公司专门从事混合信号系统芯片(SoC)单片机的设计与制造。公司更新了原 51 单片机结构,设计了具有自主产权的 CIP-51 内核,运行速度高达每秒25MIPS。C8051F000 系列器件是完全集成的混合信号系统级 MCU 芯片,每个MCU 都能有效地管理模拟和数字外设。FLASH 存储器还具有在系统重新编程能力,可用于非易失性数据存储,并允许现场更新 8051 固件。每个 MCU 都
可以关闭任何一个或全部外设以节省功耗。

2、硬件框图
本监测系统是基于一台工控机作为现场上位机,由多台单片机控制器作为
现场下位机进行参数检测。上位机通过现场总线对下位机进行监控,从而达到对海水水域的监测。下位机由传感器部分,通信部分,存储器,计时系统,电池组以及耐压容器、耐压水密专用电缆等组成。测量时,由传感器感应海水的水文参数变化,通过转换电路,将物理量变成电信号输出,由单片机接收、处理并记录在 FLASH 存储器。测量结束自动关闭电源。由上位机用户程序实时监测测量数据或回放测量数据。进一步处理温度、电导率、压力等参数,可计算出深度、盐度以及密度和声速等。监测测仪系统框图如图 2-1 所示:

ctd传感器:移频在线综合测试仪 型号:KX26-GD718-D 库号:M

一款以防腐蚀陶瓷为外壳的三参数自动记录仪,可以记录水位、温度、电导率,因而又称温盐深记录仪。如果你面临监测海水入侵,追踪注入地下的废水去向、观测地下水污染等问题,那么CTD-Diver就是你需要的一款仪器!
SY64-CTD-Diver内部装有一个四电极的电导率传感器,可以测量 0~120 mS/cm之间的电导率。你可以用它来测量实际电导率,也可以测量25 ℃比电导率。当然,CTD-Diver在测量同时,也会帮你记录下水位和温度。
SY64-CTD-Diver可存储组数据,若按每10分钟测量一次的设置使用,能容纳大约一年的监测数据。
每次测量时,Diver都会记录下日期时间、水位、温度。
SY64-CTD-Diver的外壳采用陶瓷制成,直径仅22mm。
SY64-CTD-Diver可以使用事件激发法、平均值法、抽水试验法等多种方法测量压力和温度,并将数据保存在内置的存储介质中。
SY64-CTD-Diver按压力量程提供以下三种型号:10 m、50 m和100 m.
综合指标
长度 135 mm
直径 22 mm
重量 95 g
外壳材料 陶瓷
存储容量 组数据+备份
电池寿命 10年(取决于使用方式)
采样间隔 1秒到99小时
运行方式 固定频率法、事件激发法、平均值法、抽水试验法
压力指标
型号 271 272 273 单位
量程 10 50 100 m
准确度* ±0.5 ±2.5 ±5.0 cmH2O
分辨率 0.2 1.0 2.0 cmH2O
温度指标
数值 单位
量程 -20 .. +80 ℃
准确度 ±0.1 ℃
分辨率 0.01 ℃
应用领域
咸水入侵监测
农业水质监测
污染场地监测
获得电导率数据,通过相关性分析得到其他水质指标(总溶解固体、高锰酸钾、硝酸盐、硫酸盐等)
潮汐监测
河口与湿地监测
垃圾填埋场渗滤液监测
含水层储存与回采项目
地下水监测网的自动化
地下水、地表水监测
矿山开采(尾料监测、环境监测、边坡稳定性监测)
卤水储存监测、废水回用监测
ctd传感器:CTD传感器  第2张

ctd传感器:自然资源部:我国自主研发的CTD传感器的漂流剖面探测浮标在西太平洋海域成功布放

据悉,本航次计划布放4台COPEX型漂流剖面探测浮标,测量深度为0~2000米,均配置该中心自主研制的漂流剖面探测浮标专用CTD传感器,其中3台采用北斗卫星通讯方式,1台采用铱星通讯方式。8月3日,编号为的浮标在巴士海峡以东,黑潮附近区域布放。目前,该浮标运行正常,并捕捉到一个黑潮脱落涡,截至8月24日,已完成12个0~2000米剖面的测量任务并回传数据。8月7日,编号为的浮标在西太平洋布放,该浮标测量周期为5天,截至8月24日,已完成5个0~2000米剖面的测量任务并回传数据。上述2台浮标均采用北斗卫星进行数据传输。另外2台浮标将结合共享航次的工作安排择机布放。

ctd传感器:船用CTD多参数传感器

CTD:温度:测量范围:不小于-5℃—35℃;压力:测量范围:0—20/100/350/600/1000/2000/3500/7000米;满量程/月;.6 电导率测量范围:不小于0—9 S/m;稳定性:不大于0.0003 S/m/月, PH传感器:量程: 0 - 14 pH ,工作深度:1200米,溶解氧传感器 :表面饱和溶解氧的120% (淡水或海水),叶绿素与浊度集成传感器:叶绿素传感器激励波长:470 nm , 叶绿素传感器放射波长:695 nm ,浊度传感器激发波长:700nm, 浊度传感器测量范围:0-25NTU,浊度触感器测量灵敏度:0.01NTU,采水器:耐压不少于600米, 不少于6个瓶位,采水容量不小于24L。
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