高精度電極式海水電導鹽度計設(shè)計與開發(fā).pdf

1、海水鹽度是海水中含鹽量的標度，是海洋水文的重要要素之一。海水鹽度對海洋環(huán)境研究、水產(chǎn)養(yǎng)殖、鹽化工業(yè)、能源探索等方面都具有十分重要的影響。隨著海洋事業(yè)的迅速發(fā)展，對海水鹽度的測量精度要求越來越高。對于海水鹽度的測量方法主要包括:化學法、光學法、比重法、電導法、微波遙感法、基于光纖技術(shù)的測量法等。其中，電導法是一種較為快速、準確且適用于現(xiàn)場測量的方法。其基本原理是通過測量海水的電導率，計算得到海水的鹽度。
　　本論文采用電導法，設(shè)計了

2、一種基于電橋原理的高精度、全數(shù)字式鹽度測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由高精度數(shù)字式電橋、數(shù)字式可編程激勵源、高靈敏度數(shù)字檢流計三部分組成。高精度數(shù)字式電橋的兩個上橋臂是由裝有待測海水的電導池和裝有標準海水的電導池組成，下橋臂是由可調(diào)精密電阻組成。為避免電導池中的海水在激勵源直流分量的作用下產(chǎn)生極化，采用數(shù)字式可編程激勵源產(chǎn)生頻率為1kHz交變的對稱梯形波作為電橋的激勵電源。采用高靈敏度數(shù)字檢流計檢測電橋的輸出電壓?？刂破鞲鶕?jù)檢流計的輸出判斷電橋的

3、平衡狀態(tài)，并調(diào)整下橋臂的精密電阻，直至電橋達到平衡。根據(jù)平衡時精密電阻的阻值，計算出待測電導池與標準電導池的電導率比值，進而計算出待測海水的鹽度。
　　實現(xiàn)海水鹽度高精度測量的關(guān)鍵技術(shù)包括:提高電橋激勵波形的對稱性、提高數(shù)字電橋可調(diào)精密電阻的分辨率、提高數(shù)字式檢流計的靈敏度和測量精度。為實現(xiàn)以上關(guān)鍵技術(shù)，鹽度計測量系統(tǒng)的設(shè)計方案基于SOPC技術(shù)實現(xiàn)。系統(tǒng)主控制器為Altera公司CycloneⅡ系列的EP2C35芯片。利用FPGA