基于光電傳感技術(shù)的海水鹽度計(jì)研制.pdf

1、海水鹽度的檢測(cè)對(duì)研究海洋學(xué)、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、季節(jié)氣候預(yù)測(cè)以及海洋漁業(yè)等有十分重要的實(shí)用意義,而目前國(guó)內(nèi)外使用的傳感器大都是基于傳統(tǒng)電導(dǎo)率法來實(shí)現(xiàn)對(duì)其長(zhǎng)期連續(xù)的檢測(cè),該方法存在三個(gè)參數(shù)檢測(cè)不同步帶來的誤差。為此,本論文致力于研制一種新穎的海水鹽度計(jì),來克服傳統(tǒng)電導(dǎo)率CTD儀帶來的缺陷。
　　 在充分調(diào)研國(guó)內(nèi)外鹽度檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,本論文系統(tǒng)地提出了基于新方法的海水鹽度測(cè)量方案,建立了數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了傳感探頭結(jié)構(gòu),并制作了原理樣機(jī)

2、。在論文中,應(yīng)用到的核心理論是折射率差測(cè)量原理和半導(dǎo)體光吸收原理,主要完成的工作是承接前人的研究成果并對(duì)其做出了三大改進(jìn),具體包括以下幾個(gè)方面:
　　 1.提出了一種基于海水折射率的、以PSD為核心器件的鹽度檢測(cè)方法,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的傳感模型。在傳感模型中引入了參考液的設(shè)計(jì)思路,形成差動(dòng)測(cè)量,有效地消除了溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
　　 2.在理論推導(dǎo)和借鑒舊樣機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并制作了新的鹽度計(jì)樣機(jī),該傳感器樣機(jī)具有結(jié)

3、構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、實(shí)用性強(qiáng)、便于遠(yuǎn)程測(cè)量以及易于實(shí)用化等優(yōu)點(diǎn)。
　　 3.改進(jìn)了舊樣機(jī)中所使用的激光光源和PSD,選用了模塊化光源和更高分辨率的PSD,明顯地提高系統(tǒng)的測(cè)量精度和穩(wěn)定性。
　　 4.改進(jìn)了舊樣機(jī)的水槽結(jié)構(gòu),將先前的雙水槽擴(kuò)展為五水槽,進(jìn)一步放大了出射光線的位置偏移量,提高了系統(tǒng)的分辨率。
　　 5.改進(jìn)了舊樣機(jī)的光源發(fā)射和信號(hào)調(diào)理電路,增加了光源調(diào)制和軟件濾波算法,有效地消減了背景光、暗電流和外界擾