处理走航式海洋多参数剖面测量系统(MVP)温度和电导率滞后效应的方法

走航式海洋多参数剖面测量系统(moving vessel profiler,MVP)是一种集成程度和自动化程度都较高的海洋调查设备,能对海洋多要素进行同时观测,获得水平方向的高分辨率数据资料。由于温度和电导率传感器响应时间的不匹配,MVP下放速度过快(峰值速度4 m/s)而造成非常明显的盐度尖峰现象。本研究结合Fofonoff(F)法、时间常数指数递归数字滤波(Giles and McDougall,GM)法和Grose提出的盐度尖峰订正方案,提出了一种新的方法,即MCT(match conductivity and temperature response time)法,通过对压力、温度和电导率传感器进行响应时间的匹配来减弱盐度尖峰。将SBE-9型CTD资料作为标准,发现订正后的资料与CTD盐度曲线的互相关系数为0.917,误差比订正前减小80%。对比35°N断面修正前后的盐度资料,订正后温盐跃层处出现的低盐区域消失。MVP的应用比常规海洋调查仪器CTD对于海洋现象的观测更有优势。

拖曳式多参数剖面测量系统水动力与控制性能研究述评

综述了拖曳式多参数剖面测量系统水动力学研究的最新进展。对拖曳缆绳、拖曳体以及将两者耦合起来所构成的整个系统水动力及控制理论进行述评,分析了各种理论的优缺点从中简要地描述了拖曳式多参数剖面测量系统水动力研究的发展概要。

拖曳式多参数剖面测量系统波浪式运动的控制

通过建立拖曳系统的运动方程和利用流体动力试验确定参数等步骤,获得了精确的拖曳系统运动模型,在此基础上,研究、设计了一种基于PID控制器的波浪运动控制方法,实现了对拖曳式多参数剖面测量系统波浪式运动的控制,并通过计算仿真和湖试验证了控制方法的合理性和可行性.结果表明,在该方法控制下,波浪式拖曳系统运动性能达到了预定设计要求.在拖曳速度为6～9节的情况下,能够控制拖曳系统按预定轨迹进行波浪运动,同时保持较稳定的姿态.

CZT1-2型船载拖曳式多参数剖面测量系统走航测量性能检验及测量数据海上比测

船载拖曳式多参数剖面测量系统是测量温度、深度、浊度、溶解氧、p H和叶绿素等多种海洋环境要素,提供海洋环境信息的重要观测设备。通过对2011年8月在渤海开展的CZT1-2型船载拖曳式多参数剖面测量系统比测试验,研究了该国产设备在渤海海区的适用效果。结果表明,传感器定点比测试验中,温度、盐度等数据的相关系数较好,而硝酸盐、磷酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐和氨氮等营养盐的相对误差较大。在海试试验中,船载拖曳式多参数剖面测量系统经过了8 h试验,完成了预期的试验项目,拖体系统(含传感器)和甲板单元工作正常,具有良好的可靠性和环境适应性。本次海上比测试验为船载拖曳式多参数剖面测量系统进行改善、优化提供依据,为其产业化打下坚实的基础,并对海上试验提出了相应的改进建议。

单点系留式垂直剖面测量系统水动力仿真

单点系留式垂直剖面测量系统通过放置在主潜标上的绞车来控制升降平台上下运动,从而实现剖面的测量和数据传输。为辅助系统设计,文中介绍了通过OrcaFlex软件对该系统的水动力建模与仿真,并算出给定海况下几个重要部件的位置姿态和受力情况。结果表明:根据各节点拉力计算结果,选用合适的结构来满足各工况下的强度要求;仓体耐压和其它性能应满足主潜标最大下潜深度;升降的系缆所缠长度应满足平台运动过程释放的最大值。在实际配置系统时可以参考这几个重要数据辅助设计。

基于单片机的海洋要素垂直剖面测量系统的控制电路设计

设计了一种基于AT89C2051单片机的海洋要素垂直剖面测量系统(简称“海马”)的控制电路。实验表明,该控制电路实现了“海马”的核心部件——棘爪机构单向抓紧、阻尼锁定和自由上浮3个状态的控制,方法简单新颖,同时实现了“海马”下潜运动的能量全部来自波浪,上浮依靠自身浮力的目标。

深海剖面测量系统设计

文章介绍了一种深海剖面测量系统的总体和软硬件设计,并给出了试验数据。该深海剖面测量系统利用浮力调节来控制测量平台升降,升降测量平台搭载CTD传感器、海流计等测量仪器,在升降过程中完成长时间深海环境参数剖面测量,是一种低功耗、高效率的海洋观测系统。

自容式海流剖面测量系统的研制

随着海洋声学技术的应用和相关理论的深入研究 ,人们发现 ,将其应用于海洋监测是目前 ,也是今后相当长时期内最重要、最有效的手段之一。本文结合海洋领域的一些重要课题以及正在进行的研究开发工作 ,介绍一种自容式海流剖面测量系统。

图像处理束流剖面测量系统设计

为实现束流截面数据的自动化获取,本文针对兰州重离子应用装置束流剖面监测系统进行改造。编写了基于Windows平台的视频数据获取与解码程序,设计了基于图像处理的光斑识别流程,并用OpenCV计算机视觉库进行实现,以便程序自动完成束流相关数据的计算。新系统运行稳定可靠,束流光斑识别精确度高,束流截面数据计算准确、快捷,解决了原系统不能实时分析束流光斑的问题,提高了调束效率。

走航式多参数剖面测量系统(MVP)技术研究

本文调研了走航式多参数剖面测量系统(MVP)的国产化发展现状,通过对国产MVP4000系统和加拿大BOT公司的MVP系统进行对比分析,得出了国产化MVP系统的主要指标和功能已经达到应用需求,并且在界面友好性、操作方便性、数据预处理和绞车自动控制等方面有了很大改进,对于我国未来的海洋调查具有积极意义。

机载抛弃式温度剖面仪系统设计

抛弃式温度剖面测量系统(Expendable Bathy Thermograph,XBT)是一种可在测量船航行状态下进行海洋温度剖面测量的测量仪器,它具有实时、快速和低成本的特点,广泛地应用于大洋科学考察和海洋物理特性研究。基于时分多址原理设计了机载抛弃式温度剖面测量系统(Airborne Expendable Bathy Thermograph,AXBT),该系统允许8个AXBT浮标同时工作,可以大幅度提高测量效率。给出了AXBT机载单元和AXBT浮标的硬件设计,并根据AXBT浮标温度测量的特点给出了通信时隙分配方案和数据冗余编码方案。最后给出了AXBT系统湖上试验结果,试验结果表明AXBT系统工作稳定可靠。

海洋要素测量系统的控制存储电路设计

设计了一种基于C8051F340单片机的海洋要素垂直剖面测量系统(简称"海马")的控制存储电路。该控制存储电路实现了"海马"的核心部件——棘爪机构单向抓紧、阻尼锁定和自由上浮3个状态的控制。它将采集的数据存储到SD卡,实现了数据的实时传输,并且系统搭载的传感器可以扩展。设计方法简单新颖,同时实现了"海马"下潜运动的能量全部来自波浪,上浮依靠自身浮力,存储器方便与PC机接口的目标。

几种海底电缆探测方法比较分析

因海缆的直径通常较细,其埋设深度的测定是当前研究的难点。文中从海洋磁力仪、海缆探测仪、合成孔径声呐、SES2000 Medium-100型参量阵浅地层剖面测量系统(中剖系统)4种探测方法的探测原理展开,通过其在海缆探测中的实际应用情况,分析每种方法的适用范围及局限性。结果表明,中剖系统在探测海缆位置和埋深时准确度高,受影响因素较少,工作效率高,经济性更好。本研究为海缆埋深探测工程中的仪器设备选用提供了参考。