机电一体化新型旋转式测流装置的设计与开发

针对传统的旋浆式海流计存在的启动流速高、体积大、稳定性差等问题,设计了一种智能机电一体化的新型旋转式测流装置。系统整机主要由水下探测器和水上接收器两部分组成,采用ATxmega单片机为核心控制器件,使整个系统组成双CPU结构。水下探测器采用拉杆独立、尾翼分离等新的结构设计。经对比试验,该测流装置工作稳定可靠。

一种座底式剖面海流计实时监测仪设计

为了有效解决在近海定点海流座底观测中声学多普勒剖面海流计投放后容易倾倒的问题,设计一种座底式剖面海流计实时监测仪,确保仪器投放完毕后能垂直向上工作,以正常获取剖面海流数据。采用数字三轴加速度传感器及液晶显示系统,在数据实时可读性、稳定可靠性方面具有一定的技术优势。该设备实用性强,操作简单方便,提高了现场操作人员的工作效率与设备投放成功率,节省了大量的人力、物力和财力。

新型的基于倾角法海流测量仪的研究与开发

为了在海流测量中更好地使用海流计获取真实的流速和流向信息,设计了一种新型的基于倾角法的海流测量仪。该测量仪采用Atmel公司开发的低功耗、高性能的CMOS型AT89S52单片机,通过串行口与上位机通信,利用VC++6.0友好的设计界面以及Matlab的绘图功能,实现对原始采集数据大容量存储、回放处理功能。海流测量仪操作简单,运行稳定,有较好的应用前景。

海洋内波现场测量系统设计与实现

为了研究海洋内波,设计了一种海洋内波现场测量系统。该系统利用水下络车拖动测量平台在水中上下往复运动,在运动过程中测量平台携带的各种测量仪器连续采集与海洋内波有关的各种海洋参数(温度、盐度、深度和海流),并定期通过卫星传输到岸站。该系统可有效地测量各种海洋参数,通过卫星传输测量数据的方法极大地提高了数据的时效性。

自容式声学海流计数字处理系统设计

针对自容式海流计的工作功耗和测流的较高实时性能要求,设计了一种"微处理器+现场可编程门阵列(FPGA)"系统构架的自容式声学海流计数字处理系统。低功耗处理器完成系统级的任务维护,并进行电源管理; FPGA模块应用复相关测频算法进行实时海流的测量;协同设计的微处理器与FPGA间软硬件接口保证了相互间的数据实时通信。实验测试结果为:系统在信噪比10 d B环境时测流误差不超过0. 94%;系统功耗低,待机功耗仅19 m W、工作功耗167 m W。

S4海流计通信协议截获器的显控终端设计及实现

S4海流计通信协议截获器的终端是海流测量系统的重要组成部分,它的显示是通过LT320240BKEC5V液晶屏和触摸屏进行控制。本文详细介绍了液晶屏和触摸板的工作原理,设计了ATmega128单片机与液晶模块LT320240BKEC5V的硬件接口电路,并给出了初始化程序和软件流程图。

便携式S4海流计数据采集仪的设计与实现

为解决S4海流计在海上进行测量作业时,需携带计算机等诸多不便,研制出了便携式S4海流计数据采集仪。采集仪以Atmega128单片机为控制核心,利用Atmega128单片机的双路通用串行接口,同时采集S4海流计和PC机发送的数据,实现了数据的实时采集、存储和显示,便于事后数据处理和分析。本文重点介绍了采集仪的工作原理和具体软硬件实现方法。试验结果表明,该采集仪工作稳定,能够很好地满足采集要求。

基于倾斜测流的浮标海流计原型设计与实现

近年来出现的倾斜式海流计成本较低、精度较高,但因其固定于海底锚点、测量传感器单一、数据处理方式简单,无法应用于海面浅层水流的流速流向测量。为使其适应海面及浅海测流环境,满足诸如水上运动训练等特定场景的简单化海流测量需求,采用微处理器、惯性测量单元、磁力计以及存储器等器件,设计并制作了一种新型倾斜式浮标海流计原型。该原型利用多传感器姿态融合算法提高测量灵敏度,以减少海面风浪冲击造成的干扰,并通过定标方式得到倾角与流速的对应关系。试验证明,提出的测流理论近似拟合公式具有较高的拟合度,表明了基于此原型设计的海流计用于实际监测的可行性,对未来低成本、轻量级、简单易用的浮标型海流计的研制具有指导性意义,为河海水文观测提供了新的方法。

定点垂直升降剖面测量系统

介绍了定点垂直升降剖面测量系统的设计与实现。该系统测量平台可搭载盐温深测量仪(CTD)、海流计等多种传感器,沿系留钢索上下移动,进行剖面数据的循环采集,并将测量结果记录下来。

S4海流计的应用方法

物理海洋学主要研究海水的物理特性以及海流、波浪、潮汐等物理参数的特性。文章结合实际使用情况介绍了S4海流计的应用方法,详细说明了海流计的安装与连接、设置纪录数据和布放时必须考虑的物理安装状况以及环境条件。

吊放式RCM海流计大面站海流剖面观测数据处理方法

目前常用的LADCP投放式测流方式在大面站海流剖面的全海深观测中存在着操作困难、资料处理复杂等问题。为了探索大面站海流剖面观测的新方法,本文尝试将高精度的海流观测仪器SeaGuard RCM海流计采用吊放方法运用在海流剖面测量中,并对其绝对流速剖面观测资料的制约因素及相应处理方法开展研究。将处理后的海流数据与同步实测的船载ADCP数据进行了对比验证,结果表明:通过矢量合成、标准层平均等方法能有效订正测流过程中因船舶平台低速漂泊、仪器震荡等产生的误差,且相较于船载ADCP能获得更深层的海流剖面。本文为大面站调查全海深海流剖面观测提供了新手段。

激光多普勒测速技术在海洋微尺度湍流测量中的可行性分析

介绍了激光多普勒测速仪(LDV)的原理,分析影响LDV测量精度的因素,研究了激光多普勒海流计(LDCP)在海流和海洋微尺度湍流测量中应用的可行性,通过理论计算得到系统参数及校正系数。LDCP系统的探测性能经过野外实验的验证,结果证明了激光多普勒测速技术在海洋微尺度湍流中应用的可行性。