自容式湍流儀的設(shè)計研究.pdf

1、隨著人們對海洋研究的深入,海洋湍流的研究已逐漸成為物理海洋研究的熱點(diǎn)。海水的動量、熱量和質(zhì)量輸運(yùn)都和海洋湍流有緊密關(guān)系,海洋湍流也是調(diào)控大洋溫度和鹽度環(huán)流的動力源泉,氣候變化也與其有緊密的聯(lián)系,湍流同時對海水懸浮物質(zhì)和海洋生態(tài)環(huán)境的分布具有重要影響。海洋湍流的研究對認(rèn)知海洋環(huán)流如何運(yùn)動,完善海洋環(huán)流和氣候模型具有關(guān)鍵的作用。同時,海洋災(zāi)害和異常海洋現(xiàn)象均需要人們對海洋微結(jié)構(gòu)湍流進(jìn)行準(zhǔn)確、細(xì)致和深刻的認(rèn)識,以便改進(jìn)和完善現(xiàn)有的海洋災(zāi)害預(yù)報

2、模式。因此,海洋湍流研究已成為海洋科學(xué)研究的重要領(lǐng)域,海洋湍流數(shù)據(jù)的獲取技術(shù)已成為海洋觀測技術(shù)的重要研究方向。
　　 本論文首先綜述了湍流觀測的歷史及現(xiàn)狀,以及湍流觀測傳感器的發(fā)展、觀測平臺的發(fā)展和湍流儀的發(fā)展,并主要研究了剪切流傳感器觀測湍流的原理及應(yīng)用。然后根據(jù)定點(diǎn)測量平臺的原理設(shè)計出適合定點(diǎn)觀測的潛標(biāo)平臺并給出了信號采集電路設(shè)計的整體方案。
　　 本論文設(shè)計了湍流儀信號采集系統(tǒng),在采集湍流信號的同時還要采集加速度及

3、姿態(tài)信號,并以文本文件形式存儲在SD卡上。所采集的湍流信號由剪切流傳感器獲得并通過電荷放大器放大,然后由24位AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,加速度信號是由三個互相垂直的加速度傳感器獲得的模擬信號,同剪切流傳感器一樣由24位AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,姿態(tài)信號包括測量平臺的航向、橫滾、俯仰三個姿態(tài),姿態(tài)信號由TCM2.5測得直接以數(shù)字信號形式發(fā)送到串口上,由STM32F107接收后直接以文本文件系統(tǒng)形式存儲到SD卡上,在由剪切流推導(dǎo)出湍動能耗散率的過程中對