自容式湍流儀的設計研究.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。海水的動量、熱量和質(zhì)量輸運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知海洋環(huán)流如何運動,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)湍流進行準確、細致和深刻的認識,以便改進和完善現(xiàn)有的海洋災害預報

2、模式。因此,海洋湍流研究已成為海洋科學研究的重要領(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用。然后根據(jù)定點測量平臺的原理設計出適合定點觀測的潛標平臺并給出了信號采集電路設計的整體方案。
　　 本論文設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,在由剪切流推導出湍動能耗散率的過程中對