一種新型溫鹽深傳感器的數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用

0 引言

隨著工業(yè)和國防技術(shù)的發(fā)展，潛水設(shè)備在各種應(yīng)用尤其在軍事應(yīng)用上，對探測技術(shù)的高、精、尖的要求越來越高。在各種潛水設(shè)備的技術(shù)發(fā)展中，具有重要意義的潛水器充分的體現(xiàn)了這一點，為了提高潛水器的深潛能力，潛水器都配備有綜合導(dǎo)航顯示控制系統(tǒng)，確保潛水器能夠精確的潛航，順利完成各種水底作業(yè)任務(wù)。由于潛水器的體積和載荷的限制，綜合導(dǎo)航顯示控制系統(tǒng)使用的傳感器必須體積小、重量輕、耐高壓，并且在功能上要能快速、準(zhǔn)確地獲得潛水器的航行參數(shù)。在測量海水的溫度、電導(dǎo)率、壓力、深度、鹽度、聲速、密度等狀態(tài)參數(shù)方面，SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器能將上述海水的七種狀態(tài)參數(shù)測量于一體，而且在精度、體積、重量上都能很好地滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求，是一種非常適合用于潛水器上的傳感器。下面就有關(guān)SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器在潛水器中的數(shù)據(jù)采集過程進(jìn)行探討，對其中的傳輸格式不對應(yīng)，不便于直接傳輸，提出一種可行的設(shè)計方案和思路，并給出一個已經(jīng)得到應(yīng)用的實例進(jìn)行說明。

1 SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器在潛水器中的應(yīng)用

潛水器的綜合導(dǎo)航顯示控制系統(tǒng)主要是應(yīng)用組合導(dǎo)航技術(shù)和信息融合技術(shù)把各個導(dǎo)航設(shè)備有機(jī)地組合起來，在不改變各導(dǎo)航設(shè)備的情況下，采用濾波技術(shù)，對各種導(dǎo)航信息進(jìn)行處理，實現(xiàn)各種導(dǎo)航信息互相取長補(bǔ)短，提高導(dǎo)航定位精度;通過對導(dǎo)航信息進(jìn)行集中顯示，集中控制和綜合處理，可以實現(xiàn)最大限度發(fā)揮每一個導(dǎo)航信息的作用，實時向使用設(shè)備提供全面的、最佳的導(dǎo)航信息。溫鹽深傳感器的作用是實時地測量海水的各個狀態(tài)參數(shù)，如溫度、電導(dǎo)率、壓力、深度、鹽度、聲速、密度，發(fā)送到綜合導(dǎo)航顯示控制系統(tǒng)，然后顯示出來或者供其他設(shè)備使用。為了確保潛水器航行安全和打撈搜救任務(wù)的完成，潛水器上的傳感器的測量必須滿足航行的要求;數(shù)據(jù)的刷新率必須滿足潛水器的要求;所測量得到的數(shù)據(jù)必須穩(wěn)定可靠。SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器在這些方面的性能都能達(dá)到，滿足導(dǎo)航系統(tǒng)的要求。

圖1 SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器
SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器目前在國外大多在潛水器和潛艇中使用，在國內(nèi)還很少應(yīng)用。如圖1所示，其外形尺寸為長43.69cm，最大高度為13.97cm，最大寬度為10.8cm，重量約2.9kg。SBE 37-SI MicroCAT溫鹽深傳感器的測量準(zhǔn)確度非常高，例如溫度范圍在-5到30°C，精確度達(dá)到 0.0001°C，能在水深7000米的高壓情況下也能測出所需要的精確的導(dǎo)航信息。SBE 37-SI MicroCAT與其它設(shè)備主要根據(jù)NMEA-0183標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行串口異步通信，交換數(shù)據(jù)，雙向傳輸。它的外部接口是EIA RS-232，傳輸波特率可選擇，范圍由1200bit/s到38400bit/s。發(fā)送的字符碼制為ASCII碼，測量數(shù)據(jù)的傳輸?shù)乃俾室部捎奢敵龅膮?shù)選定，每次測量數(shù)據(jù)輸出的時間間隔范圍由1.15秒到22.19秒。