一种新型海水盐度测量技术

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1、一种新型海水盐度测量技术：该文提出了一种新型电导法测量海水盐度的技术方案，该方案采用交流自动平衡电桥测量法，以防止海水电解，同时能够达到高的测量精度。该测量方案采用全数字技术实现程控方波交流激励，并采用积分零点偏移自动校正方法消除激励源波形的不对称性，克服直流电解效应；桥路的自动平衡电压由高精度（18位）DAC发出，非平衡桥路电压经高灵敏数字检流计检出，CPU按照逐次逼近的算法逐位调节DAC的值，达到电桥平衡，从而实现了桥路的自动测量。　　关键词：电导法；平衡电桥；逐次逼近　　：TP29：B：1009-3044(2011)

2、10-2408-03　　ANeent　　DIAOZhen-easurementoftheseaethod.Theprojectusestheacautomaticbalance-bridgemeasurementmethodtopreventtheelectrolysisoftheseaeasurementaccuracy.ThemeasurementprogramimplementsthesquareethodinatetheasymmetryofaticbalancebranchesfromtheDACeterbrid

3、gevoltage.TheCPUregulatestheDACbitbybitationmethoduntilthebridgereachbalanceinordertoachievetheautomaticmeasurement.　　Keyethod;balancedbridge;successiveapproximation　　随着海洋研究事业的蓬勃发展，海水盐度作为水文研究中重要的参数之一，它的测量越来越重要，并且其精度要求也越来越高。为此需要研制一批具有国际先进水平的海水盐度计并使其达到产业化，提高我国海洋生态环境

4、快速现场监测能力和海洋动力环境立体监测能力，从整体上提高我国海洋监测技术水平。　　在电极式实验室海水电导盐度计的863定型项目中，针对前期自动化程度比较低、测量精度不高和操作不方便等缺点，本文基于SOPC技术提出了一种新型海水盐度的测量技术，既提高了测量精度，同时也实现了全自动化测量。　　1电导法测量海水盐度的原理简介　　本章节将对电导法测量海水盐度的原理进行介绍，首先介绍一些盐度测量过程中遇到的基本概念，然后具体介绍测量原理。　　1.1基本概念　　1）实用盐度[1]　　实用盐度是盐度值的一个表示方法，它的计算公式如下：　

5、　(1)　　式中：a0＝0.0080，a1＝-0.1692，a2＝25.3851，a3＝14.0941，a4＝-7.0261，a5＝2.7081，K＝0.0162，b0＝0.0005，b1＝－0.0056，b2＝－0.0066，b3＝－0.0375，b4＝0.0636，b5＝－0.0144。　　Rt是指在温度为15℃，一个标准大气压下，海水样品的电导率与相同温度和压力下，质量比为32.4356×10－3的氯化钾溶液的电导率的比值。　　t是海水的温度，它可通过传感器或测温电路求出，只要求出Rt的值，根据式(1)即可把海水的实

6、用盐度求出。　　注：式(1)适用的实用盐度范围为：2≤S≤42　　2）电导率[2]　　电导率是指往相距1cm的两平行金属板电极间充1cm3电解质溶液所具有的电导，电导率γ与电导S和电极几何尺寸间的关系如下：　　γ=K*S(2)　　式中：K＝l/A，为电极常数或电导池结构常数，其中l为两平行板极间距，A为板极面积，如一对具有1cm准确间距、每个面积为1cm2的电极的K值为1。　　1.2电导法测量海水盐度的基本原理　　前一节介绍了电导法测量海水盐度的公式，通过分析得出，只要求出海水Rt的值即可求出其盐度，下面通过平衡电桥法给出

7、求解Rt的基本原理，图1所示为平衡电桥测量原理简图，其中，Rc、Rs分别为待测海水电导池电阻和标准海水电导池电阻，R1、R2为精密可调电阻，Ra为限流电阻。　　标准海水的盐度不一定为实用盐度定义中盐度为35的标准海水，但它相对盐度为35的标准海水的电导率比必须是已知的，设所选标准海水的电导率为γs,t,0，待测海水的电导率为γc,t,0，盐度为35的海水的电导率为γ35,t,0，根据电导率比的定义可得以下推导：　　(3)　　设待测海水和标准海水的电导池结构常数分别为K1和K2，根据电导率的定义可得以下推导：　　(4)　　当

8、调节R1和R2的值使电桥达到平衡时，可得下式：　　(5)　　将式(4)和式(5)代入式(3)可得：　　(6)　　从式(6)可知：γs,t,0和γ35,t,0的比值已知，R1和R2的值可以得出，因此只要能求出K1和K2的比值就可求出Rt，下面给出求解方法。将两个电导池注入相同的标准海水，调整R1和R2使电