深海机器人专用热流探针设计.pdf

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1、62传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第9期DOI：10．13873／J．1000-9787(2014)09-0062-035设计与制造0f0深海机器人专用热流探针设计书梁康康，童怀，徐呜亚，徐行，彭登(1．广东工业大学信息工程学院，广东广州510006；2．广州海洋地质调查局，广东广州51的60)摘要：为了获得大比例尺、高密度的海底热流数据，适应我国天然气水合物的勘探。设计了一种深海机器人的专用热流探针。探针采用具有超强A／D转

2、换功能的微处理器芯片，利用分时采样原理处理5只高精度热敏电阻器的采样数据并存储于数据存储器，整个过程由微处理器监控时钟芯片决定采样始末，探针与上位机的通信采用RS-485通信。跟随我国“海洋四号”、“海洋六号”、“蛟龙号”科考船进行海试，获得了宝贵的热流数据，测试精度达到0．01oC，分辨率达到0．005℃，探针可实际应用于我国的海洋地热流测量事业。关键词：高精度；热流探针；深海机器人中图分类号：TP212,9文献标识码lA文章编号；1000-9787(2014)09-0062-03Designford

3、eepseavehiclededicatedheatflowprobes木LIANGKar~g—kang~TONGHuai，XUMingya，XuXing2，PENGDen~2，(1‘CollegeofInformationEngineering，GuangdongUniversityOfTechnoDg3／，GuangzhoO510006，china；2．Gua．gzhoUMarineGeologicalSurvey，GuangzhoU510760，China)Abstract：Inordertoob

4、tainlarge—scaleandhigh—densitydataofsea{1oorheatflowandaccomrriodatetothbnaturegashydrate(NGH)explorationprograminChina，anexclusieeheatflowprobeSystem，whichareoquippedofldeep—seavehicle，isdesign4d；thisprobe*yst6membedswithamieroprodessorchipthathasultra—

5、strongfunctions0fA／Dconversion．fivehighprecisionthermistorskremanagedhytime-sharingproceosingSamplingmechanismandthecorrespondingdataarestoredindatastorag~units，thebeginningandtheendoftheentireproceduresaredecidedbytheclockmonitoredbythemicroprocessors；t

6、heRS-485communicationprotocolisutilizedbetweentheprobeandtheuppermachine．Thisl~robesystemhassuccessfullybeentrailedonthevessel“Ocean1V”，vessel“OceanVI”anddeep—seasubmarine“Jiaolong”，havingobtainedalotafvaluabledataofheatflowinChina，thetestaccuracyreaches

7、0．01andtheresolutionratioreaches0．005℃．thisprobesystemispro~edtObewidelyusedintheheatilowmeasurementprogramsinChinainthefuture．Keywords；highprecision；heatflowprobe；deepseavehicle0引言口等)的调查与研究，借助遥控水下机器人(remoteopera—大地热流是地球内部热作用过程最直接的地表显示tedvt~hiele-ROV)、载人

8、潜水器(humanoccupiedvehicle，其中蕴涵着丰富的地质、地球物理和地球动力学信息。HOV)和自主水下机器人(autonomousunderwatervehicle，海底热流测量是海洋地质调查中的一种重要的手段，海洋AUV)等深海作业平台，水下机器人的机械手直接操作热热流的测量成果资料对海上油气能源的勘探与开发。海洋流探针，这种采集地热参数的技术与方法越来越受到科学基础地质研究都有着重要作用。家们的关注和重视。本文为广州海洋地