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海洋温盐深传感器(CTD,Conductivity-Temperature-Depth sensor)是一种海洋学仪器,用于测量海水的电导率(Conductivity)、温度(Temperature)和压力(Pressure),从而推算出盐度(Salinity)和深度(Depth)。其工作原理如下:
1. 电导率测量
•海水的电导率与盐度成正比关系,盐度越高,电导率越大。电导率传感器通常使用一对或一组电极来测量海水的电阻。
•当电流通过海水时,海水的电阻与电导率成反比,通过测量这个电阻的变化,可以计算出电导率。
•电导率资料由电导池测量获取,电导池中包含一对或几对电极,通过测量电极间海水的电阻变化来计算电导率。
2. 温度测量
•温度传感器一般采用热敏电阻或热电偶,它们的电阻或电压会随温度变化而变化。
•热敏电阻的阻值随温度变化呈指数线性关系,通过测量热敏电阻的阻值,可以推算出传感器所处环境的实时温度。
•温度探头将感受到的温度变化转化为电信号,通过A/D转换电路转换为数字信号。
3. 压力测量
•压力传感器通常使用压阻效应或压电效应的原理,当海水压力发生变化时,传感器的电阻或电荷也会随之变化。
•海水的压力与深度成正比,通过测量压力可以推算出海水的深度。
•压力探头将压力变化转化为电信号,同样通过A/D转换电路转换为数字信号。
4. 数据处理与传输
•CTD中的CPU电路接收来自甲板上PC的指令,控制传感器进行采样。
•A/D转换电路将传感器产生的模拟信号转换为数字信号。
•数字信号被存入内部储存器,并可通过I/O接口回放至甲板上的PC内存,供进一步的数据处理和分析。
通过这些传感器的组合,CTD能够实时、准确地测量海水的温度、盐度和深度,为海洋科学研究提供关键数据。盐度是通过电导率和温度计算得出,因为电导率受盐度和温度的影响,而温度需要单独测量以进行校正。
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