[实用新型]适用于水下滑翔器的CTD传感器电路系统

说明书

技术领域

本实用新型属于海洋环境监测系统技术领域，具体地说，是涉及一种用于检测海水电导率、温度和深度的CTD传感器电路系统。

背景技术

水下滑翔器是一种新型的水面水下监测平台, 能够满足当前海洋环境监测的需求。它是一种将浮标技术与水下机器人技术相结合、依靠自身净浮力驱动的新型水下滑翔器系统, 具有浮标和潜标的部分功能。水下滑翔器采用内置的姿态调整机构和无外挂的驱动装置, 减少了载体的外置装置, 避免了对载体线型的破坏, 大大改善了系统的水动力特性。水下滑翔器具有制造成本和维护费用低、可重复利用、投放回收方便、续航能力长等特点, 适宜于大量布放, 适用于大范围海洋环境的长期监测。水下滑翔器是海洋环境立体监测系统的补充和完善, 在海洋环境的监测、调查、探测等方面具有广阔的应用前景。

CTD传感器是一种基本的海洋水文测量仪器，用于测量海洋海水的电导率(Conductivity)、温度(Temperature)和深度(Depth)三个参数。作为水下滑翔器的主要搭载仪器，CTD传感器应具有微型化、低功耗、重量轻等特点，能够快速响应，连续测量海洋的温度、深度和电导率等动力参数。

为了满足水下滑翔器的搭载需求，需要设计出完善可靠的微型化、低功耗的CTD传感器电路系统。而目前市场上还没有完善的适用于水下滑翔器搭载的CTD传感器，无法满足水下滑翔器搭载仪器的测量需求。

发明内容

本实用新型针对水下滑翔器的搭载应用需求设计了一种适用于水下滑翔器的CTD传感器电路系统，满足了水下滑翔器对海洋动力参数的数据采集与测量要求。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种适用于水下滑翔器的CTD传感器电路系统，包括电导率传感器、热敏电阻、压力传感器、电导率信号处理板和主控板；所述电导率传感器检测海水的电导率，生成感应信号经由电导率信号处理板传输至所述的主控板，以转换生成盐度参数；所述主控板连接热敏电阻和压力传感器，采集输入信号并转换成海水的温度参数和深度参数，传输至水下滑翔器。

进一步的，在所述主控板上设置有单片机、模数转换器和通讯接口电路；所述模数转换器连接电导率信号处理板、热敏电阻和压力传感器，接收模拟量输入信号并转换成数字信号发送至所述的单片机，经由单片机转换生成盐度参数、温度参数和深度参数，通过通讯接口电路传输至水下滑翔器。

优选的，在所述通讯接口电路中设置有RS232电平转换芯片和RS485电平转换芯片，对应连接在单片机与RS232串口之间以及单片机与RS485串口之间，所述RS232串口和RS485串口分别通过RS232串行总线和RS485串行总线连接所述的水下滑翔器。由此可以根据水下滑翔器的接口通讯要求，选择其中一种与其适配的串口通信方式，实现CTD传感器电路系统与水下滑翔器的连接通信。

为了对电导率传感器输出的感应信号进行前置处理，在所述电导率信号处理板上设置有放大器、比较器和滤波器，通过电导率传感器输出的感应信号依次通过放大器、比较器和滤波器处理后，输出至所述的模数转换器。

进一步的，在所述主控板上还设置有一电源模块，接收直流输入电源并转换成不同幅值的工作电源，对应传输至CTD传感器电路系统中的不同用电负载。

为了降低系统功耗，适应水下滑翔器的工作需求，在所述电源模块中设置有一用于生成电导率信号处理板所需工作电源的第二稳压电源芯片，所述第二稳压电源芯片的输入端连接直流输入电源，使能端连接单片机，在单片机输出的使能信号的控制下分时输出工作电源至所述的电导率信号处理板。

为了获得最佳的低噪声输出性能，在所述第二稳压电源芯片中包含有一参考旁路引脚，所述参考旁路引脚通过一颗0.01μF的旁路电容接地。

为了提高供电的稳定性，在所述第二稳压电源芯片的输入端和输出端分别连接有并联接地的高频滤波电容和低频滤波电容，用于滤除电源的高频干扰和低频干扰。

进一步的，在所述电源模块中还设置有第一稳压电源芯片、第三稳压电源芯片和第四稳压电源芯片；所述第一稳压电源芯片接收所述的直流输入电源，并转换成3.3V工作电源分别传输至所述的单片机、模数转换器和通讯接口电路；所述第三稳压电源芯片接收所述的直流输入电源，并转换成模数转换器工作所需的2.5V参考基准电压输出至所述的模数转换器；所述第四稳压电源芯片接收所述的直流输入电源，并转换成两路5V基准供电电压输出至所述的压力传感器。