專利名稱：無線數(shù)傳在線海水密度鹽度計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鹽度計(jì)，特別地涉及一種無線數(shù)傳在線海水密度鹽度計(jì)。
背景技術(shù)：
全球海水中含有11種主要化學(xué)物質(zhì)，最多的前三位是鈉、氯、鎂，海水含鹽量的定量量度稱為海水的鹽度、是海水中最重要的理化特性之一，而且也與沿岸逕流量、降水及海面蒸發(fā)密切相關(guān)，同時(shí)鹽度的分布及變化對(duì)其它水文要素分布和變化相互影響制約，所以 海水密度鹽度是研究海洋、利用海洋重要觀測(cè)內(nèi)容。目前測(cè)定海水鹽度的方法主要有氯度測(cè)定法、電導(dǎo)法、比重計(jì)法等，其中，氯度測(cè)定法，操作十分復(fù)雜，測(cè)一個(gè)樣品花費(fèi)幾天的時(shí)間，且技術(shù)要求高，需專門實(shí)驗(yàn)室及相應(yīng)的玻璃器皿，而且還不能用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，因而不適用于海洋調(diào)查；電導(dǎo)法因有通電現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生電極化現(xiàn)象，讀數(shù)會(huì)產(chǎn)生漂移，工作時(shí)間越長可能會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象越嚴(yán)重，而且電導(dǎo)儀價(jià)格昂貴，每臺(tái)萬元以上；比重計(jì)法誤差較大，一般約為兩個(gè)鹽度單位，不適合精密測(cè)量。因而研制一種成本低，測(cè)量精度高、操作簡單的鹽度計(jì)則成為本發(fā)明所面臨的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有海水鹽度計(jì)測(cè)量精度低且成本高的問題，提出一種無線數(shù)傳在線海水密度鹽度計(jì)，其具體技術(shù)方案如下一種無線數(shù)傳在線海水密度鹽度計(jì)，其中，包括機(jī)殼及位于其內(nèi)的硬件電路，所述硬件電路包括處理模塊、應(yīng)變傳感器及與之相連的無線數(shù)傳模塊，所述應(yīng)變傳感器的應(yīng)變梁上安裝有伸出機(jī)殼的吊鉤，所述應(yīng)變傳感器測(cè)量吊鉤上被懸掛物的拉力或通過處理模塊處理，所述處理模塊用以將接收的拉力通過公式S=I (PX-PO) |kl*k2輸出海水鹽度，其中，S為被測(cè)海水的鹽度，PX為探頭體積所占的海水重量，PO為探頭體積所占的凈水的重量，kl是海水密度鹽度修正值，k2是單位轉(zhuǎn)換比例常數(shù)。進(jìn)一步地，所述吊鉤位于所述應(yīng)變梁的下方。進(jìn)一步地，還包括一設(shè)置在機(jī)殼內(nèi)與所述無線數(shù)傳模塊相連的溫度傳感器，該溫度傳感器的測(cè)頭使用時(shí)浸入到待測(cè)溶液中。進(jìn)一步地，還包括一探頭，該探頭通過垂線掛在所述吊鉤上，所述探頭為橢球形或錐形或柱形，其采用不銹鋼或水晶玻璃或聚四氟乙烯制成，所述垂線采用塑料、尼龍線或鋼絲線制成。進(jìn)一步地，還包括一柱形護(hù)套，護(hù)套側(cè)面上對(duì)稱開有兩列通孔。進(jìn)一步地，所述鹽度計(jì)上設(shè)有顯示屏及按鈕。進(jìn)一步地，所述機(jī)殼成圓柱形，該機(jī)殼的上端部具有縮脖結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果如下本發(fā)明鹽度計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確，精度大幅度提高，可達(dá)O. 01 %、0. 001 %…，穩(wěn)定性好，操作簡便，自動(dòng)化程度高。測(cè)量過程簡單，只需按動(dòng)幾個(gè)鍵，即可進(jìn)入測(cè)量，并在線顯示結(jié)果，另外，由于采用無線數(shù)傳，大幅度提高監(jiān)測(cè)自動(dòng)化，大大降低了生產(chǎn)成本，極大地提高工作效率。該鹽度計(jì)可廣泛應(yīng)用于海洋臺(tái)站，具有廣闊的開發(fā)應(yīng)用前景。結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的具體實(shí)施方式
后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清
λ·Μ
/E. ο


圖I為實(shí)施例一結(jié)構(gòu)不意圖之一；圖2為實(shí)施例一結(jié)構(gòu)示意圖之二； 圖3為實(shí)施例一內(nèi)部部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為實(shí)施例一硬件結(jié)構(gòu)框圖；圖5為實(shí)施例一在線測(cè)量安裝結(jié)構(gòu)示意圖； 各圖中1、機(jī)殼；2、顯不屏；3、按鍵；4、吊鉤；5、應(yīng)變傳感器；6、探頭；11、縮脖結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的原理如下物質(zhì)單位體積的質(zhì)量，即密度P =M/V，其中質(zhì)量M可通過精密測(cè)量該物質(zhì)的重量轉(zhuǎn)換為質(zhì)量，而對(duì)于物質(zhì)的體積V，通常要測(cè)量一個(gè)物體的體積，如是正方形即長*寬*高，取其長度一般為IOOmm時(shí)，若精度為O. Imm時(shí)，其體積為100. 1*100. 1*100. 1=1003003立方毫米，當(dāng)然也可能為1000000立方毫米，其測(cè)量相對(duì)精度為二者之差除以1000000為O. 003即O. 3%的精度，顯然體積誤差太大，若所測(cè)對(duì)象是無規(guī)則時(shí)，其誤差會(huì)更大，因而此種測(cè)量方法得出的體積精度不高，本發(fā)明因此提出用測(cè)量重量替代測(cè)量體積的理論。通常，測(cè)量重量如300g，精度達(dá)到Img是很容易的，如300. OOlg，其相對(duì)精度為O. 00033% ;而當(dāng)測(cè)量形狀規(guī)則或不規(guī)則固體密度時(shí)，衡量其體積大小，根據(jù)阿基米德定律，放入蒸餾水中，看其排開水溶液的重量/此時(shí)水溫密度，即可高精度獲知該物體的體積，其精度量級(jí)與測(cè)重量級(jí)相似。基于上述理論，本發(fā)明提出一種無線數(shù)傳在線海水密度鹽度計(jì)并按照上述理論對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定，為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例一，本實(shí)施例提出一種下吊式鹽度計(jì)，主要用于野外現(xiàn)場(chǎng)鹽度測(cè)量，如圖1-3所示，包括機(jī)殼I及位于其內(nèi)的硬件電路，所述機(jī)殼I為方形，上表面具有顯示屏2，按鈕3，按鈕可設(shè)定電源、校驗(yàn)及運(yùn)算按鈕，當(dāng)然機(jī)殼I也可如圖5所示設(shè)置成圓柱形，圓柱形上端部具有縮脖結(jié)構(gòu)11，便于移動(dòng)、提升；所述硬件電路參考圖4，包括電源、處理模塊、溫度傳感器、應(yīng)變傳感器及與兩傳感器相連的無線數(shù)傳模塊，所述應(yīng)變傳感器測(cè)量吊鉤上被懸掛物的拉力或通過處理模塊處理后經(jīng)過無線數(shù)傳模塊發(fā)出，或先經(jīng)無線數(shù)傳模塊發(fā)出再通過處理模塊處理后輸出鹽度值，所述處理模塊用以將接收的拉力通過公式計(jì)算出鹽度并輸出。
所述應(yīng)變傳感器5的應(yīng)變梁上安裝有伸出機(jī)殼的吊鉤4，吊鉤4上可懸掛探頭6或被測(cè)固體，其中探頭6或被測(cè)固體通過垂線掛在吊鉤4上。探頭6可制成標(biāo)準(zhǔn)探頭，按重量、體積、形狀、大小、材質(zhì)等分為不同的型號(hào)，所述探頭形狀可制成橢球形或錐形或柱形，材質(zhì)可采用不銹鋼或水晶玻璃或聚四氟乙烯制成。所述垂線采用輕質(zhì)軟線制成，如塑料、尼龍線或鋼絲線等。為了測(cè)量精確，還包括一設(shè)置在機(jī)殼內(nèi)與所述無線數(shù)傳模塊相連的溫度傳感器，該溫度傳感器的測(cè)頭使用時(shí)浸入到待測(cè)海水中。當(dāng)測(cè)量海水的鹽度時(shí)，選取設(shè)定的探頭，探頭的選取根據(jù)被測(cè)液體的鹽度及現(xiàn)場(chǎng)情況而定，然后將探頭懸掛在吊鉤上并浸沒入待測(cè)液體中，并將溫度傳感器的測(cè)頭浸入到待測(cè)液體中，此時(shí)，應(yīng)變傳感器將測(cè)得拉力通過無線數(shù)傳模塊發(fā)送到遠(yuǎn)程客戶端，客戶端通過公式S = I (PX-PO) |kl*k2，其中，S為被測(cè)海水的鹽度，PX為探頭體積所占的海水重量，PO為探頭體積所占的凈水的重量，kl是海水密度鹽度修正值，k2是單位轉(zhuǎn)換比例常數(shù)。這樣，遠(yuǎn)程終端計(jì)算機(jī)可計(jì)算出每時(shí)每刻的鹽度“真值”，還可采集或畫出相對(duì)應(yīng)的變化曲線圖。
當(dāng)然處理模塊也可內(nèi)置于鹽度計(jì)的機(jī)殼內(nèi)，這樣可將數(shù)據(jù)處理完后再通過無線數(shù)傳模塊發(fā)出，其過程不再詳述。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)海水密度鹽度時(shí)，為保證測(cè)量精度，還包括一柱形護(hù)套，護(hù)套側(cè)面上對(duì)稱開有兩列通孔，具體使用時(shí)，兩列通孔之間的連線要垂直于海水流動(dòng)的方向，這樣既保證了海水的真實(shí)采樣又避免了干擾。本發(fā)明之所以精度高，一方面測(cè)量過程是通過測(cè)重量來轉(zhuǎn)換為最終的鹽度，另一方面，對(duì)儀器的標(biāo)定過程也通過測(cè)重量實(shí)現(xiàn)，如公式中的Kl為海水中鹽的密度與海水中鹽的密度與凈水的密度的差的比值，其中海水的密度在標(biāo)定過程中可通過上述儀器測(cè)定，但處理模塊主要是將接收的拉力通過公式K= {ff/ (A-B) -Cl *D計(jì)算出密度并輸出，其中，K為所測(cè)海水的密度；W為探頭排開的海水的重量；A為探頭在室溫下的體積；B為體積溫度修正值；C為密度修正恒定值；D為單位轉(zhuǎn)換值比例常數(shù)。另外，凈水的密度也可通過上述方法標(biāo)定。本發(fā)明提出利用己知凈水不同溫度的(如O-IO(TC)水密度值，用以標(biāo)定其他物質(zhì)體積和鹽度，可大大提高測(cè)量值的精度。o-ioo°c的水的密度如下表一所示表一 0-100°C的水的密度
權(quán)利要求
1.一種無線數(shù)傳在線海水密度鹽度計(jì)，其特征在于包括機(jī)殼及位于其內(nèi)的硬件電路，所述硬件電路包括處理模塊、應(yīng)變傳感器及與之相連的無線數(shù)傳模塊，所述應(yīng)變傳感器的應(yīng)變梁上安裝有伸出機(jī)殼的吊鉤，所述應(yīng)變傳感器測(cè)量吊鉤上被懸掛物的拉力或通過處理模塊處理，所述處理模塊用以將接收的拉力通過公式S= I (PX-PO) |kl*k2輸出海水鹽度，其中，S為被測(cè)海水的鹽度，PX為探頭體積所占的海水重量，PO為探頭體積所占的凈水的重量，kl是海水密度鹽度修正值，k2是單位轉(zhuǎn)換比例常數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線數(shù)傳在線海水密度鹽度計(jì)，其特征在于所述吊鉤位于所述應(yīng)變梁的下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線數(shù)傳在線海水密度鹽度計(jì)，其特征在于還包括一設(shè)置在機(jī)殼內(nèi)與所述無線數(shù)傳模塊相連的溫度傳感器，該溫度傳感器的測(cè)頭使用時(shí)浸入到待測(cè)溶液中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線數(shù)傳在線海水密度鹽度計(jì)，其特征在于還包括一探頭，該探頭通過垂線掛在所述吊鉤上，所述探頭為橢球形或錐形或柱形，其采用不銹鋼或水晶玻璃或聚四氟乙烯制成，所述垂線采用塑料、尼龍線或鋼絲線制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線數(shù)傳在線海水密度鹽度計(jì)，其特征在于還包括一柱形護(hù)套，護(hù)套側(cè)面上對(duì)稱開有兩列通孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線數(shù)傳在線海水密度鹽度計(jì)，其特征在于所述鹽度計(jì)上設(shè)有顯示屏及按鈕。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線數(shù)傳在線海水密度鹽度計(jì)，其特征在于所述機(jī)殼成圓柱形，該機(jī)殼的上端部具有縮脖結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種無線數(shù)傳在線海水密度鹽度計(jì)，其中，包括機(jī)殼及位于其內(nèi)的硬件電路，所述硬件電路包括應(yīng)變傳感器及與之相連的無線數(shù)傳模塊，所述應(yīng)變傳感器的應(yīng)變梁上安裝有伸出機(jī)殼的吊鉤，所述應(yīng)變傳感器測(cè)量吊鉤上被懸掛物的拉力并將其通過無線數(shù)傳模塊發(fā)出。本發(fā)明測(cè)量方法和精度有了很大提高，可以應(yīng)用到若干科技領(lǐng)域，由于其測(cè)量原理明確，精度大幅提高，在某種情況下，可以作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)；另外，由于能無線數(shù)傳，大幅度提高監(jiān)測(cè)自動(dòng)化，大大降低了生產(chǎn)成本，極大地提高工作效率。
文檔編號(hào)G01N9/36GK102818749SQ20121033952
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者鄭大鈞, 鄭志東, 高育宏 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院海洋研究所