摘要：针对浊度测量方式多样且适应范围不同及浊度检测误差补偿准确度问题,对浊度检测系统的测量方式、光源驱动、量程自动切换、软件标定和温度补偿等方面进行了研究。通过对浊度测量原理的分析,设计了基于散射法及透射法的新型探头及浊度检测电路,利用该新型探头对浊度进行了信息采集,采用分段标定的方式对检测系统进行了软件标定,并对检测系统进行了温度补偿。研究结果表明:该浊度检测系统能实时检测浊度信号,具有量程自动切换、数据处理、软件标定、温度补偿等功能,该检测系统能够准确测量0~1 000 NTU范围内待测溶液的浊度,且测量精度在±1%FS以内。

摘要：为解决以往水下有缆机器人(ROV)通信系统中视频、数据、控制信号需要分不同线缆传输的问题,将以太网通信技术应用到ROV通信系统中,根据ROV通信系统的功能需求分析,在ROV控制系统中设计了一种星型拓扑结构的通信网络。在硬件方面,视频、数据、控制信号的传输共用同一信道,简化了通信系统的硬件结构;在软件方面,视频信号采用TCP/IP体系中的一个应用层协议—RTSP进行了传输,数据和控制信号则直接采用TCP/IP进行了传输,实现了3种信号全双工并行传输。研究结果表明:该通信系统能够满足ROV通信的需求;与以往的ROV通信系统相比,该通信系统具有更高的通信速率和稳定性,而且硬件结构简单,能够直接内嵌在ROV控制系统中。

摘要：空化射流作为新型水射流技术,具有能量密度高、冲击力强等特点,在网箱清洗装置上具有良好的应用前景。为探究空化射流的形成机理与冲蚀性能,为其在网箱清洗装置上的设计应用提供依据,参考现有商业化清洗机器人工作参数,选取压力15 MPa,流量27 L/min设计剪切型空化喷嘴,通过Fluent软件的Mixture多相流模型研究喷嘴内部流场与空化性能,采用水槽试验测试淹没环境下空化射流的冲蚀性能以及工作靶距。结果显示,数值仿真得到的喷嘴出口处的速度与理论计算结果非常吻合,差异小于0.5%;剪切型空化喷嘴的空化泡形成在喷嘴的扩散段并在射流中发展及溃灭,由于空化射流冲击力是高速射流和空化泡综合作用的结果,淹没射流试验中空化射流的冲蚀性能随靶距的增加先增加后降低,且射流倾斜冲击靶件表面时的冲蚀性能显著高于垂直冲击时的冲蚀性能。相比于高压射流,空化射流具有更强的冲击力,更适合应用于网衣清洗,其存在最佳工作靶距使射流的冲蚀性能达到能佳。

摘要：针对目前海洋物理参数、高清视频实时观测的需求,对基于LTE技术的PLC远程控制、视频流式传输及分发等技术进行了研究,对自动排缆绞车、基于状态机的绞车控制软件、兼容远程和手动控制的绞车电气系统、数据服务器等内容进行了设计,提出了一种基于智能绞车的水下剖面观测系统。智能绞车采用TCP/IP架构,可实现远程控制或自主运行,使用绞车牵引传感器运动的方式替代了传统的拖曳多套传感器或固定点方案。利用岸基测试平台和船只对系统进行了多次测试。研究结果表明:该系统能够实现多终端实时观看水下多种数据和高清视频、远程控制设备升降等多项功能,具有观测范围广、可移动性好的特点,适用于海洋物理参数、高清视频的大范围立体在线观测。

摘要：设计了海洋水文气象观测系统,将传感器和主控器通过CAN总线联系起来,设备之间的拟合度较小,具有了更高的开放性、可维护性和稳定性。系统对硬件电路进行模块化设计,传感器模块采用了通用化设计,可搭载不同传感器,并根据相关规范定时采集传感器数据;主控模块配备MCGS显示屏、GPRS无线传输模块和微型打印机,通过CAN总线收集传感器信息,并定时发送到岸站系统。在CAN2.0A/B协议的基础上,设计规划出适合于水文气象系统的CAN应用层协议,并以STM32为主控MCU实现了该协议;制定编写了分层的软件架构,并使用UML状态图对系统顶层结构进行了状态设计,明确了处理数据采样任务和辅助任务之间的接口和跳转关系。

摘要：人工捕捞海参不仅劳动强度大,而且作业危险系数极高,高昂的捕捞成本导致海参的市场推广范围较小。采用水下机器人代替人工进行海参捕捞作业已成为研究热点,但受限于海参捕捞效率低、参体损伤大、机器人运动控制精度要求高等因素,目前市场上还没有成熟的海参捕捞机器人。基于此,文中设计一种以海参为主要捕捞对象的履带式水下机器人,根据海参捕捞作业的要求,通过理论计算和数值模拟方法详细设计机器人的吸捕机构、耐压控制舱、推进系统三大关键部件。然后,通过分析与流体的相互作用,创建简化后的机器人有限元模型,对其在流场内水平直航和水平斜航时的水动力学性能进行分析。文中研究工作对机器人的样机制作和成熟推广具有重要的参考价值。