CTD-Sonde

Die CTD-Sonde ist eine Vorrichtung, die die notwendige Instrumentierung zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit, der Temperatur und der Wassertiefe enthält. Derzeit ist die Mehrzahl der CTD ist entworfen und für die Überwachung von verschiedenen physikalischen, chemischen und biologischen Bestandteil der ozeanographisches Studien aufgebaut.

Allgemeinheit

Das Meßgerät wird häufig im Inneren einer Struktur, die eine Anzahl von Schlitzen zur Wasserentnahme enthält montiert. Das Gerät ist an Bord eines Schiffes, von einer Gruppe von Wissenschaftlern, die die Sinkgeschwindigkeit entscheiden gesteuert, ständig die drei genannten Parameter zu überwachen und gegebenenfalls zu schließen eine der Flaschen, um Wasserproben zu sammeln.

CTD an das Schiff mittels einer Sensorantenne, durch die die Daten direkt auf einen PC übertragen und an Bord von Wissenschaftlern in Echtzeit angezeigt werden, angeschlossen ist. Eine der Anwendungen, die Interesse ist die Identifizierung der hydrothermalen Ströme, durch Temperatur und Salzgehalt bestimmt. Gleichzeitig können Daten auf das Messsystem, wie das Schließsignal der Gehäuse für die Probenahme zu senden. Einmal an Bord gehievt die Struktur, können die Wissenschaftler chemische und biologische Analysen der gesammelten Wasserproben machen, oder bringen Sie sie im Labor.

Sampling

Die Sampling-Technik Standard ist sehr einfach, und definiert vertikalen CTD Besetzung. Wählen Sie zunächst die Wissenschaftler einen geografischen Ort von Interesse, die Reichweite mit dem Schiff und dort für so lange wie möglich, in Abhängigkeit von der Kapazität des Schiffes und den Wetterbedingungen stationiert. Die CTD ist entlang der vertikalen Entfernung vom Meeresboden abgesenkt wird, bis zu einigen Metern und wird dann wieder angehoben. Unterdessen überwacht und Probenahme. Der Parameter, der die Art und die Identität einer Meeresströmung mit guter Zuverlässigkeit zu erkennen erlaubt, ist die Dichte von Wasser, das von der Salzkonzentration, der Temperatur und dem Druck abhängt.

Sensoren

Eine der wichtigsten Aufgaben bei der Konstruktion und Implementierung eines CTD ist die Auswahl der Sensoren, die zusammengebaut werden sollen. Da es hinsichtlich der Messung der Temperatur zur Zeit besonders Thermistoren oder Resistenz gegen Platin verwendet. In dem spezifischen Widerstand Rt und dementsprechend die Empfindlichkeit, die größer sind, aber die Kennlinie der Transduktion nichtlinear ist.

Die Sensoren der elektrischen Leitfähigkeit können in zwei Klassen eingeteilt werden, um Elektroden oder Induktion in Abhängigkeit von der physikalischen Wirkungsweise. Die Elektrode bietet eine hervorragende Präzision und eine gute Rauschimmunität. Allerdings ist die Zeitkonstante relativ hoch ist, im Gegensatz zu dem zweiten Typ. Die induktiven Sensoren sind auch stabiler und leicht zu warten, aber weniger genau und empfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen.

Piezoresistiven und die Lastzellen: Obwohl die Drucksensoren in zwei große Familien ausgewählt werden. Derzeit ist die maximal erreichbare Genauigkeit beträgt etwa 0,01% FS, das heißt, die Zehntausendstel vom Endwert.

Markt & Research

Die CTD entwickelt und hergestellt in den USA sind zweifellos die mit den modernsten Technologien und mit den besten messtechnischen Eigenschaften. Kein Zufall, dass der Weltmarkt für die Umweltüberwachung für Meereskunde wird von einigen US-Unternehmen dominiert wird, als SeaBird, FSI, IO, YSI und andere. Japans Forschung ist auf die Entwicklung von verschiedenen Aufgaben ausgerichtet:

  • Verkleinern solche Vorrichtungen das Gewicht und den Energieverbrauch;
  • Erhöhen Sie die Anzahl und die Qualität der Sensoren;
  • Monitore unterschiedlichen physikalischen und chemischen Parametern.

In Europa sind die Länder an der Entwicklung von CTD sind England, Italien und Norwegen. Die Forschung ist auf die Verbesserung der messtechnischen Eigenschaften der Instrumente, die Entwicklung neuer Sensoren wie Leitfähigkeitsmesszellen zu sieben Elektroden ausgerichtet. Bis jetzt haben die CTD in die Meeresforschung für die Untersuchung der makroskopischen Phänomene wie die Verfolgung der aktuellen geotropische angewendet wurde, entdeckte dank dieser Art von Instrument. Viele atmosphärische Phänomene auf den Austausch von Luftmassen in Beziehung stehen durch ozeanische Parameter mit CTD überwacht sucht. Es zitiert den Hurrikan El Niño. Auch durch eine dieser Geräte, die Sie kalibrieren und die in ozeanischen Satelliten vorhanden Fernsensoren validieren können.

Aus all diesen Gründen die CTD sind bereits zur Zeit der sehr wichtige Werkzeuge. Allerdings gibt es weit verbreitete Interesse an der Entwicklung zusätzliche Aufgabe.

Ein erster Weg nach vorne hat als Ziel die Rationalisierung der Größe und Stromverbrauch und Multifunktionalität. Beispielsweise können sie an Bord chemische Sensoren zur Messung von pH und gelöstem Sauerstoff, die die biologische und optische Fluoreszenz montiert werden. Andererseits sind einige Forscher interessiert durch die erhöhte Geschwindigkeit der Erfassung und Speicherung des CTD. Im Wesentlichen ist es sehr wichtig, die zeitliche und räumliche Auflösung des Messsystems zu erhöhen. Als Beispiel betrachten wir die von der Woods Hole Oceanographic Institution entwickelte CTD. Dieses Gerät setzt eine Zelle des Vier-Elektroden Leitfähigkeits, mit einem Thermistor ausgeglichen und mit Elektronik zu Selbst ausgestattet - Kalibrierung. Die Geometrie der Zelle wird durch das Studium der Finite-Elemente-Modell des elektrischen Feldes, optimiert. Es gibt zwei Temperatursensoren, um die Antwortzeit zu verbessern und zu minimieren, wodurch die Spitze in den Schätzungen der Salzkonzentration.

Eine andere Linie der Studie wird durch den Versuch, die schneller die Operationen der Abstieg und Aufstieg des CTD machen angetrieben. Diese Aufgabe kann durch die Montage des CTD von Fahrzeugen Remotely Operated Vehicle oder Autonomous Underwater Vehicle erreicht werden. Im ersten Fall hat man einen dedizierten AUV dass einige Basissensoren enthält, und hat die Möglichkeit, andere Hosting, beispielsweise für die Messung von pH-Wert und gelösten Sauerstoff realisiert.

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