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沈阳自动所自研“海鲸1000”AUV圆满完成海上验收试验和长航程试验
www.yiqi800.com  2020-11-20 17:15  仪器网整合

随着海洋探测与开发的不断深入对具有自主导航能力的水下机器人的需求越来越大。在深海复杂环境中单一的传感器设备都无法满足高精度自主导航的要求而采用多传感器信息融合和优化滤波算法成为必然的选择。通过对水下自主机器人组合导航系统关键技术的研究为其向更广阔、更长程、更复杂的工作海域发展提供强有力的保证这必将大大推动我国乃至世界水下自主机器人导航技术的发展。

近期,沈阳自动化研究所牵头研制的“海鲸 1000”AUV完成了最大工作深度、最大航行速度、多种载荷搭载能力等指标验证完成了温跃层智能跟踪观测、湍流自主观测、中尺度涡自主观测等功能验证和试验性应用。 实现了无故障连续航行航程均超过合同规定的技术指标。

自主式水下航行器(AUV)是水下无人航行器(UUV)的一种。水下无人航行器(UUV)技术无论在军事上、还是民用方面都已不是新事物其研制始于50年代早期主要用于海上石油与天然气的开发等军用方面主要用于打捞试验丢失的海底武器(如鱼 雷)后来在水 雷战中作为灭雷具得到了较大的发展。

80年代末随着计算机技术、人工智能技术、微电子技术、小型导航设备、指挥与控制硬件、逻辑与软件技术的突飞猛进自主式水下航行体(AUV)得到了大力发展。由于AUV摆脱了系缆的牵绊在水下作战和作业方面更加灵活该技术日益受到发达国家军事海洋技术部门的重视。

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“海鲸2000”AUV是由中科院“南海环境”战略性先导科技专项和国家重点研发计划“深海关键技术与装备”重点专项联合支持,面向海洋环境多参数、移动、立体持续观测需求开发研制的一种新型观测AUV系统。“海鲸2000”AUV重量约200公斤,设计续航时间不少于1个月,续航距离不小于2000公里,最大续航速度2节。

该AUV目前可携带温盐深仪、流速剖面仪、溶解氧测定仪、浊度计等物理和生化传感器。“海鲸2000”AUV具有多种航行模式和自主观测作业模式,满足不同海洋环境特征的动态观测需求。

温盐深剖面仪是一种用来测定不同深度的海水水温、盐度的水体检测仪器。主要由水中探头和记录显示器及连接电缆组成:探头由热敏元件和压敏元件等构成与颠倒采水器一并安装在支架上可投放到不同深度;记录显示器除接收、处理、记录和显示通过铠装电缆从海水中探头传来的各种信息数据外还能起整套设备的操纵器功能。此设备可测定海洋不同水层或深度的海水水温、盐度、氧含量、声速、电导率及压力用以研究海水物理化学性质、水层结构和水团运动状况。

流速剖面仪是一种用于测量水速的水声学流速计。其原理类似于声纳:ADCP向水中发射声波,水中的散射体使声波产生散射;ADCP接收散射体返还的回波信号通过分析其多普勒效应频移以计算流速。 起初ADCP仅是RD Instruments公司于19世纪80年代推出的产品系列名称但如今已演变为同类声学流速计的统称。

ADCP内的关键部件是压电效应换能器用以发射和接收声学信号。测量声波的往返时间将其乘以水中声速即可粗略计算出散射体的距离;测量声波的多普勒效应频移则能计算出散射体在该声束方向上的速度分量。因此要测量速度三向量需要至少三个换能器来产生三个不同方向的声束。而在河流测速中由于目标数据通常只含两个速度向量(即忽略垂直于河岸的水速)相应地通常仅配备两波束的ADCP。

浊度计可供水厂、电厂、工矿企业、实验室及野外实地对水样浑浊度的测试。 该仪器常用于饮用水厂办理QS认证时所需的必备检验设备。浊度计的光学系统由一个钨丝灯、一个用于监测散射光的90°检测器和一个透射光检测器组成。仪器微处理器可以计算来自90°检测器和透射光检测器的信号比率。该比率计算技术可以校正因色度和/或吸光物质(如活性炭)产生的干扰和补偿因灯光强度波动而产生的影响可以提供长期的校准稳定性。光学系统的设计也可以减少漂移光提高测试的准确性。

溶解氧测定仪是测定水中溶解氧的装置工作原理是氧透过隔膜被工作电极还原产生与氧浓度成正比的扩散电流通过测量此电流得到水中溶解氧的浓度。根据浓度不同隔膜电极分为极谱式和原电池式两种类型。

极谱式隔膜电极以银-氯化银作为对电极电极内部电解液为氯化钾电极外部为厚度25-50μm的聚乙烯和聚四氟乙烯薄膜薄膜挡住了电极内外液体交流使水中溶解氧渗入电极内部两电极间的电压控制在0.5-0.8V通过外部电路测得扩散电流可知溶解氧浓度。原电池式用银作阳电极铅作阴电极。阳电极和银电极浸入氢氧化钾电解池中, www.yiqi800.com形成两个半电池外层同样用薄膜封住。溶解氧在阳极被还原产生扩散电流通过测定扩散电流可得溶解氧浓度。


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