【摘要】：載人深潛器是深海科學(xué)考察的重要載體，科考人員能夠搭乘深潛器潛入大洋底層，進(jìn)行實時實地的考察。目前，我國正在研制7000米載人深潛器，這是一個龐大的系統(tǒng)工程。本課題的研究對象是載人深潛器與作業(yè)工具之間的通訊技術(shù)。 在深海高壓環(huán)境下，從安全的角度考慮，深潛器與作業(yè)工具只能采取非接觸式的通訊方式，而不能采用直接的電纜連接。深潛器與作業(yè)工具之間的通訊有如下特點：非接觸式、雙工、近距離、低速率、低功耗。在設(shè)計之初，對適用于深海環(huán)境的通訊方式作了廣泛的研究和比較，同時借鑒國外載人深潛器的成功經(jīng)驗，最終在水聲、電磁波、激光和電磁耦合四種方式中選擇電磁耦合方式作為實現(xiàn)非接觸式通訊的技術(shù)方案。電磁耦合(Inductively Coupled Link)方式利用電磁感應(yīng)原理，通過一對線圈來耦合傳遞頻帶信號。在通訊理論方面，研究了把基帶信號轉(zhuǎn)換為頻帶信號的二值數(shù)字調(diào)制解調(diào)方法。 基于上述原理，設(shè)計了兩類非接觸式通訊接口電路，它們分別采用FSK和OOK調(diào)制模式。在整體設(shè)計方面，統(tǒng)一了通訊參數(shù)和外部引腳，使其成為深海通訊的一個標(biāo)準(zhǔn)接口。在電路設(shè)計過程中，把深潛器與作業(yè)工具之間的通訊特點作為首要的考慮因素，強化了電路的低功耗設(shè)計。并介紹了線圈和封裝腔體的設(shè)計方法。 熱液采樣器是進(jìn)行海底熱液口考察的重要作業(yè)工具之一，溫度是采集熱液時的向?qū)�，本課題設(shè)計實現(xiàn)了熱液采樣器的溫度信號采集電路，，并把這部分電路與非接觸式通訊裝置集成在一起，形成了完整的信號采集、處理、傳輸電路。系統(tǒng)實驗證明，采用OOK調(diào)制模式的非接觸式通訊接口可以滿足深潛器與作業(yè)工具之間的信號傳輸要求，采樣器的信號采集電路能夠提供實時的溫度監(jiān)控。 最后，總結(jié)整個設(shè)計，并提出了進(jìn)一步研究的內(nèi)容。
【圖文】：

電容值選擇0.01pF，己知載波頻率f=225KHz�？梢酝扑愠鼍�圈的電感值L=0.05mH。圖3一10是深潛器端工CL接口的照片，它由接口電路、線圈和與深潛器的四線端口組成，接口電路包含了調(diào)制、解調(diào)和禍合環(huán)節(jié)三個模塊。線r圈r線圈插座r電路板尸與深潛器的四線端口圖3一10深潛器端ICL接口照片4.供電的低功耗設(shè)計為了降低電路的功耗，在沒有通訊任務(wù)時，作業(yè)工具端的工CL接口電路內(nèi)的穩(wěn)壓器將停止工作，接口在低功耗模式下等待喚醒命令。在通訊之前，用一個12V的正弦波信號驅(qū)動發(fā)信線圈(潛器端)，放置在通訊

在深�？茖W(xué)考察工作中，圍繞海底火山熱液口的研究是一個非常重要的部分。熱液采樣器是深潛器搭載的作業(yè)工具，為后續(xù)的科學(xué)研究采集寶貴的熱液樣本。圖4一1是熱液采樣器的樣機照片，采樣器具有保溫保壓的功能。熱液采樣器的取樣過程有以下幾個步驟:深潛器上的機械手通過夾持手柄移動采樣器，把與吸液口連接的吸液管放置在熱液口處，當(dāng)熱液達(dá)到采樣要求時，用機械手上的觸發(fā)液壓缸觸發(fā)控制器采樣‘盯’。采樣筒控制器夾持手柄吸液口電路腔廣廠廣:廣廣圖4一1.熱液采樣器要想采集到高純度的熱液，采樣瓶的導(dǎo)流管在熱液口的放置位置和采樣時機都是十分關(guān)鍵的。采集熱液時，溫度參數(shù)可以作為放置取樣管和觸發(fā)采
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：P754.3

【引證文獻(xiàn)】

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2 楊磊;楊燦軍;吳世軍;謝延青;;用于水下通信的電磁耦合系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計[J];海洋科學(xué);2011年09期

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3 盧漢良;海底觀測網(wǎng)絡(luò)水下接駁盒原型系統(tǒng)技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2011年

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2 黃明利;水下火箭彈引信電磁感應(yīng)裝定技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2011年

3 劉洋;基于磁耦合的水下非接觸式通信系統(tǒng)研制[D];杭州電子科技大學(xué);2010年

4 何麗萍;水下非接觸式信號雙向冗余傳輸技術(shù)研究及應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2006年

5 周錦鋒;感應(yīng)耦合電能傳輸系統(tǒng)中信號傳輸技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2009年

6 張凱;非接觸供電技術(shù)及其水下應(yīng)用研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

7 賴智華;井下數(shù)據(jù)電磁感應(yīng)傳輸方法的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

8 謝延青;深海熱液序列采樣器保壓密封及采樣控制技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2010年

9 王琛琛;感應(yīng)耦合式電能與信號混合傳輸系統(tǒng)研究[D];重慶大學(xué);2010年

10 白莎;一種新型無線傳輸系統(tǒng)在可控偏心器中的研究與應(yīng)用[D];西安石油大學(xué);2012年

本文編號：2656491