海水密度是海洋觀測中最重要的參數(shù)之一,為海水循環(huán)、氣候變化、生物化學(xué)以及海洋生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域提供重要物理參數(shù)。海水密度主要通過使用電導(dǎo)率-溫度-深度儀（Conductivity,Temperature and Depth,CTD）來測量海水溫度、鹽度和深度參數(shù),然后通過計算得到海水密度,因此海水密度的精確計算依賴電導(dǎo)率、溫度和壓力的高精度和同步測量。但由于CTD的溫度、鹽度測量不同步問題,導(dǎo)致在計算密度時,會出現(xiàn)密度尖峰,使得計算值和測量值之間存在偏差。如果海水中含有大量懸浮無機(jī)物導(dǎo)電顆粒,基于電導(dǎo)率測量方法會使得電導(dǎo)率和鹽度測量結(jié)果出現(xiàn)異常,進(jìn)而導(dǎo)致密度計算異常。此外,電導(dǎo)率方法無法檢測硅酸鹽等非電解質(zhì)對海水鹽度的貢獻(xiàn),使得計算所得的海水密度比實際密度偏小。與基于電導(dǎo)率法測量密度的原理完全不同,本文基于光學(xué)折射法直接測量海水密度。通過測量海水光學(xué)折射率,結(jié)合溫度和壓力的校準(zhǔn),及折射率和密度之間的關(guān)系,可得到相應(yīng)的海水密度。針對以上研究目標(biāo),本文主要研究內(nèi)容為:基于不同密度海水折射率不同的原理,激光以固定角度入射到不同密度海水,出射光線的偏移角度也將不同。光束的橫向位移隨海水密度變化而變化... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２實驗室電導(dǎo)率鹽度儀（Ａｕｔｏｓａｌ?８４００Ｂ）??（２）液體靜力稱量法??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??ｆｔ?￣￣ｆ｜Ｔ＝２２．２７?＃Ｃ?ｈ＝６５．４９?％?｜｜—ｊ?ｎ??ｆｔ?ｇ目目努］?Ｑ??－Ｏｉ＾ｊ￣￣ｌ?ｉ?ｐ—￣￣ｉｍｍ％）??ｉ＾ｉｇ）???ｒ｜＝３ｊ??Ｊ古：＞?＜＇〇?＞Ｓ??ｐ：?３Ｃ?ＭＰａ?：?ｆ）??１１?？ｓ＾?〈一?■?－???—?＼；ｔｔ??Ｘ＾ｅＶｅｊ／?Ｓ．：圏??Ｔｈｅｒｍｏｓｔａｔｉｃ?ｂａｔｈ?目?〇?目目?Ｑ?ｎｓｉ?ｉ?ｉｔ；?：ｆｉ．?一．?Ｔｈｅｍｉｏｓｔａｔｉｃ?ｂａｔｆｉ????Ｖ?Ｊ??圖１－３液體靜力稱量法測密度ＰＩ??（３）振動管密度測量法??振動管密度計操作簡單且可用于很寬溫度和壓力范圍內(nèi)密度測量，己在海水??密度實驗室測量中廣泛使用。但該方案不適合高壓海水測量，一方面目前沒有配備??市場化的高壓參考振蕩器，不能補(bǔ)償對振動管材料的溫度滯后效應(yīng)，另一方面目前??也沒有所需高壓下滿足精度和測量范圍的密度參考物質(zhì)１２９］。??目前，精度最高的實驗室振動管密度計（ＤＭＡ５０００Ｍ，?Ａｎｔｏｎ?Ｐａａｒ?ＧｍｂＨ），??如圖１－４所示，其分辨率為０．００１ｋｇ／ｍ３。ＨａｎｎｅｓＳｃｈｍｉｄｔ等人（２０１６）使用該款振??動管密度計對３５ｇ／ｋｇ的海水，在５°Ｃ至３５°Ｃ的溫度范圍內(nèi)，可實現(xiàn)１０ｇ／ｍ３（丨ＯＭＰａ）??和２０ｇ／ｍ３?（６５ＭＰａ）的測量不確定度＿。??Ｉ???ｃｓａ???－?—??０ｔＭ９Ｍ?０？？？”？?＊６｜｜??Ｔ９Ｏ０？??＜?ｙｋ＾—ｉｋ??圖丨－４實驗室振動管密度計（ＤＭＡ５０００Ｍ）??５??

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文??度（或鹽度）測量，可以有效解決由硅酸鹽、堿度等引起的超額鹽度／密度測量，??對研究絕對密度／鹽度異常和鹽度可追溯性研究有著重要的意義。??該方案應(yīng)用于海洋測量較早，Ｋ．Ｋｒｅｍｌｉｎｇ?（１９７１）的研宄已報道折射率方案用??于海水密度測量，此后，Ｋ．－Ｈ．Ｍａｈｒｔ?等人（１９８２）、ＧｅｏｒｇｅＡ．Ｓｅａｖｅｒ?（１９８５）、Ｋａｒｌ－??ＨｅｉｎｚＭａｈｒｔ?等人（１９８８）、Ｙ．Ｓｏｎｇ?等人（２００５）、ＭａｔｔｈｅｗＨ．Ａｌｆｏｒｄ?等人（２００６）、??ＡｌｉｒｅｚａＢａｈａｄｏｒｉ等人（２０１４）的研究，均為海洋折射率測量方法應(yīng)用于海洋密度／鹽??度測量研宄打下了堅實基礎(chǔ)??近年國內(nèi)外對基于折射率的密度（或絕對鹽度）測量的研究層出不窮，實際上，??基于Ｖ形槽折光儀己在海上進(jìn)行了測試，目前該方案已有市場化產(chǎn)品，由法國ＮＫＥ??公司銷售，基于光學(xué)折射原理的ＮＯＳＳ傳感器（如圖１－６所示），成為對組成異常??的海水折射率／密度進(jìn)行實驗研究先驅(qū)。ＮＯＳＳ傳感器利用Ｖ型槽折光儀，搭載了??溫度和壓力傳感器探頭，可實現(xiàn)０？２１００ｄｂａｒ海域內(nèi)絕對鹽度和密度測量。該傳感??器鹽度測量范圍為１５？４２ｇ／ｋｇ，初始準(zhǔn)確度為±０．００５ｇ／ｋｇ；密度測量范圍為１０２０？??１０３０ｋｇ／ｍ３，初始準(zhǔn)確度為±０．００３ｋｇ／ｍ３。本文的密度測量方法也是利用折光法來進(jìn)??行海水折射率和海水密度測量，在ＮＯＳＳ商業(yè)化傳感器的基礎(chǔ)上，提出了?“空氣??隙”的優(yōu)化方案，可有效降低當(dāng)前傳感器中對入射角敏感和出射角靈敏度受限的問??題。??感??圖１－６?ＮＯＳＳ傳感器實物圖??７??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3474798