Zhou, Peng与Junrong, Chen等：深海自给式静锥探针测控系统研究
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Ocean Engineering
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Research on measurement and control system of deep-sea self-contained static cone penetration probe
Zhou P.; Chen J.; Zhou H.; Ren Z.; Yu Z.; Ge Y.; Zhou Z.; Zhou J.; Si Y.; Chen J.
Published：2024-08-01
DOI：10.1016/j.oceaneng.2024.117742
研究背景
在海洋工程领域，如海上石油平台、水下隧道、油气管道、海底电缆、地形测量和水下灾害预测等方面，海床土壤的岩土工程特性具有重要意义。然而，现有的海床岩土参数测量设备存在一些问题，如无法实现原位实时测量、测量参数有限、工程测量操作繁琐、测量精度低等。针对这些问题，本文提出了一种适用于深海环境的自含式静态圆锥贯入探针和测量控制系统。
研究内容
本文提出了一种三合一的测量方法，包括圆锥尖端阻力、侧壁摩擦力和孔隙水压力的测量。通过自含式结构，结合温度和姿态信息作为校准参考，实现了对深海环境中多参数的测量。针对弱信号，设计了信号调理、采集和存储电路，并通过仿真软件验证了性能参数，以确保其合理性。在硬件电路基础上，利用嵌入式FreeRTOS实时操作系统实现了多任务调度，实现了数据采集、存储、监控和低功耗设计，从而实现了多参数、快速响应的数据采集和存储功能。
研究意义
本研究的创新点在于提出了一种适用于深海环境的自含式静态圆锥贯入探针和测量控制系统，解决了现有海床岩土参数测量设备存在的问题。该系统的应用将有助于提高海洋工程领域的测量准确性和效率，为相关领域的发展提供了重要支持。
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