海底静力触探平台的测控系统设计与实现

海底静力触探平台的测控系统设计与实现目录1背景与现状2系统实现3系统调试4总结与展望背景与现状课题背景2341珠港澳跨海大桥海上石油平台海底管道背景与现状课题发展2341辉固Seacalf范登堡ROSON-100GeomilManta-200背景与现状2341国家海洋局第一海洋研究所“海盛”9工作平台中国海洋大学机械式静力触探装备课题发展系统实现场景模拟342装备效果图系统实现原理框图342测控系统原理框图水下贯入设备人机交互界面甲板数据采集单元系统实现装备概念342水下贯入单元结构图液压站动力机构机械手控制机构动滑轮运动机构传感器组相关外设系统实现水下贯入单元硬件方案342电源模块通信单元采样单元电磁阀驱动组外设单元系统实现水下贯入单元硬件方案342WD40-24S24M1LM2576HV-12max485sp3232电源管理通信电路系统实现水下贯入单元硬件方案342电流采样电压采样系统实现水下贯入单元硬件方案342开关量检测电磁阀驱动及外设开关控制系统实现甲板数据采集单元硬件方案342电源模块通信单元信号调理高精度模数转换

CPT传感器系统实现甲板数据采集单元硬件方案342基准电压源系统实现甲板数据采集单元硬件方案342信号调理系统实现甲板数据采集单元硬件方案342高精度ADC系统实现水下贯入单元软件方案342外设控制

CPT探杆贯入、取出取样管贯入、取出设备状态监测数据处理系统实现水下贯入单元软件方案342初始化参数自动贯入设置目标深度控制机械手和油缸判断油缸位置

计算已运动参数完成贯入，存储参数系统实现水下贯入单元软件方案342系统实现甲板数据采集单元软件方案342外设控制数据处理数据传输系统实现甲板数据采集单元软件方案342ADC初始化SD卡初始化系统实现传感器参数342锥尖阻力侧壁摩擦力孔隙水压力倾角X倾角YLoad（kN）Load（kN）Out(mV）Load（kN）Load（kN）OutputLoad（kN）Load（kN）Out(mV）Angle(°)Out(mV）Angle(°)Out(mV）0.00.00.00.00.00.00.00.00.0-202554-20250510108631.50.185520.2848-152620-152574202017253.00.2175140.41704-102695-102646303025874.50.3262460.62560-52769-52716404034486.00.4348280.834120284302793505043087.50.54366101.042625291952870606051669.00.65235121.251131029921029427070602510.50.76101141.459591530651530168080688212.00.86966161.66805203136203090系统实现传感器参数342锥尖阻力侧壁摩擦力孔隙水压力y=85.94*x+6.23y=8709.5*x+1.72y=4229.5*x+16.36系统实现传感器参数342倾角Xy=14.69*x+2843.7倾角Yy=14.71*x+2794.7系统实现相关数据意义342数据解析传感器数据设备数据原始数据1：油缸位移、油缸压力2：110V电池电压、24V电池电压3：倾角X、倾角Y4：CPT探头贯入深度、取样管贯入深度1：锥尖阻力、侧壁摩擦力、孔隙水压力2：探头倾角X、探头倾角Y系统实现人机交互界面342控制界面图表显示界面系统调试电路性能测试43水下贯入电路功耗测试系统调试电路性能测试43甲板数据采集电路空载功耗测试系统调试样品展示43甲板数据采集盒内部水下贯入电路舱体系统调试样品展示43水下贯入设备甲板数据采集盒三视图系统调试近海调试43实验船甲板照入水照系统调试近海调试43海试人机界面数据反馈系统调试PC端数据存储43文件目录传感器数据记录操作记录总结与展望课题总结41234土体分层、分类及各深度的土壤性质水下贯入系统：探杆贯入机械手控制设备状态采集指令分析与数据融合实验室、车间、近海：稳定性、可靠性持续性、有效性甲板数据采集系统数据