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海洋传感器的重要性及我国海洋传感器的发展现状

传感器技术,是海洋仪器设备的基础,其各方面性能是衡量仪器设备好坏的关键。目前,我国海洋调查采用的几乎都时进口的CTD仪温盐深测量仪等海洋仪器设备,使用的温度、电导率和压力传感器等,也几乎都是从国外进口。

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  物理海洋学的研究离不开大量的实测海洋数据,集成了各种性能优异的传感器仪器设备是海洋调查的基础。作为国之重器,海洋传感器值得各方面的重视。比如一台超大型智能钻井平台,便安装有2万多个探测传感器和5万多个感应报检点。

 海洋传感器的重要性及我国海洋传感器的发展现状

海洋仪器监测设备

  海洋传感器对海洋监测的重要性

  海洋仪器设备的一个最大特点是,生产批量小、应用范围窄、使用寿命短,而稳定、可靠性和一致性,以及测量分辨率和精度等要求又特别高,需要在不断应用中改进制造工艺和提高技术性能。

  传感器技术是海洋仪器设备的基础,其各方面性能是衡量仪器设备好坏的关键,同时也是调查数据质量的保证,各种数据订正方案应运而生,但是在长期的观测中,传感器的稳定性、漂移、准确度等指标依然是最重要的部分。

  海洋传感器在海洋监测、观测领域的应用十分广泛,可测量并提供各种海洋环境要素,如温度、电导率/盐度和压力/深度等基本物理海洋学要素的原始数据,不仅用于海洋科学研究,还是海洋资源开发领域应用不可或缺的重要数据源。因此,开发、研制海洋传感器,意义深远。

CTD温盐深测量仪

温盐深测量仪,资料图

  CTD温盐深测量仪的应用

  海洋的温盐深观测,是现今海洋调查的基本内容之一,从20世纪60年代开始,温盐深测量仪(CTD)已被广泛用于海洋调查中,它的发展随着科学技术的进步而同步前进。

  CTD能适应如走航实时观测、定点自容观测、抛弃式探头观测等多种观测方式,并且获取调查海区水体现场实时的高精度物理环境参数,是目前物理海洋调查中使用最为广泛的仪器设备之一。

  其实,在海洋仪器设备研发领域,不光要有重金投入,更要有技术积累。像美国著名的海鸟(SBE)公司,是全球最大的海洋监测设备和方案供应商,在研制和生产海洋传感器及其各类CTD仪器领域已有45年历史,但它们也会不断遇到新的技术问题。

  比如,由该公司研制生产的剖面浮标,就曾发现其油压系统存在空洞症状和气阀粘滞等问题;此外,还曾在不同类型的CTD中发现了压力传感器的微泄露和压力传感器的压力偏差等问题,也都及时做了召回处理。

 海洋传感器的重要性及我国海洋传感器的发展现状

国产海洋传感器设备,资料图

  我国海洋传感器设备的使用和研发现状

  这对我国海洋仪器设备研制单位而言,也就更不用说了,更需要在不断使用中积累经验、提高技术水平。目前,我国海洋仪器设备主要用于环境监测和观测领域,且大都以公益性和基础研究应用为主。

  如今,我国研制的海洋传感器,如CTD仪,其实验室测量精度已与国外同类产品不相上下,与世界先进水平也已相差无几,但由于缺乏海上工作的稳定、可靠性,现场观测精度难以保证,所以,实际应用较少。

  目前,进口CTD仪、ADCP仪等海洋仪器设备几乎占据了我国海洋调查的“整壁江山”。甚至在研制中的移动观测平台,如自动剖面浮标、水下滑翔机等,以及成批量应用的锚碇观测平台,如海面浮标、潜标、海床基等上,使用的温度、电导率和压力传感器等,也几乎都是从国外进口。

  目前,国内相关领域的传感器研发和生产还相对落后,在智慧海洋的传感、传输、应用链条中,应用层面已经做得不错,但传输效率还不高,传感器更是90%靠进口。眼下,在全球范围内,传感器有超过2万亿的市场规模,且传感器更新换代一般在20年左右,如今我国传感器相关企业应该抓住机遇,在新的起跑线上,实现行业突破。

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