氨和溶解氧光化学传感器

氨、溶解氧光纤光化学传感器具有不易受电磁干扰 ,不需要参比信号 ,小型 ,便于遥测和过程在线检测 ,使用寿命长等优点。利用溶胶 -凝胶技术和自行合成的荧光试剂所制备的荧光光敏感膜。具有光化学性能稳定、水中长时间浸泡不泄漏、价格便宜等特点。利用所研制的氨光纤荧光传感膜 ,检测在不同浓度氨溶液中的响应 ,响应信号与氨在 0 .5～ 80 μg/ m L范围内呈良好的线性关系 ,检测的变动系数 RSD(n=5 )为 3 % ,响应达到稳态值的 95 %所需的时间为 1 2 5 s。氨检测允许最高盐度大于 5 % ,海水中常见的金属离子和阴离子均不干扰氨的检测。观察…     

基于端面反射的高频光纤振动传感系统研究

光学测量方法是高频振动检测领域新的研究方向。该论文研发了由光纤振动检测传感器、光纤振动信号检测单元等系统组成的一个振动检测系统,使用端面反射的基本原理。振动信号经过光纤振动传感器转化为光信号,再经过检测单元转化为电信号,最终得到测量频率。实验测得该系统的频率响应范围是2～33 kHz,测量误差小于0.21%。该系统的光纤振动传感器是强度调制型光纤传感器,避免了波长解调,相对于其他光学测量系统具有测量带宽广、测量频率高、振动传感器设计简洁等优点。     

面向海洋传感与探测的光纤传感器研究进展

调研了近几年光纤传感器在海洋探测方面的研究进展,主要包括测量海水温度、压力、盐度、叶绿素、pH值和溶解氧的相关光纤传感器以及光纤水听器。简要介绍了光纤传感器的基本原理、结构及性能,同时跟踪了国内外相关的最新研究进展,并与传统的测量方法进行了比较,分析得出光纤传感器是对现有传统海洋探测器的重要补充,并在一些探测领域具有独特的优势。文章最后,探讨了光纤传感技术的未来发展趋势,认为在海洋温度、压力、叶绿素、水听器等领域可能会率先突破技术瓶颈并实现商用,同时提出了未来海洋光纤探测技术新的研究方向。     

光纤传感器和水声学及其换能器在海洋技术上的应用

光纤传感器和水声学及其换能器在海洋技术上的应用孙德兴邵道远朱厚卿邱嵩（中国科学院声学研究所）廖延彪（清华大学电子工程系）光纤传感器和水声换能器在海洋技术上具有极大的应用价值和潜在的应用价值。本文将分别介绍光纤传感器的发展现状及其能够探测物理量的范围以...     

光纤温深传感器在物理海洋的应用

光纤传感器技术已经在土木工程、航空航天、石油石化等方面得到应用,其温度、压力、流速传感日趋成熟,且具有本征绝缘、易于复用、远距离传输等优势,在物理海洋领域有较大的潜在应用。在先导专项的支持下,课题组完成了光纤温深传感器及其系统在海洋牧场遥测方面的实践应用,是光纤温度链在海洋养殖方面的应用创新,为现代海洋牧场的研制提供了技术支撑作用;课题组研制了船载拖曳温深链系统,并在北黄海和南海海域进行了温度跃层的快速高效海试应用,实时、连续、原位获取了水下温度剖面情况,该领域温度测量的首次试验应用,为物理海洋的科学研究提供了一种全新的快速、高时空密度的测量手段,将会推动物理海洋的科学研究和海洋仪器设备研发水平,具有一定的先导作用。     

光纤光栅技术在周界入侵报警系统中应用研究

基于光纤光栅应变传感理论,开发以光纤光栅振动传感器为核心的周界入侵报警系统。由理论出发,建立了光纤光栅振动传感器设计框架。通过对不同尺寸质量块的实验研究,提出使用规格为4.5×20(mm×mm)的质量块;通过对不同光栅拉伸量的实验研究,提出0.8～1.0nm之间光栅拉伸量的光纤光栅振动传感器;通过对不同封装材料的对比实验,采用石英玻璃材料封装的方法。最后,将周界入侵报警系统进行了现场试验,波长检测范围是1 280～1 580nm,响应时间在3s以内,报警定位准确无误。     

光纤化学传感器及其在海水有机物监测中的应用

光纤化学传感器以其优良的抗电磁干扰性、耐久性以及多功能性而倍受重视。本文在简单介绍光纤化学传感器的原理和应用的基础上,重点介绍了中红外光纤化学传感器在２～２０μｍ这一光谱范围内使用的若干成就。论述了基于该传感器的测量系统对海洋有机污染物实现实时、现场连续监测的重要意义     

基于Zemax外海观测光纤探针传感器探头结构的优化设计

光纤探针法是一种适合观测波浪破碎瞬间卷入微气泡羽流的方法,现有的观测探针探头多采用塑料、玻璃等材质,存在脆性大、损耗大、不耐低温、易腐蚀等缺点,拟设计一种蓝宝石光纤探针克服其局限性,提升探测性能.文章在介绍光纤探针传感器测量原理的基础上,采用光学仿真软件Zemax建立了光纤探针传感器探头的仿真模型,并利用模型对其每针的材质、形状、角度等结构设计关键因素进行了优化设计,由仿真结果确定了每针形状为圆锥形、传输材质为蓝宝石.该仿真结果将为后续光纤探针传感器系统的整体设计及光路优化奠定基础.     

光纤光栅称重传感器在大型海上浮吊中的应用

为了实现大型海上浮吊臂架结构健康状态监测,开发了大型海上浮吊光纤光栅称重传感器系统,提出了光纤光栅称重传感器设计理论,建立了传感器设计框架。通过悬臂梁理论,借助于有限元分析软件,提出了悬臂梁和受压弹性体复合结构;通过温度补偿理论与对比,提出了滤波温度补偿方案;通过迟滞效应原理,提出了双光栅式迟滞效应消除方案。进行光纤光栅称重传感器性能实验、反复性实验和稳定实验,讨论了系统的性能和可行性。并将大型海上浮吊光纤光栅实时称重系统应用于实际工程项目,成功实现了大型海上浮吊负重状况监测。     

介绍一种测量溶解氧的微型光纤传感器

本文介绍了一种根据动态荧光猝灭原理而设计的微型光纤溶解氧传感器（氧微光极）,讨论了氧微光极的结构设计、工作原理、技术特点及试验应用情况。该系统具有良好的测量特性,是适合于水环境应用的理想工具     

A sensor package for the simultaneous determination of nanomolar concentrations of nitrite, nitrate, and ammonia in seawater by fluorescence detection

A fluorescence-based chemistry has been developed for the detection of nitrite and nitrate (as excess nitrite following reduction of nitrate to nitrite). Detection limits are 4.6 and 6.9 nM, respectively. The technique capitalizes on the triple bond between the two nitrogen atoms within the diazonium ion formed via the well-known reaction between an acidified nitrite sample and an aromatic primary amine. Fluorescence of π-electrons within this bond allows this reaction to be probed with standard fluorescence spectroscopy. Reverse Flow Injection Analysis (rFIA) is used to correct for background fluorescence from leachates and naturally occurring dissolved organic matter (DOM). Comparisons of samples analyzed for nitrite with this technique and with a highly-sensitive chemiluminescent method [Braman, R.S., Hendrix, S.A., 1989. Nanogram nitrite and nitrate determination in environmental and biological materials by vanadium (III) reduction with chemiluminescence detection. Analytical Chemistry, 61 (24) 2716–2718] showed excellent agreement between the two methods (slope=0.9996 and r²=0.9956). These fluorescent nitrite and nitrate + nitrite chemistries were coupled in a sensor package with a modified version of a fluorescent ammonia chemistry [Jones, R.D., 1991. An improved fluorescence method for the determination of nanomolar concentrations of ammonia in natural waters, Limnology and Oceanography. 36(4) 814–819], which also has a nanomolar detection limit. The throughput rate of the fully automated three-channel instrumentation is 18 samples per hour. A field experiment demonstrated the capability of the nutrient sensor package to determine horizontal gradients in nitrate, nitrite, and ammonia in oligotrophic surface waters.     

天然海水硝酸盐氮同位素组成的蒸馏法测定

建立了测定天然海水中硝酸盐氮同位素组成的蒸馏法,该方法主要是在碱性条件下利用戴氏合金将海水中的硝酸盐还原为氨,后利用稀盐酸吸收生产的氨,将得到的氨吸收液浓缩后干燥结晶,利用同位素比值质谱仪测定所得晶体的氮同位素组成。研究中开展了戴氏合金添加量及氨吸收溶液在不同条件下干燥结晶对氮同位素测值的影响研究。结果表明,戴氏合金添加量为3.0 g及60 ℃下直接干燥结晶为最佳的实验条件。所建立的氨蒸馏法氮空白值仅为(0.90±0.19) μmol,低于此前文献报道的氮空白值;氮同位素组成(δ15N)空白值为(-14.7±4.1)×10-3。运用所建立的氨蒸馏法实测得到的硝酸盐δ15N值与氨扩散法、硝酸盐直接测定法得到的数值非常吻合,进一步证明所建立氨蒸馏法的可靠性。改进后的氨蒸馏法适用于硝酸盐浓度在2~50 μmol/dm3内的天然海水硝酸盐氮同位素组成的测定,方法的标准偏差为±0.3×10-3。     

Application of Tube-Packaged FBG Strain Sensor in Vibration Experiment of Submarine Pipeline Model

1 .IntroductionSubmarine pipelines have been worldwide utilizedinthe field of offshore oil/gas exploitation.Inmany cases ,the pipelinesinitiallyresting onthe seabed may become suspended due toseveral reasonssuch as installation on an uneven seabed or scou…     

氨氮胁迫对刺参几种免疫酶活性的影响

以养殖刺参(Apostichopus japonicus)为研究对象,对不同浓度的氨氮处理及病菌感染条件下刺参体腔液免疫酶的变化进行了测定.结果表明:随着氨氮处理强度的增加,刺参体腔液中超氧化物歧化酶(SOD)、碱性磷酸酶(ALP)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)及溶菌酶(LSZ)活性呈现先升高后降低的趋势,而同时感染病菌的情况下,较低质量浓度的氨氮胁迫可使SOD、GPx、ALP及LSZ活性上升,但在较高浓度氨氮处理时,酶活性的诱导则受到抑制.说明适宜浓度的氨氮处理可增强刺参的免疫力,从而减轻病菌感染对刺参造成的免疫功能损伤和提高刺参抗病力.刺参在感染病原菌假交替单胞菌(Pseudoalte-romonas sp)的条件下,3 mg/L、4 mg/L和6 mg/L浓度的氨氮处理第6天,刺参的累积发病死亡率分别为44.4％、55.6％和72.2％,高于对照组,表明较高浓度的氨氮胁迫能够显著降低刺参的免疫力,增加对病原菌的易感性.因此,在刺参养殖过程中,氨氮浓度的调控具有重要的意义.     

水下机器人光纤微缆动力学研究

讨论了水下机器人远程通信光纤微缆的动力学问题,研究分析了在海洋层流条件下水下机器人的运动对光纤微缆张力的影响,在仿真分析的基础上提出了对光纤微缆收放系统的设计要求并给出了概念设计方案。     

The effects of wind,phytoplankton and density discontinuities upon ammonia distributions in Liverpool Bay

Spatial and temporal changes in distributions of ammonia and of physical and biological characteristics observed in Liverpool Bay during a seasonal production cycle are presented. Ammonia concentrations did not conform to the well defined seasonal trend in levels of silicate and nitrate, this leading to a temporal variability in the relative contributions of nitrate and ammonia to the total inorganic nitrogen pool. It is shown that the gross changes in ammonia concentrations and distributions in Liverpool Bay may be related to the effects of three predominant factors, namely the effect of wind upon the surface residual circulation during winter, the development of the phytoplankton bloom during spring and the presence or absence of a marked discontinuity.     

水体光谱测量应用光纤的优选及其影响因素初步分析

比较了两种石英光纤以及不同芯径的光纤对水体光谱测量的影响。通过对水体光谱的实地测量,发现芯径为0.6mm、数值孔径(NA)为0.37的PCS光纤,在波长为350～550nm之间透光量的GER信号损耗较小,与镜头测量值曲线的相似性较好,光纤接入光谱仪的实测值达到原配4度视场角镜头测量值的20%,而0.4mm的PCS光纤以及大芯径光纤,分别只能达到镜头测量值的15%和5%。10m长的芯径为0.6mm的PCS光纤弯折(半径为30cm)后其GER信号仍能达到镜头信号的15%,符合光谱测量的要求。     

盐度和氨氮对方斑东风螺存活和能量收支的影响

为了探究盐度和氨氮对方斑东风螺生理代谢的影响,本文采用实验生态学方法,研究了不同盐度和氨氮浓度条件下方斑东风螺(Babylonia areolata)的存活以及能量收支变化。结果显示,方斑东风螺的存活率随着盐度上升呈现先上升后下降的趋势,当盐度为25和30时,方斑东风螺的存活率为100%,低盐96hLC₅₀为10.14,高盐为44.36;方斑东风螺存活率随氨氮浓度上升逐渐下降,当氨氮质量浓度为0~20mg/L时,存活率均为100%;氨氮96hLC₅₀为253.83mg/L。盐度和氨氮对方斑东风螺的摄食率、排粪率、耗氧率和排氨率均具有显著影响(P<0.05)。盐度实验中,方斑东风螺的摄食率、排粪率和排氨率在盐度30时达到最大值,分别为20.50、8.62和0.07mg/(g·h),耗氧率在盐度35时达到最大值,为1.84mg/(g·h)。氨氮实验中,摄食率和排粪率在10mg/L时达到最大值,分别为23.58和10.42mg/(g·h),耗氧率和排氨率在20mg/L时达到最大值,分别为2.49和0.13mg/(g·h)。通过能量收支方程发现,随着盐度和氨氮浓度的上升,方斑东风螺生长能占比均呈现先上升后下降的趋势,其在盐度30和氨氮浓度5mg/L时达到最大值。本研究首次从能量收支角度出发,探讨了盐度和氨氮对方斑东风螺生理代谢的影响,可为其工厂化养殖提供参考。