SZC15-2型CTD数据采集技术研究

SZC15-2型自容式CTD是"十五"863标准化定型研制项目,用于测量海水的电导率、温度和深度。文中介绍了仪器的整机特点,叙述了数据采集系统设计,并对2006年开放航次海上比测的数据进行了分析。     

SBE 917plus CTD剖面仪及其自容式作业

SBE 917plus CTD是目前最先进的自容式温盐深剖面测量仪,广泛应用于对海水温度、电导率和压力等基本物理海洋参数的测量。结合多年的SBE 917plus CTD现场使用经验,简要论述该系统的结构及工作原理,并介绍现场自容式作业及数据后处理的关键技巧。     

AUTOSAL 8400B实验室盐度计的检测方法

盐度是海洋水文监测中一个重要被测参量,高质量盐度数据的重要性已经在远海调查和近海调查中被认知。大部分的盐度监测数据是通过现场多参数监测仪器(如CTD)获取的,而实验室盐度测量依然是获得高精度盐度数据的有效方法。AUTOSAL 8400B实验室盐度计是加拿大Guildline仪器公司研制开发的一种高精度的测量海水电导率比值的仪器,其测盐最大允许误差可达到±0.002 psu,经常被用于标准海水的定值和CTD仪器的校准。我国国内引进了不少该型仪器,为了把好其质量关,国家海洋标准计量中心研发了一套对该仪器进行科学的检测的方法。     

海水温盐深剖面测量技术综述

温盐深是反应海洋物理学特性的重要参数,是海洋水文观测的基本要素。CTD剖面仪(Conductivity-Temperature-Depth profiler)是进行海水温盐剖面观测的主要仪器,利用CTD剖面仪可精确测得水下不同深度上海水的温度和电导率参数,进而能够推算出海水盐度、密度、声速等相关信息,对于海洋经济开发、海上国防建设、海洋环境保护等都具有非常重要的意义。本文介绍了温盐深剖面测量技术的基本原理与发展现状,对几种典型的温盐深测量设备及各种海洋观测平台中搭载的CTD传感器进行了介绍,论述了CTD传感器的标定和测试技术,并对其发展趋势进行了分析。     

自容式SBE 25 CTD数据实时监控功能的实现

采用国际上先进的声学数据传输模块,与目前海洋调查中常用的自容式SBE 25 CTD集成,建立一套能够实时监控CTD数据和工作状态的CTD测量系统,克服了自容式CTD盲测的固有缺陷,有效防止仪器触底,确保仪器设备安全。     

处理走航式海洋多参数剖面测量系统(MVP)温度和电导率滞后效应的方法

走航式海洋多参数剖面测量系统(moving vessel profiler,MVP)是一种集成程度和自动化程度都较高的海洋调查设备,能对海洋多要素进行同时观测,获得水平方向的高分辨率数据资料。由于温度和电导率传感器响应时间的不匹配,MVP下放速度过快(峰值速度4 m/s)而造成非常明显的盐度尖峰现象。本研究结合Fofonoff(F)法、时间常数指数递归数字滤波(Giles and McDougall,GM)法和Grose提出的盐度尖峰订正方案,提出了一种新的方法,即MCT(match conductivity and temperature response time)法,通过对压力、温度和电导率传感器进行响应时间的匹配来减弱盐度尖峰。将SBE-9型CTD资料作为标准,发现订正后的资料与CTD盐度曲线的互相关系数为0.917,误差比订正前减小80%。对比35°N断面修正前后的盐度资料,订正后温盐跃层处出现的低盐区域消失。MVP的应用比常规海洋调查仪器CTD对于海洋现象的观测更有优势。     

走航式海洋多参数剖面测量系统(MVP)温度和电导率滞后效应的一种资料处理方法

走航式海洋多参数剖面测量系统(MVP)是一种集成程度和自动化程度都较高的海洋调查设备,能对多要素进行同时观测,获得高水平空间分辨率的数据资料。MVP由于温度和电导率传感器响应时间的不匹配,下放速度过快(峰值速度4m/s)而造成非常严重的盐度尖峰现象。本研究通过结合F法、GM法和Grose法提出的盐度尖峰订正方案,提出了一种新的方法Match conductivity and temperature response times法,对压力、温度和电导率传感器三者进行响应时间的匹配来减弱盐度尖峰。与SBE-9型CTD资料进行对比发现订正后的资料误差比订正前减小80%,与CTD盐度曲线互相关程度为0.917。对比35N断面修正前后的盐度资料发现订正后温盐跃层处出现的低盐区域消失,与CTD断面资料对比结果显示MVP资料比CTD资料在细结构上更具有优势。     

温盐深剖面仪资料的校正和处理技术

一、引言自七十年代以来,温-盐-深剖面仪(STD或CTD仪)已被广泛使用于海洋调查中。由于它具有测量快速、简便、同时又能获得多要素、且连续的海洋剖面资料,故而深受海洋工作者的青睐。我们的温-盐-深技术近些年来也有了较大的发展,由国家海洋局海洋技术研究所研制生产的SZC4系列STD仪,已在许多远、近海调查中大显神手,为我国的海洋调查和研究提     

适用于水下滑翔器的CTD传感器设计

为满足水下滑翔器连续获取海洋剖面水文动力高质量数据的应用需求,利用自主研制的电磁感应式电导率传感器,集成快速响应的热敏电阻与压力传感器,以PIC18F2520单片机为电路系统的核心控制器,设计出一种适用于水下滑翔器搭载的微型化、低功耗、重量轻的SZQ1-1新型CTD传感器。该CTD测量仪经实验室多次标定,数据质量达到海试要求。2016年10月,该CTD传感器与海鸟SBE19 Plus在青岛胶州湾进行了海试比测。海试结果证明,该CTD传感器与SBE19 Plus测量结果相近,实时获取的温、盐、深剖面数据精度满足水下滑翔器的搭载要求。     

新型感应式电导率传感器技术研究

海水盐度是海洋水文测量的要素之一,测量海水盐度对海洋科学研究、海洋开发利用和军事国防都具有重要意义。海水电导率测量是进行盐度测量的重要手段,使用电导率传感器测量盐度,具有精确度高、速度快、计算海水密度可靠以及便于现场测量等优点,这种方法已成为海水盐度测量的主要手段。感应式电导率传感器是海洋调查和水文观测必不可少的仪器。文中论述了新型感应式电导率传感器的工作原理、设计方法和制作工艺,给出了传感器的测试方法以及目前达到的水平,最后对试验结果进行了分析说明,提出了需要进一步研究的问题。通过实验室测试,验证了上述设计,传感器工作正常、测量精度高、具有较高的可移植性,符合现场应用使用要求。     

两型国产CTD海上比测试验结果分析

基于目前国内海洋仪器的现状,为了对国产温盐深剖面仪(Conductivity-Temperature-Depth profiler,CTD)的性能和实际使用情况有个量化的结果,在我国南海东北部海域对国内较为成熟且具备产品化条件的两型国产CTD开展第三方独立检验与验证。比测过程中,采用同架捆绑,同步下放的方法进行测量。数据处理时,采用一种简便的移相相关法,对国产CTD的压力(P)、温度(T)、电导率(C)、盐度(S)与标准CTD进行对比分析。试验结果表明两者数据曲线趋势一致,线形基本吻合,参试的国产CTD基本上达到自身产品标称精度,但低于标准CTD精度。本次比测结果有利于促进技术成果的完善与固化,有利于进一步提高设备的可靠性、稳定性和批量一致性,为国产海洋环境监测设备的规模化应用和推广提供数据支撑。     

CTD传感器在ROV系统中的扩展及其应用

CTD可以获取海洋物理学环境参数,为海洋物理学的研究提供重要的基础性数据,而ROV作为重要的海洋探测工具和科学研究平台已经在世界各国主要的海洋研究机构中得到广泛应用。根据＂海狮号＂ROV系统的体系结构特点,对其通讯、控制和电源等接口进行扩展,实现了CTD传感器在ROV上的应用,并在海洋区域地质调查的ROV测站作业时进行了CTD数据的采集,数据质量满足了海洋区域地质调查的要求。     

船载CTD仪与自动剖面浮标观测资料质量初探

海洋科学的发展离不开精确的数据,然而各种海洋观测仪器在复杂的海洋环境中作业难免产生测量误差,导致观测数据需要进行实时(或延时)质量控制。中国Argo计划在搭载多个航次布放剖面浮标的同时,对航次中获取的船载CTD(conductivity, temperature, and depth)仪观测资料、自动剖面浮标观测资料以及实验室高精度盐度计测量数据进行了实时比对。分析结果显示,利用实验室高精度盐度计对现场观测数据尤其是船载CTD仪观测资料进行质量控制,于温盐数据(特别是深层)的实时/延时校正非常重要;如某航次未经标定的船载CTD仪所测1000dbar以深范围内海水盐度,与实验室高精度盐度计的差值达到±0.1左右,远远落后于国内海洋调查规范对盐度准确度±0.02的一级测量要求,该具体实例更加突显了船载CTD仪在航次前后送往权威部门进行检测的必要性和重要性,从而确保每个航次获取的CTD资料的质量。建议有条件的情况下,在进行深海大洋船载CTD仪观测时要进行现场实验室高精度盐度计的质量控制工作及比对试验,以提高我国深海大洋观测数据的质量。     

国产深海准实时传输潜标系统设计

基于海洋环境安全保障、海洋环境预报和海洋科学研究的需要，开展国产深海准实时传输潜标系统的设计，重点进行锚泊系统水动力分析、观测设备工作同步性、准实时通讯系统安全可靠和系统低功耗等整体技术设计；开展轻型感应耦合传输缆制作、大深度感应耦合传输和智能收放通讯等数据实时通讯技术的研究；进行适用于准实时传输潜标系统的多种类国产设备的稳定性和可靠性优化、规模化集成和系统化的应用示范，形成半潜升降式准实时通讯潜标与浮子式准实时通讯潜标各1套。所设计的准实时传输潜标系统集成了1台抗污染CTD、19台感应耦合CTD、8台感应耦合T、4台感应耦合传输的ADCP、2台单点海流计和6台感应耦合数据传输仪，并配有2套声学释放器；潜标系统本体设计含有3个水下流线型浮体、1套通讯浮子、1套准实时卫星通讯装置（半潜式水下绞车或海面浮子）和1套锚泊缆系，可实现深达2 000 mm的剖面温盐深和海流等海洋要素的高频率、多要素、多层次的长期连续观测和数据准实时传输，以便对科学问题解决和海洋环境安全保障等提供及时的数据支撑。     

WOCE CTD校准标准和我国的WOCE CTD校准实验室

对温度、电导率和压力等物理变量的定义、单位，传感器的实验室校准标准和我国在九五863项目中建立的WOCE水平的CTD校准实验室进行了介绍。