同时测量海水盐度温度的微光纤耦合器研究

为实现同时测量海水的盐度温度,研制了2×2四端口微光纤耦合器型传感器。耦合器锥形过渡区激发的偶超模与奇超模在S均匀腰区传输时将逐渐累积相位差,产生干涉光谱。研究表明:波谷位置分别随着海水盐度、温度的改变而移动,得到了2个波谷的盐度灵敏度为1 418.00和1 600.00 pm/‰,温度灵敏度为-745.00和-778.00 pm/℃,建立了灵敏度矩阵。通过追踪这2个波谷位置,结合灵敏度矩阵,可实现对任意待测样品盐度、温度的同时测量,与盐度计、热电偶温度计实测数据的对比表明,此传感器具有很好的准确度。该盐度、温度双参数测量传感装置具有小尺寸、易制作和高灵敏度等优势,本研究为海洋环境及海洋动力现象的研究提供了一种新型的光学探测方法。     

环境温度宽范围变化对光纤布里渊频移的影响

搭建了光纤布里渊频移测量系统,实现了色散位移光纤20 ℃到820 ℃布里渊频移的测量,并对测量数据进行拟合. 在环境温度大范围变化时,目前采用的布里渊频移-温度一阶线性关系式对测量数据分析误差较大,针对这个问题,本文从纯石英光纤的结构特点和材料的物性系数出发,在分析光纤的热膨胀系数、光纤密度、折射率、弹性模量和泊松比与宽范围温度关系的基础上,根据布里渊频移与各物性参数的关系式理论推导了宽范围温度变化与布里渊频移之间的二次项关系式. 理论推导结果与实验数据基本符合,验证了理论分析的正确性,从而为光纤宽范围布     

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。     

海水浊度测量传感器研究

利用光学散射原理,设计并研制了一种浊度传感器,发射器与接收器成90°,中心波长880 nm,使用Formazine标准液进行标定。通过试验表明,使用此种方法设计的浊度传感器,要准确快速地测量海水浊度。     

直读拖曳式光纤光栅温度剖面测量系统

针对我国对海水温度剖面的测量需求,在分析已有方法优缺点的基础上提出了一种新的方法——光纤温度剖面连续测量系统.此测量系统以光纤光栅传感器为测量单元,采用波分复用的方式串接在一起组成船载拖曳链,再通过甲板上的解调终端实时显示所测物理参量,从而实现分布式实时测量.这种方法能够以低成本快速高效获得高分辨率的海水温度剖面分布情况,为海洋探测提供丰富有效的数据.课题组设计制作了拖曳链系统的甲板机及60 m长的拖曳链,并在青岛近海进行了拖曳海试,实时获取了试验数据,达到了预期效果.     

地层温度和压力对地震波速的影响

温压是影响地震波速的一个重要因素。在实验数据的基础上总结了温压对岩石地震波速的影响规律,阐述了孔隙流体压力估算方法。     

海洋专用高精度压力传感器温度特性及补偿算法研究

针对压阻式压力传感器存在易受环境温度影响的缺点,提出一种新型温度补偿算法。文中使用高低温试验箱和高精度活塞式压力计对压力传感器进行定标实验,考察压力传感器的温度特性,结果表明传感器输出受温度影响较大且温漂系数与压力呈线性关系,经过温补算法修正后,传感器在-5~50℃、0~60 MPa的范围内实现了0.03%F.S.的压力测量精度。该温度补偿算法实现了传感器温漂特性与时漂特性的分离,具有良好的可操作性和实用性。同时,提出了一种低通滤波的方法,可以较好地抑制环境温度快速变化时传感器出现动态测量误差的问题。     

光纤温度传感器在海水温度测量中的应用

海水温度是海洋环境监测中的重要参数之一.由于光纤传感器具有体积小、重量轻和绝缘性好,抗电磁干扰、抗腐蚀性好,灵敏度高、价格便宜,传感器可直接安装在被测样品上或观测环境恶劣的地方等优点.     

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     

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     

压力传感器的自动标定技术

针对压力测量设备生产和维护过程中,对关键部件压力传感器标定处于手工操作状态、效率低、操作人员不易掌控、标定结果处置复杂的现状,开发了针对压力传感器的自动标定技术。该技术将计算机控制、智能化、曲线拟合和误差分析引入到压力传感器的标定过程中,大幅度提高了标定的效率和可靠性。经此技术标定过的压力探头,在使用中具有互换性,减轻了数据后处理工作的难度。     

高精度CTD剖面仪温度传感器

高精度CTD剖面仪是国家863任务中818项目02专题的一个核心，温度的高精度测量传感器是其中重要参数。本文通过该传感器的研究，报告了我们研究的基本方案和方法，给出了目前达到的水平，本传感器具有体积小，精度高，优于0．003℃，可以达到0．001℃，响应时间快，时间 常数为70ms，耐压40MPa,能在3000m深度内正常工作，适用于深海温度场结构研究，海洋微结构研究，也可用于海气交换测量的研究，全球海洋环境保护，海洋环流，生态，渔业水产等诸多领域的高科技开发研究。     

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。     

光纤光化学氨传感器的研究及应用

氨是导致海洋水体富营养化的重要因素之一，基于光纤光化学检测的氨传感器特别适于氨的原位或在线分析。文章介绍了光纤光化学氨传感器的基本原理，光纤敏感膜的制备方法及其一些应用管况。发展小型、实用的光纤光化学传感器是未来海水中氨的原位、在线检测的发展趋势之一。     

海面表层水温与表皮水温的相关研究

海洋水温是海洋研究的重要参数之一.本文介绍了"表皮温度"和"表层温度"的不同概念,分析了表皮和表层温度不同的产生机理,初步建立了两个温度之间的关系式,分析了回归方程产生的误差.     

周期外推方法在海水水温预报中的应用

针对海水温度的周期性变化,利用周期外推方法进行海水水温预报,并用平稳过程对周期变化以外的部分进行拟合,最后得到预报值。与实际观测资料比较,检验了预报的结果。     

用4波段红外辐射计现场测量海表面温度

文章详细介绍了4波段红外辐射计（CE312）的标定方法、现场测量方法以及数据处理方法等。分析了给测量数据带来误差的原因以及减小其值的方法。给出了辐射温度反演方程和用本文叙述方法处理现场数据的结果及误差，讨论了在工作中要特别注意的几个问题。     

自容式压力验潮仪水位观测值影响因素与改正

自容式压力验潮仪是目前海道测量水位观测的常用设备。在实际应用中,由于忽略了环境因素及其变化对水位观测精度的影响,可能获取不到高质量的水位观测数据,进而影响到海道测量成果的数据质量。在简要分析自容式压力验潮仪水位测量原理的基础上,利用数值计算方法,探讨了气压、密度和重力加速度变化对自容式压力验潮仪观测水位的影响规律,并提出了提高自容式压力验潮仪水位观测精度的一般改正方法。