海洋环境自动观测系统气压现场校准方法及不确定度评定

文章依据JJG(海洋)01-1994《海洋资料浮标传感器检定规程》[1]、JJG860-1994《压力传感器(静态)检定规程》以及2013年8月13日最新实施的JJG1084-2013《数字式气压计检定规程》,结合海洋环境监测站和海洋资料浮标的海洋环境自动观测系统设备现场校准工作,研究总结了应用0.02级数字式气压计在现场校准0.1级气压传感器的校准方法,并在实际工作中得到使用,结果准确可靠。依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》,运用测量结果不确定度评定与表示方法,对测量结果不确定度进行了评定。符合条件要求的测量结果,一般可参照使用本不确定度的评定方法。     

浮标传感器

浮标传感器是传感器的一部份,是浮标的重妻组成部份之一。本文对浮标传感器进行了分类并对各种类型的浮标浮感器特性进行了综述和评价。指出浮标传感器在实际使用中应注意的基本问题,着重分析浮标测量项目(通过浮标传感器)的误差。最后提出浮标传感器的评价标准及其发展方向。     

ARGO浮标海上比测试验研究

通过海上比测试验,对新研制的ARGO浮标的工作稳定性、各传感器计量性能的准确性进行全面客观的评价.采用经过计量检定过的SBE911plus温盐深剖面测量系统及中国ARGO数据库中其它ARGO浮标的相关数据作为参比,得出比测试验结果.分析数据得出结论:被测ARGO浮标与作为参比仪器的SBE911plusCTD所测数据具有良好的一致性,不同仪器间温度和盐度测量结果的相关度均在0.9以上,其中温度误差在-2.5℃～1.5℃之间,盐度误差在-0.15～0.4范围内.对于产生误差的原因进行了分析和总结,总体上得出结论:被测ARGO浮标的工作性能稳定,传感器计量性能准确可靠.     

JBY1-1型波浪浮标检定装置

在国家海洋局支持下，国家海洋标准计量中心成功研制了JBY1-1型波浪浮标检定装置。该装置填补了我国波浪浮标检定领域的空白，在波高、波周期等主要技术性能上优于欧美发达国家同类设备。本文详细介绍了该装置的结构、组成、主要技术指标，关键技术及实际应用情况等。     

FQCX-1捷联式方位倾斜智能测量系统及其动态性能优势

本文首先分析了国内外普遍采用的摆式罗盘在海洋浮标上进行瞬时采样时的动态工作误差,从而论证了大、中型浮标选用捷联式系统的必要性。其次研究了捷联式罗盘的基本要素,从而阐明了这种新型仪表应用于海洋浮标必须解决的问题和适用条件,第三介绍了根据国家海洋浮标网第一个大型浮标工程要求制定的捷联智能系统方案和针对性精化措施、FQCX—1系统构成、工作原理、计算机数学模型与程序框图;最后记述FQCX—1在10m浮标上的安装校正和应用效果,说明该仪器已达到或接近80年代国际先进水平,满足了这项“七·五”计划国家重大科技攻关工程对它的预定要求。     

投弃式波流测量传感器浮标体结构分析及伪刚体建模研究

根据投弃式波流测量传感器的功能及应用特点,提出了其浮标体的结构设计要求,并依此给出了所设计浮标体的主体结构。文中描述了所设计的投弃式波流测量传感器浮标体各部分的结构功能,论证了该浮标体在投弃式波流测量方面的结构优势。共研究了所设计的3种不同投弃式波流测量传感器浮标体结构,包括两种采用柔性浮力叶片的浮标体和一种采用刚性浮力叶片的浮标体。根据柔顺机构学理论分别建立了其中两种柔性浮标体的伪刚体模型。对比了刚性浮标体和两种柔性浮标体的伪刚体模型在波浪海流作用下的姿态特点,分析了各浮标体在波高测量时的误差原因,得出了其中C型柔性浮标体具有更好的随波浪和海流运动响应的结论。为更深入地进行投弃式波浪测量传感器浮标体运动学和动力学的相关研究提供了模型基础。     

OSB-Ⅱ型测浪浮标传感器及其接口

OSB-Ⅱ型测浪浮标以SZ-Ⅱ型力平衡伺服反馈式加速度计作为测浪传感器。文章介绍了该加速度计的设计原理、技术指标、检定及使用情况,同时还简介了传感器接口电路的设计。该传感器经3年多的海上连续工作,证实它具有稳定、精确、不易损坏等一系列优点。     

一种新型多功能海洋浮标

介绍一种多功能海洋考察与观测用浮标的结构、性能。浮标带有短波无线电遥控和数据传输功能、可外挂多种传感器;该浮标采用小水线结构,在较高海况下,具有较好的安定性。浮标配置了差分型全球定位（DGPS）接收机和短波电台,可对浮标的位置和工作状况实施实时监测,对浮标的工作程式实时遥控并进行必要的数据传输。浮标电子舱内具有大容量多通道数据采集记录系统,DGPS的lpps（1 pulse per second）信号被用于多浮标数据采集的精确同步。浮标可用于海洋监测、考察;也可用于水下目标高精度大地坐标测量等海洋工程。     

海洋垂直剖面水温实时监测浮标系统研制与应用

为了实时、连续地监测獐子岛海洋牧场养殖区域不同深度的温度状况,为海洋牧场构建和运行提供数据支持,项目组自行研制了海洋垂直剖面水温实时监测浮标系统,可以在水深≤50 m、风速≤60m/s、波高≤15 m的环境下应用。该浮标系统主要包括水面浮标载体子系统和剖面链观测子系统两部分,浮标载体子系统提供了安全可靠的工作平台;而剖面链子系统上的不同位置挂有多个水下传感器,用于测量相应位置的海水温度。耐压试验、温度标定、室内拷机、现场比测、海上拷机的检定数据表明该系统无渗漏、误差小、数据接收率100%。海上运行18个月的结果同样表明,浮标系统运行稳定,数据采集和接收率高,浮标电压稳定。实践表明该浮标系统具有测温精度高、结构简单、使用方便的优点,具有广泛的应用前景。     

SZF2-1A型多参数波浪试验浮标波浪要素海上比测试验与初步分析

通过海上比测试验,对新研制的SZF2-1A型多参数波浪试验浮标系统的工作稳定性、波浪传感器测量准确性进行全面客观评价。采用MARKⅡ波浪骑士的测量数据作为参比,结果表明,试验浮标与波浪骑士所测数据具有良好的一致性:两种仪器间最大波高相关系数为0.96,均方根误差为0.33 m,有效波高相关系数为0.99,均方根误差为0.13 m,相对误差为6.0%,平均波高相关系数为0.98,均方根误差为0.088 m,相对误差为6.2%;两种仪器所测有效波高、平均波高对应周期的一致性比较好,相关系数分别达到0.86和0.87;两种仪器所测波向相关系数为0.77。总体上得出结论:试验浮标运行状态稳定,波浪传感器测量准确可靠。     

Argo浮标观测溶解氧数据的原理与质量控制

Argo剖面浮标已成为海洋溶解氧观测数据的主要来源,截至2018年7月已在全球范围内获取了超过13万条溶解氧剖面,然而目前其数据的质量控制仍然存在不足。本文首先介绍了Argo浮标上携带的溶解氧传感器的测量原理、主要误差来源以及两种校正方法:气候态校正法与空气测量校正法,并提出了目前在溶解氧传感器数据质量控制研究亟需解决的技术问题,包括:①由于传感器伸出水面的高度不够,一些浮标并不能有效测量空气氧含量,因为无法进行空气测量校正方法;②Argo观测的溶解氧数据库中目前存在一些异常测量剖面没有得到有效剔除,影响校正系数的计算;③使用平均值确定校正系数的方法容易受到异常剖面的干扰。     

近海测波多传感器优化配置模拟与设计研究

研究了测波浮标中GPS传感器和加速度传感器共同作用下对近海测波的影响。介绍了测波浮标数据采集系统的基本框架和硬件设计;为提高测波浮标系统的测量精度,对多传感器进行了优化配置和信息的融合处理,并通过仿真验证了该设计性能的优越性。     

ARGO剖面浮标电导率传感器漂移问题探讨

ARGO剖面浮标在海上长期工作,其携带的电导率传感器漂移会导致测量数据误差,从而影响观测资料的质量。文章利用误差理论和回归分析、曲线拟合等数理统计方法,检测和处理由ARGO剖面浮标电导率传感器漂移所带来的测量误差,并对太平洋、大西洋和印度洋上已经发现有电导率传感器漂移的ARGO资料进行了校正,取得了比较理想的结果。     

HFB-1B型海洋浮标平面系统定向传感器

介绍了浮标平面系统中定向传感器的工作原理，结构及使用效果，导出了标准频率，并对传感器的精度进行了分析。     

多功能波浪浮标研制

多功能波浪浮标是一种可在海洋台站和近海进行波浪(含波向)、表层水温、表层海水盐度三项水文要素自动测量和信息处理的观测装置。该浮标的研制目的是解决水温和盐度传感器现场安装和连续长期使用所遇到的问题,把我国目前海浪观测技术提高到世界先进水平,并且替代至今赖以进口的同类仪器。目前,国际上较实用的波向浮标主要有两大类:表面波向测量浮标和水下波向测量浮标。前者有美国的956型(改进型为1156型)波浪跟踪浮标、荷兰的波浪骑士方向浮标,这两种浮标都是遥测型浮标,可获得实时测量信息,956型波浪跟踪浮标只能测量波浪要素。80年代,国…     

船(或浮标)上风杯风速传感器某些测风效应实验分析

一、前言 船(或浮标)上的风杯风速传感器测量风速时,由于船体(或浮标体)的结构问题或风浪的作用,风杯转轴有时倾斜或随浪摆动起伏。由此而能引起多大的测风误差,应进行探讨。因为这关系到对海上测风数据的正确分析和对船(或浮标)上测风仪器工作质量的     

水温盐度传感器

YZY4— 1型温、盐传感器采用高稳定性的热敏电阻测量水温 ,年稳定性为 0 .0 2 5℃ ) ,采用电磁感应式传感器测量电导率。该传感器耐污染 ,能长期在海水中工作。传感器内单片机根据新盐标公式计算出盐度值。传感器内还设有自动校准电路 ,每次测量时自动修正漂移 ,使传感器具有较好的时间稳定性。单片机进行数据采集、变换、处理 ,最后以 RS2 32 C(CMOS电平 )或 485形式输出。传感器具有互换性。壳体采用进口 ABS塑料 ,耐海水腐蚀。该传感器可应用于海洋水温和盐度的现场测量 ,如在浮标、海洋站和船上作为海洋表层调查和海水污染监测用 …     

FZF2—3型海洋资料浮标传感器系统

本文介绍了ＦＺＦ２－３型海洋资源浮标系统中各种传感器的技术性能指标、工作原理、构造特性及在海洋浮标系统中进行海洋监测工作中的应用情况。     

高稳性浮标体室内模型设计

浮标是实现海洋环境监测的一种重要手段,圆盘形浮标是最为通用的随波浮标载体形式之一,其主要功能是通过浮标搭载的各类型传感器对海洋环境中各参数进行现场测量,正是因为圆盘形浮标的随波以及在中高海况下的稳性,导致在测量风、流等动量参数时误差较大,基于此类因素的考虑,提出一种新型的浮标体结构形式,并进行缩尺制作模型,开展室内水动力试验,以期能够对高稳性浮标的研发提供一定的参考。     

基于MEMS加速度计空投浮标的波浪测量方法试验研究

针对基于MEMS加速度传感器的空投波浪浮标存在采样频率与测波精度低的问题,根据频域衰减积分算法,提出一种相应的波浪测量算法,为了验证该算法测波的准确性,开展了多功能水槽试验研究。该算法旨在将MEMS加速度传感器输出的加速度与姿态角转化为浮标运动的波形,首先将加速度与姿态角信号进行竖向处理获得竖直方向的加速度,再利用离散傅里叶变换将竖向加速度转化为频域内的加速度复数序列,然后引入控制函数减弱低频噪声,经过频域积分、离散傅里叶逆变换、时域积分获得竖直方向的位移,最后通过后处理得到最终的波形。多功能水槽试验采取10中不同波高和周期的工况,对比空投波浪测量浮标与波高仪的测量结果,试验结果表明,浮标的测量误差在10%以内,达到测波标准。