国家海洋技术中心攻克卡脖子技术难题,全国产化高精度温盐深测量仪首次布放至5900米

今年8月至9月,国家海洋技术中心“船载温盐深系列测量仪产品化”课题组参加自然资源部第三海洋研究所“向阳红03”船2020西太平洋海域夏季调查航次,该中心自主研发的“OST15M型船载高精度自容式温盐深测量仪”在45天的航次中圆满完成3次海上试验任务,最大布放深度为5915米,突破国产高精度温盐深测量仪最大试验水深记录。

 OST15M海试现场

OST15M由24Hz高采样率高精度温盐深传感器完成海水温度、电导率、盐度的精确测量、同步存储和主控,且加挂12瓶电控采水器,在测量温度、电导率和深度剖面数据的同时完成设定水深的水样采集工作,工作深度可由海表面至水下7000米。

在本航次中,“OST15M型船载高精度自容式温盐深测量仪”完成了与美国SBE911 PLUS CTD、SBE19 PLUS V2 CTD的多剖面同步比测试验,并进行了同步定深采水试验,采水成功率100%。试验最大下放深度5915米,最大采水深度4800米,获取了大量西北太平洋深海温盐剖面数据以及超过500升的深海水样。经过与美国SBE911 PLUS CTD、SBE19 PLUS V2 CTD数据对比,国产仪器在总有效数据量占比、剖面数据动态跟踪、数据一致性、相关性等方面均达到国外同类产品的水平。

比测剖面曲线图

国家海洋技术中心一直努力实践与践行总书记“要努力实现核心技术自主可控”的重要指示。“OST15M型船载高精度自容式温盐深测量仪”已具有完全自主知识产权,核心部件国产化率100%。该装备代表着我国温盐深测量技术的最高水平,也是国际海洋高科技技术产品市场的主要竞争商品,广泛应用于海洋资源开发、海洋科学研究、海洋环境监测和军事海洋环境保障等领域。本次海试中充分证实了该型装备在深海大压力环境下运行的可靠性与稳定性,也验证了国产高精度温盐深仪产品化建设的阶段成果,可助力国产海洋装备的建设和进口装备的全面替代。

早在2019年12月20日,在西太平洋海域,伴随着白色浮球组成的潜标主浮体出水,到最后一台仪器收舱,标志着中国科学院海洋研究所准实时传输深海剖面锚系观测潜标顺利回收,同时由国家海洋技术中心传感器室自主研发的感应耦合传输温盐深链为期1年的中期海试工作圆满完成。

潜标布放位置

该次海试的感应耦合传输温盐深链,是国家重点研发计划“海洋环境安全保障”重点专项“准实时传输深海剖面锚系观测潜标”项目支持研究成果之一,由国家海洋技术中心传感器室负责完全自主研发的国产化海洋观测技术装备。此次中期海试,是我国首次在深海环境下进行布放并长期运行该型国产化装备,海试成功充分检验了国产感应耦合传输技术装备在深海环境下运行的可靠性与稳定性,为项目验收和该型设备的推广应用奠定了良好基础。

感应耦合传输温盐深链与潜标浮体

所布放的感应耦合传输潜标链共有两型9台设备,包括锚定平台轻小型感应传输CTD4台、感应耦合传输温度测量仪5台,主控单元位于潜标主浮体舱内。每隔1小时,测量单元进行一次数据采集,并通过感应耦合传输的方式,将数据传输至主控单元内,然后主控单元将采集到的数据交由潜标通信模块进行统筹并实时发送至岸上基站。9台传感器交替并间隔大约百米夹装于800米长的潜标链上。布放后最上层仪器深度约300米,最下层约1000米,最长可运行12960小时。

潜标整体结构组成

从布放至2019年12月20日回收,整套感应耦合传输温盐深链共计有效在位运行371天,多台套传感器共计无故障工作时间超80000小时,获取数据8899组,数据传输成功率达到100%。通过岸站接受到的数据进行分析,在2018年4月28日左右,2019年7月9日至2018年7月27日期间,温盐深链捕捉到了两次非常明显的惯性振荡。

温深数据变化图

压力数据图

温度数据图

该次回收的潜标,是我国第一次在深海环境下布放且长期在位运行、实时传输的全国产化潜标。搭载的感应耦合传输温盐深链海试成功,标志着我国自主研制的感应耦合传输技术从实验室研究走向示范应用、从浅海向深海实践迈出了坚实的一步。

作为一种长期连续实时监测海洋的移动设备,剖面浮标的研发兴起于20世纪90年代,如今已在全球海洋观测中得到了广泛应用。而在我国,很长一段时间只能依赖进口,研发“中国造”剖面浮标,成为我国海洋监测的迫切课题。

作为国内最早研发浮标技术的单位,国家海洋技术中心历经20年研发成功的CARGO浮标,突破了定深控制、温盐测量和浮标检测三大核心技术,实现了近100%的国产化率。同时,该项技术装备还在中国海洋大学实时潜标、国家实验室白龙浮标、国家重点研发计划“海洋环境安全保障”重点专项“海气界面观测浮标国产化”等项目中得到了应用。相信在不久的未来,该型技术装备必将在海洋科学技术领域发挥更重要的作用,为我国海洋事业的发展做出更突出的贡献。

2020-09-29智邦网

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