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国家海洋技术中心根据科研需求研发了抛弃式温度剖面仪(XBT)等一系列抛弃式产品.针对2014年8月份在西太平洋海域投放的XBT和XCTD所获取的温度数据进行对比分析,单剖面结果显示两者相关系数达到了0.95,在温跃层处出现温度差,断面标准差分析结果为200 m以上温跃层处较大而200m以下标准差较小,最大和最小标准差值分别为0.39和0.08.温度断面分析结果显示两者在同样的位置出现等值线的凹凸现象,对大洋水团特殊物理海洋现象描述基本一致.分析温跃层处两者温度存在偏差的原因有3个:不同传感器的不同响应时间引起的误差、深度测量公式的误差以及传感器本身的测量误差影响.国产XBT的数据质量较好,总体上性能能满足对环境复杂海域的快速走航观测,数据质量准确度和可靠性都较好. 相似文献
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为改进国产投弃式温深仪(XBT)的下降速率公式,拟采用基于图像处理的方法测量其下落过程中的运动参数并分析,为此要实现XBT探头的自动提取。为实现视频图像中XBT探头的自动检测识别,提出了一种基于形状特征的目标检测识别算法。首先通过背景差分法去除背景噪声并阈值分割,采用连通区域的标记算子将二值图像标记为互不连通的待识别区域。然后提取连通区域的偏心率、致密性以及标记图构造描述目标的特征向量,通过计算各连通区域的特征评价函数,利用模糊综合评价方法识别XBT探头。最后对研究方法进行了物理实验验证。实验结果表明:用模糊综合评价方法能较好地在复杂背景下实现目标的识别,能够有效地在序列图像中准确的检测识别出XBT探头目标,为XBT运动参数的测量打下了基础。 相似文献
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《海洋技术学报》2021,(2)
为解决现有自动投放装置探头一次性装载数量不足,难以满足密集化、网格化的海洋调查需求等问题,本文提出了具有投放单元扩展功能的多枚XBT/XCTD自动投放与测量控制系统设计思想。系统由投放控制前端、通信控制与数据采集中端、供电单元后端和上位机软件4部分组成,可根据任务需求对前端数量进行增减。在提出硬件方案后,对系统的软件流程进行了设计。通过测试验证了系统硬件工作的可靠性,对发现的软件故障进行了机理分析。优化后的试验结果表明:系统能够实时响应上位机的控制指令,自动识别XBT和XCTD探头类型,实现多枚探头的自动投放,具有探头装填数量多、投放效率高、实用性好等特点,为不同海况下海洋水文的密集化、自动化剖面观测提供了技术基础,具有重要的应用价值。 相似文献
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随着国产投弃式温深仪(XBT)性能的提高,其使用范围和规模也逐步扩大,受某专项办的委托,厦门大学在南海东北部开展了"海洋监测设备适用性检验规范及海上试验研究(国家863计划)"项目,针对海洋技术领域研发的技术较为成熟、具备产品化条件的XBT开展检验与验证,对国产XBT的性能和实际使用情况进行分析和总结。试验中,在不同站点进行温盐深仪(CTD)现场测量,以此数据为真值对国产和进口XBT精度做评估。在较高速度走航测量时,则以进口XBT数据为参照,对国产XBT进行评估。试验结果表明,国产XBT整体上表现良好,成功率大概为80%,有些型号的国产XBT精度与进口XBT精度接近,但国产XBT无效剖面较多。同时也发现,进口XBT的精度无法满足预期比测的要求,不能准确计算出国产XBT精度,但结果仍然具有参考价值。本次试验可以为国产XBT的规模化应用和推广提供数据支持,也可为其他型号XBT/XCTD/CTD等仪器的比测提供借鉴。 相似文献
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光纤化学/生物传感技术在海洋环境监测中的应用 总被引：3，自引：0，他引：3
本文通过光纤溶解氧、 p H、湿度等化学传感探头及发光菌水质毒性监测生物传感探头的研制 ,开发出了一类能用于环境监测的新型传感器。本文的创新之处在于传感探头的设计与包装 ,以及数种可逆性、选择性、稳定性、使用寿命、响应时间、灵敏度等响应特性具佳的化学及生物传感膜的配方和制作技术。利用这些技术 ,通过对光纤探头的设计与包装 ,可以实现在现场及实验室模拟条件下对样品的选择性检测。研制的传感器能广泛应用于海洋污染调查、内河水质评价、水产养殖、工矿企业水气排污自检等诸多方面。 相似文献
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三种微纳光纤环形腔海水盐度传感器理论研究 总被引：1，自引：0，他引：1
《中国海洋大学学报(自然科学版)》2015,(7)
盐度在研究海水水体密度、水质监测、海洋渔业等方面发挥着重要的作用,为发展一种新型的光学传感器来进行海水盐度的测量。从理论上设计3种温度不敏感的微纳光纤环形腔海水盐度传感器并进行了数值计算。利用有限元软件COMSOL计算了微纳光纤中传输的基模有效折射率,结合MATLAB对盐度传感器的特征参量进行数值研究。首先,研究了传感器的温度特性,得到了温度不敏感条件对应下的光纤半径。其次,研究了温度不敏感下传感器的灵敏度和探测极限。结果表明,在选择MgF2为镀膜材料的情况下,通过优化传感器参数,盐度灵敏度可达到0.02nm,盐度探测极限可达到0.18。本文结果可以为微纳光纤环形腔应用于海水盐度测量提供理论依据。 相似文献
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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。 相似文献
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抛弃式探头由无人机装载,能够在较远目标区域和危险海域开展海洋水文环境剖面参数的测量。通过安装不同传感器,可以实现对温度、盐度的剖面测量,其深度的测量采用数学方法计算得到。针对双摄像机水箱实验获得的5个不同攻角实验结果,分析了常用的运动目标的检测方法,最终选择基于连续帧间差分法,确定探头的三维坐标位置,进而得到探头下沉运动的三维运动轨迹和速度曲线等信息。探头从水面释放后攻角在下沉过程中不断调整,改变运动姿态,同时伴随自身的旋转,抵消水平方向阻力作用,初始攻角产生的深度测量误差主要体现在加速过程,探头达到匀速运动后测量误差不变,在不考虑横流的情况下,探头最后以匀速垂直下落运动。 相似文献
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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. 相似文献
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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。 相似文献
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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。 相似文献
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深海探测溶解无机碳含量异常,可以为寻找热液口提供一个很好的证据。本文设计的基于自制的聚二甲基硅氧烷胶与Zn-Al型水滑石复合膜为离子载体的溶解无机碳探测电极属于电势型电极,适用于对深海中溶解无机碳的测量,具有体积微小、便于与pH、盐度、温度、氧化还原电位等多种传感器集成在同一探头腔内,实施在线探测等优点。实验室条件下,将该溶解无机碳探测电极与银/氯化银参比电极分别接在Keithley 6517A高阻抗电位计输入端进行测试,测试结果表明：该电极对不同浓度的碳酸氢钠溶液具有良好的响应信号,响应时间大约在30s—1 min,检测限在10－1—10－4mol?L–1。 相似文献
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文章从理论上分析了布里渊散射光的频移和强度与海水温度和应力的关系,针对分布式布里渊散射光纤传感器测量海水温度和压力的测量原理进行了论述,对该测量系统的构成以及测量的实现进行了探讨。 相似文献
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基于聚二甲基硅氧烷胶与Zn-Al型水滑石复合膜为离子载体的溶解二氧化碳电极及其性能标定 总被引：1，自引：0，他引：1
深海探测溶解CO2气体异常.可以为寻找热液口提供一个很好的证据.本文设计的基于自制的聚二甲基硅氧烷胶与Zn-Al型水滑石复合膜为离子载体的溶解CO2探测电极属于电势型CO2电极,适用于对深海中溶解形式的CO2的测量,具有体积微小、便于与pH、盐度、温度、氧化还原电位等多种传感器集成在同一探头腔内,实施在线探测等优点.实验室条件下.将该溶解CO2探测电极与银,氯化银参比电极分别接在Keithley 6517A高阻抗电位计输入端进行测试,测试结果表明:该电极对不同浓度的碳酸氢钠溶液具有良好的响应信号,响应时间大约在30s-1 min.检测限在10-1-10-4mol·L-1. 相似文献