高精度ctd剖面儀應(yīng)用

1、CTD測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展張兆英(國(guó)家海洋技術(shù)中心天津300111)摘要:CTD測(cè)量技術(shù)是海洋研究開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文簡(jiǎn)述了CTD測(cè)量技術(shù)基本原理介紹了國(guó)內(nèi)外CTD技術(shù)的現(xiàn)狀和動(dòng)向同時(shí)還探討了CTD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和關(guān)注的幾點(diǎn)看法。關(guān)鍵詞:CTD測(cè)量技術(shù)現(xiàn)狀發(fā)展中圖分類號(hào):P716文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C文章編號(hào):10032029(2003)04010506CTD測(cè)量技術(shù)是研究海洋和應(yīng)用海洋的最基本的一種技術(shù)。“九五”“863”計(jì)劃使我國(guó)CTD

2、測(cè)量技術(shù)發(fā)生了巨大變化無(wú)論從高精度CTD剖面儀研制上還是CTD檢定設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的建立方面都趕上或達(dá)到了國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平。高精度CTD剖面儀已經(jīng)列為“十五”“863”標(biāo)準(zhǔn)化的項(xiàng)目而CTD檢定設(shè)備正在為海洋儀器的研制鑒定檢定進(jìn)行服務(wù)。隨著海洋世紀(jì)的到來(lái)CTD測(cè)量技術(shù)越來(lái)越受到世界各國(guó)的普遍重視在國(guó)內(nèi)國(guó)際具有很大的市場(chǎng)?？梢韵嘈旁谀壳皬V泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上將有更加寬闊的發(fā)展前景。1CTD測(cè)量技術(shù)1.1CTD測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)介K=K(R)對(duì)于海水CTD參

3、數(shù)的測(cè)量可以歸結(jié)到一種物理量的測(cè)量。例如由傳感器測(cè)量響應(yīng)的電阻的變化來(lái)完成。簡(jiǎn)而言之電導(dǎo)率C與一定海水水柱的電阻有關(guān)(C=K)可以通過(guò)流過(guò)電導(dǎo)池的海水的電阻隨海洋環(huán)境(海水的溫度、壓力和鹽度)的變化來(lái)提取。溫度的變化通過(guò)熱敏電阻反映海水的溫度T(K=T)。而深度D一般通過(guò)壓力測(cè)量根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。而壓力P(K=P)的測(cè)量采用應(yīng)變式硅阻隨深度變化取得。收稿日期:20030211基金項(xiàng)目:國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)資助(200

4、1AA632050)實(shí)際上傳感器感應(yīng)的海水CTD參數(shù)通過(guò)轉(zhuǎn)換電路的輸出為電信號(hào)。一般說(shuō)來(lái)傳輸特性為一高次多項(xiàng)式。K=Σni=0aiRi為取得傳感器的定標(biāo)方程要求嚴(yán)格的試驗(yàn)程式中:T90為溫度(℃)n為溫度傳感器頻率n0=1000.00HzghIj為回歸方程確定的系數(shù)。1.13壓力傳感器定標(biāo)方程(MPa)P=0.006895C(1T20T2)[1D(1(1T20T2))]式中:P為壓力(MPa)T為壓力傳感器的振蕩頻率的周期(μS)t為壓

5、力傳感器殼內(nèi)的溫度(℃)。并有C=C1C2tC3t2D=D1D2tT0=T1T2tT3t2T4t3C1C2C3D1D2T1T2T3T4為回歸方程確定的系數(shù)。1.2“九五”“863”成果——高精度CTD剖面儀SZC15CTD系統(tǒng)是國(guó)家“863”計(jì)劃支持研制成功的自容式海洋剖面測(cè)量?jī)x器?？梢詼y(cè)量海洋表面到3000m水深剖面各層的海水溫度、電導(dǎo)率(鹽度)、深度、溶解氧和pH等參數(shù)?？臻g分辨為4cm左右(下放速度為1ms)時(shí)間分辨率43ms。S

6、ZC15CTD系統(tǒng)可根據(jù)用戶需要在規(guī)定的深度控制采水器現(xiàn)場(chǎng)采水具有高精確度、高速響應(yīng)和高穩(wěn)定性特點(diǎn)。同時(shí)SZC15CTD系統(tǒng)使用方便能以將整機(jī)進(jìn)行分解或組合應(yīng)用。既可以整個(gè)系統(tǒng)多個(gè)傳感器同時(shí)進(jìn)行測(cè)量和采水也可以由一個(gè)或多個(gè)傳感器組成的剖面儀單獨(dú)進(jìn)行測(cè)量?？捎糜谌蚝Ｑ鬁y(cè)量以及國(guó)際海洋合作項(xiàng)目是海洋科學(xué)考察研究、海洋資源調(diào)查開(kāi)發(fā)、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)以及海洋軍事應(yīng)用的基礎(chǔ)儀器。1.2.1技術(shù)指標(biāo)SZC15CTD系統(tǒng)包括SZC15CTD剖面儀和

7、多瓶智能采水器選件。同時(shí)還可以配置深海測(cè)量的溶解氧以及pH傳感器?？梢杂糜谖覈?guó)海域以及世界深海遠(yuǎn)洋的考察與調(diào)查。表1傳感器特性[1]類別測(cè)量范圍測(cè)量精度分辨率響應(yīng)時(shí)間溫度5～35℃0.001℃0.0005℃0.07s電導(dǎo)率0～65mScm0.003mScm0.0005mScm0.07s溶解氧0～15mgL0.2mgL0.02mgL2.0spH2～140.10.011.0s壓力0～leFw0xMDAz30MPa0.015%F.S.0.05