温盐深传感器:CTD(温盐深仪)

2021/12/25 02:33 · 传感器知识资讯 ·  · 温盐深传感器:CTD(温盐深仪)已关闭评论
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温盐深传感器:CTD(温盐深仪)新闻详情CTD(温盐深仪)HISUN系列CTD是一款用于测量海水温度、盐度、压力等海洋动力参数的传感器,采用独特的深海无泵高精度七铂环石英电极技术、大直径短长度(46mm)

温盐深传感器:CTD(温盐深仪)  第1张

温盐深传感器:CTD(温盐深仪)

新闻详情
CTD(温盐深仪)
HISUN系列CTD是一款用于测量海水温度、盐度、压力等海洋动力参数的传感器,采用独特的深海无泵高精度七铂环石英电极技术、大直径短长度(46mm)的设计理念,具有体积小、性能高、功耗低、防止生物附着、可现场清洗、无需重复校准等优点。
产品特点
▲ 精度高、耐压能力强,其耐压水平最高可达7000米
▲ 同步采样频率高,最高可达6Hz
▲ 极低功耗
▲ 扩展性能:可根据需求搭载溶解氧、浊度计等仪器
▲ 存储容量大(2GB),下载速度块
技术参数
采样频率:8Hz
接口:RS232C,RS485, 无线蓝牙
实时时钟准确度:3ppm/年
通讯速度:38k4 bps (最高115k2 bps)
数据存储:2GB μSD-卡
供应电压:外部电源:1.8——4.5V;碱性电池:3.0V;锂电池:3.6V
供应电流:45mA@3.6V(运行) 8μA@3.6V(休眠)工作深度:2000m (HISUN2000A) 7000m(HISUN7000A)
材料:POM(HISUN2000A)钛合金(HISUN7000A)
压力传感器范围:0到2000 dbar(HISUN2000A)
压力传感器范围:0到7000 dbar(HISUN7000A)
压力传感器准确度:0.05%F.S.
压力传感器分辨率:0.0015%F.S.
压力传感器时间常数:50ms
温度传感器范围:-5到+35°C
温度传感器准确度:0.002°C
温度传感器分辨率:0.0001°C
温度传感器时间常数:50ms
电导率传感器范围:0到90mS/cm
电导率传感器准确度:0.003mS/cm
电导率传感器分辨率:0.0003mS/cm
电导率传感器时间常数:50ms

温盐深传感器:国家自然科学基金委东海科考研究秋季航段完成

今年10月,在深圳举办的中国海洋经济博览会上,一家自主研发高精度温盐深仪的制造商——青岛道万科技有限公司,吸引了众多国内外专业观众和采购商的关注。“公司致力于打破国外垄断,创立民族品牌”,道万创始人张国豪在介绍企业发展理念时说,“‘做中国人自己的高精度温盐深仪’是我创办公司的初心”。
瞄准“高精度”投身研发
温盐深仪是大洋科考的必备仪器,能测量海水的温度、电导率和深度,根据这3个参数,还可以计算出各种物理化学参数,如盐度、声速、密度等。在大洋科考中,搭载温盐深仪的玫瑰花型采水器到了指定水深,科考队员给它一个指令,相对应的采水瓶顶部和底部的塞子就会关闭,这样就可以获得相应水层的海水样品。科研人员通过分析海水样品,能了解这个海域海水的理化环境特征,以及浮游动植物的群落组成情况等。
2004年毕业于中国海洋大学的张国豪,一直从事国际先进海洋仪器设备的引进工作。基于熟悉当前国际上最先进的海洋调查仪器设备,了解最前沿的海洋科技动态及市场情况,2016年10月他注册成立了道万公司,专注于高精度温盐深仪的自主技术研发、产品制造和技术服务,尤其是适用于极端水体环境(深海、极地)产品的研发。
据不完全统计,目前国内的海洋科学考察应用的大型仪器及精密传感器90%均是采购国外品牌。正是为了打破国外品牌垄断,张自豪毅然决定投身高精度温盐深仪技术开发。
攻克多项“卡脖子”技术
仪器研发涉及方案可行性研究、关键技术攻关、功能模块软硬件设计、仪器组装及性能测试等。从小小的组件到能在水下投入使用的仪器,过程极为复杂。“从硬件设计、软件开发到实验分析等,过程是艰难的,但一步步走过来,当一个实实在在的产品按照自己的预想实现时,会觉得一切都是值得的。”张国豪颇感欣慰。
水下设备功耗是海洋科考人员经常关注的问题。为了降低自身产品的功耗,道万通过不断改进电路设计,尝试各种最新的电子器件,逐步把温盐深仪休眠待机电流降到40微安以下,最大程度地增加了电池的使用寿命,提高了设备长期监测的稳定性。
2019年5月,道万自建了一套高精度温盐深仪标定系统,通过两级控温水槽的运行,控温精度达到了±0.002℃,从而确保了传感器的高精度标定。温盐深传感器的准确度可达国家计量标准和海洋调查规范的一级水平,能满足大部分海洋环境监测的要求。
多年来,道万先后攻克了多项“卡脖子”技术,并获得了10余项专利,逐步掌握了高精度温盐深仪制造的全部核心技术,从传感器到水密连接器,从测量电路到传感器标定系统,全部国内采购或者自主研发生产,整机国产化率达到99%,实现了“关键技术自主可控”的目标。
致力打造知名品牌
“目前,温盐深仪全国每年的用量在5000台以上。随着我国海洋、河流、湖泊和地下水等水域监测网络的逐渐建立和完善,用量会越来越大,预计10年内将达到台。”张国豪说,“道万温盐深仪的价格是同等性能进口产品的30%左右,一举打破了国外温盐深仪品牌对中国市场的垄断局面,填补了国内温盐深仪技术的空白,让中国用户乃至世界用户有了更多更好的选择。”
道万自主研发的温盐深仪,目前已累计销售数百台(套),客户包括中国海洋大学、中船重工715研究所、生态环境部国家海洋环境监测中心、哈尔滨工程大学、中国科学院南海海洋研究所、自然资源部第一海洋研究所等知名海洋研究机构,以及韩国和德国的专业客户。
张国豪说,“我的愿望是缔造全球领先的海洋仪器企业,我的梦想是将道万打造成拥有自主知识产权的中国一流、世界知名的高精度温盐深仪品牌。”
(来源:中国海洋报)
(记者:王晶)
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温盐深传感器:温盐深仪传感器在海洋环境监测浮标中的应用

  海洋环境监测浮标是海洋环境监测系统的重要组成部分,是一种以锚定在海上的观测浮标为主体组成的海洋环境自动观测站。沿海和海岛观测站观测到的数据只能反映近海和临岛海域的情况,对离岸较远的大洋却无能为力,而海洋浮标此时就可以担负起重任,它能在任何恶劣的环境下进行长期、连续、全天候地工作,每天定时观测且传输出多种水文水质气象要素。其功能模块主要由供电装置、通信装置、传感器等构成。
温盐深仪,资料图
  海洋环境监测浮标的工作过程
  海洋环境监测系统是由卫星、飞机、船舶、浮标、岸基监测站等构成的水陆空一体的全方位立体监测系统,主要包括数据采集系统和信息接收处理传输系统两大部分。
  海洋环境监测浮标工作过程如下:各传感器收集信息并产生信号,通过仪器自动处理,由通信装置定时发出,地面接收站将收到的信号进行处理,就得到了我们所需的资料,离陆地太远的浮标则会先将信号发往卫星,再由卫星将信号传送回地面接收站。
温盐深仪传感器
  温盐深仪传感器
  在海洋环境监测浮标应用中,CTD仪,也就是温盐深仪传感器,是非常重要的传感器监测设备。CTD系统,即盐温深(Conductivity, Temperature, Depth)测量系统,也被称作CTD仪或温盐深仪,用于测量水体的电导率,温度及深度三个基本的水体物理参数。根据此三个参数,还可以计算出其它各种物理参数,如声速等,是海洋及其它水体调查的必要设备。
  相比深海浮标观测平台,深海温盐深仪传感器的可靠性显得尤为重要。由于深海在短时间内变化很小,如温盐度的变化量级大约为0.001/年,因此,需要研制出分辨率和观测精度更高的温盐深仪传感器,实现长期稳定、可靠运行,这样才能较为精确地捕获深海内部的变化信号。
  温盐深仪传感器的应用现状
  ARGO计划,俗称“ARGO全球海洋观测网”。是由美国等国家大气、海洋科学家于1998年推出的一个全球海洋观测试验项目,旨在快速、准确、大范围地收集全球海洋上层的海水温、盐度剖面资料,以提高气候预报的精度,有效防御全球日益严重的气候灾害给人类造成的威胁。
  对此,目前,美国海鸟公司开发了针对深海Argo浮标的SBE61型温盐深仪传感器,目前正在紧锣密鼓地进行海上比测。据了解,自2012年起,法国投放了20个深海剖面浮标,目前仍有7个在海上正常工作。
  2019年到2020年,法国计划投放33个深海剖面浮标,另一个3年项目(2019年-2021年)有望每年资助15个深海剖面浮标。这些浮标将主要布放在大西洋海域,用以检测浮标和传感器的性能,测试海水密度、不同漂移深度带来的影响等。此外,意大利将于今年在西地中海海域投放2个深海浮标,未来有望每年布放一个深海浮标;西班牙计划投放2个深海浮标;2019年~2023年,挪威计划投放9个浮标。
  日本已于2019年启动了新的7年Argo计划(2019年到2025年),该计划涵盖了核心Argo、深海Argo以及生物地球化学Argo观测网的建设。今年,日本将在西北太平洋、印度洋和南大洋投放16个深海Argo剖面浮标,其中有6个将沿着东经165°断面布放,在投放的同时,开展全水深船载温盐深仪(CTD)观测,以获取参考数据,用于检验浮标和传感器的工作性能。
我国深海ARVOR型剖面浮标
  我国于2017年到2018,年在南大洋和西北太平洋布放了3个Arvor型深海浮标,开展了深海浮标及其温盐深仪传感器工作性能的相关分析。在浮标研制方面,2016年“问海计划”启动,4家科研单位参与研发了0米到4000米深海剖面浮标。2018年3月,第一个国产深海浮标问世,一年后,在西太平洋海域进行了样机的压力测试。

温盐深传感器:温盐深测量仪

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温盐深测量仪
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温盐深测量仪开发的专用于于长期在线监测的水质仪。主要用于沿海生态系统中生物地球化学参数的长期在线观测(可长期在线监测长达一年)。测量参数包括温度、电导率、压力、盐度、深度、溶解氧。
[1]
中文名称
温盐深测量仪
英文名称
conductivity-temperature-depth system;CTD
定  义
用于自动测量海水温度、盐度(电导率)和深度的仪器。
应用学科
海洋科技(一级学科),海洋技术(二级学科),海洋观测技术(三级学科)
以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
中文名
温盐深测量仪
用 途
长期在线监测
目录
1
功能配置
2
产品特色
?
性能特性和优势
?
准确 — 高准确度和低漂移率
温盐深测量仪功能配置
编辑
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用于海水温度、电导率、盐度、压力、溶解氧等参数的长时间序列的测量(锚系系统),也可用于便携式观测,测量水体包括:近岸海域,河口湾,湖泊和水库,河流和小溪;
温盐深测量仪产品特色
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温盐深测量仪性能特性和优势
卓越的防污性能(1) 测量方式—温度、电导率、溶解氧等参数在相对封闭的管路中,测量时通过水泵控制水体以恒定的流速进入管路中完成测量。因为管路中没有光,生物很难生长,因此可以有效的防止生物附着对数据的影响。Hydrocat CTD 在恶劣环境下长期布放后外部生物污染的情况,可见在仪器外部污染严重情况下,仪器内部探头仍然状态良好。(2) 电导率探头防污染情况----电导率探头采用石英玻璃材质,内壁光滑,较难吸附污染物;每次测时水泵开启,待测水体以恒定的流速流经电导池,对电导探头进行清洗。(3) 防生物污染套件----配有美国EPA认可的防生物污染配件,可防止生物的生长。
温盐深测量仪准确 — 高准确度和低漂移率
(1) 响应时间与盐度数据准确性----盐度数据是由温度、电导率等多个参数计算出来的,因此每个参数微小的误差可能对测量结果造成巨大影响。Hydrocat CTD 采用水泵控制水样以恒定的流速逐一流经各个传感器,一方面可以确保各传感测量的是相同的水体,另一方面待测水样以恒定的流速实时更新,从而确保每个传感器具有相同的响应时间。
[2]
(2) 边缘效应对盐度数据所影响----电导率测量方式包括电极法和感应式两种测量方式。采用感应式测量方式,测量数据受周边环境影响较大,如探头周边有金属物质,会对测量结果造成较大影响,并且影响成度与金属物质的多少与位置相关,边缘效应对数据的影响程度很难评估。Hydrocat CTD采用Sea-Bird独立研发的石英电导池三电极法,能够准确测量电导率不受边缘效应的影响。性价比高 — 无需现场校准,三个月以上典型投放周期,降低现场维护成本。
[1]
词条图册
更多图册
参考资料
1.

Hydrocat 温盐深(CTD)分析仪
.中国官网[引用日期2016-12-02]
2.

首次亮相南极大洋科考的温盐深剖面采水系统“试水”
.中央政府门户网站.2011年11月10日[引用日期2016-12-02]

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