高精度ctd剖面儀應用

1、CTD測量技術的現(xiàn)狀與發(fā)展張兆英(國家海洋技術中心天津300111)摘要:CTD測量技術是海洋研究開發(fā)的關鍵技術之一。本文簡述了CTD測量技術基本原理介紹了國內(nèi)外CTD技術的現(xiàn)狀和動向同時還探討了CTD技術的發(fā)展趨勢和關注的幾點看法。關鍵詞:CTD測量技術現(xiàn)狀發(fā)展中圖分類號:P716文獻標識碼:C文章編號:10032029(2003)04010506CTD測量技術是研究海洋和應用海洋的最基本的一種技術?！熬盼濉薄?63”計劃使我國CTD

2、測量技術發(fā)生了巨大變化無論從高精度CTD剖面儀研制上還是CTD檢定設備標準的建立方面都趕上或達到了國際同類產(chǎn)品的先進水平。高精度CTD剖面儀已經(jīng)列為“十五”“863”標準化的項目而CTD檢定設備正在為海洋儀器的研制鑒定檢定進行服務。隨著海洋世紀的到來CTD測量技術越來越受到世界各國的普遍重視在國內(nèi)國際具有很大的市場?？梢韵嘈旁谀壳皬V泛應用的基礎上將有更加寬闊的發(fā)展前景。1CTD測量技術1.1CTD測量技術簡介K=K(R)對于海水CTD參

3、數(shù)的測量可以歸結到一種物理量的測量。例如由傳感器測量響應的電阻的變化來完成。簡而言之電導率C與一定海水水柱的電阻有關(C=K)可以通過流過電導池的海水的電阻隨海洋環(huán)境(海水的溫度、壓力和鹽度)的變化來提取。溫度的變化通過熱敏電阻反映海水的溫度T(K=T)。而深度D一般通過壓力測量根據(jù)數(shù)學關系進行計算。而壓力P(K=P)的測量采用應變式硅阻隨深度變化取得。收稿日期:20030211基金項目:國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)資助(200

4、1AA632050)實際上傳感器感應的海水CTD參數(shù)通過轉換電路的輸出為電信號。一般說來傳輸特性為一高次多項式。K=Σni=0aiRi為取得傳感器的定標方程要求嚴格的試驗程式中: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)是國家“863”計劃支持研制成功的自容式海洋剖面測量儀器。可以測量海洋表面到3000m水深剖面各層的海水溫度、電導率(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)場采水具有高精確度、高速響應和高穩(wěn)定性特點。同時SZC15CTD系統(tǒng)使用方便能以將整機進行分解或組合應用。既可以整個系統(tǒng)多個傳感器同時進行測量和采水也可以由一個或多個傳感器組成的剖面儀單獨進行測量?？捎糜谌蚝Ｑ鬁y量以及國際海洋合作項目是海洋科學考察研究、海洋資源調(diào)查開發(fā)、海洋環(huán)境監(jiān)測預報以及海洋軍事應用的基礎儀器。1.2.1技術指標SZC15CTD系統(tǒng)包括SZC15CTD剖面儀和

7、多瓶智能采水器選件。同時還可以配置深海測量的溶解氧以及pH傳感器?？梢杂糜谖覈Ｓ蛞约笆澜缟詈＿h洋的考察與調(diào)查。表1傳感器特性[1]類別測量范圍測量精度分辨率響應時間溫度5～35℃0.001℃0.0005℃0.07s電導率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