高精度ctd剖面儀應(yīng)用

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

2、測量技術(shù)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(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的建立方面都趕上或達(dá)到了國際同類產(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CTD測量技術(shù)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(yīng)用的基礎(chǔ)上將有更加寬闊的發(fā)展前景。1CTD測量技術(shù)1.1CTD測量技術(shù)簡介K=K(R)對于海水CTD參

3、數(shù)的測量可以歸結(jié)到一種物理量的測量。例如由傳感器測量響應(yīng)的電阻的變化來完成。簡而言之電導(dǎo)率C與一定海水水柱的電阻有關(guān)(C=K)可以通過流過電導(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(xué)關(guān)系進(jìn)行計算。而壓力P(K=P)的測量采用應(yīng)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(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)資助(200

4、1AA632050)實際上傳感器感應(yīng)的海水CTD參數(shù)通過轉(zhuǎn)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(biāo)方程要求嚴(yán)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(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)是國家“863”計劃支持研制成功的自容式海洋剖面測量儀器?？梢詼y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(yīng)和高穩(wěn)定性特點。同時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。既可以整個系統(tǒng)多個傳感器同時進(jìn)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(jìn)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(xué)考察研究、海洋資源調(diào)查開發(fā)、海洋環(huán)境監(jiān)測預(yù)報以及海洋軍事應(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。同時還可以配置深海測量的溶解氧以及pH傳感器。可以用于我國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]類別測量范圍測量精度分辨率響應(yīng)時間溫度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