FZF3_1型海洋资料浮标系统
FZF3-1型海洋资料浮标系统
卜照蓬,刘 岩
(山东省科学院海洋仪器仪表研究所,青岛 266001)
摘 要:介绍了我国自行研制的最新一代用于海洋环境监测的大型FZF3-1型海洋资料浮标系统,论述了该系统的总体技术结构、原理和性能,以及应用P C-104微机作为浮标数据采集控制系统的情况。
关键词:资料浮标;PC-104系统;IN M A RSA T-C卫星传输
中图分类号:P715.2 文献标识码:B 文章编号:1003-2029(2003)02-0059-04
1 前言
FZF3-1型海洋资料浮标系统是我国自行研制的最新一代用于海洋环境监测的大型浮标,适用于布放在水深200m以内的海域。它是一种高度自动化、先进的海洋水文遥测设备。浮标直径10m、全锚链单点系泊;每天自动定时测量平均风速、平均风向、瞬时最大风速、气压、气温、波高、周期等项目,还可测量浮标舱温、方位、开门、进水、锚灯状态等项目,并留有海流计接口;采用低功耗微机控制,进行各测量项目数据的采集、处理,并通过Inmarsat-C卫星通信方式传输数据,由陆地岸站接收。浮标内还装有大容量存储卡,将各测量项目采集的数据进行存储。浮标采用大容量酸性蓄电池供电,并由太阳能电池充电,可以保证在海上连续工作14个月。为能实时掌握浮标锚泊位置,浮标上还装有GPS卫星定位系统。
浮标岸站采用微机自动控制,完成浮标传输数据的接收和处理,将接收的数据进行打印、显示和磁盘存储,并能将浮标上记录的存储卡进行回放处理,也可将存储卡上的数据进行转存,将转存的软盘送到国家海洋信息中心存档。
2 系统主要技术指标及要求
2.1 工作环境条件
收稿日期:2002-10-16
水深 <200m
最大风速 <75m/s
最大波高 <25m
最大潮差 <5m
最大表层流速 <6kn
环境温度 -20～+45℃
相对湿度 0%～100%
最大摇摆角 ±30°
浮标体升沉±0.5g、振动4～5g、冲击30g 时,设备不损坏。
2.2 测量项目及技术指标(见表1)
2.3 数据采集及控制要求
(1)数据采集部分用低功耗PC-104微机系统,其供电电压为12V,经稳压后为5V,守候电流< 80m A,工作电流<1A,卫星通信机在发射时电流<7A。
(2)在正常情况下,每天定时采集和实时发报8次,时间为2,5,8,11,14,17,20,23点。
(3)当平均风速大于17m/s,或有效波高大于4m时,可进行超限自动加密,自本次发报后,数据采集及控制改为每小时一次。当风速或波高低于上述值时,又自动恢复正常采集或发报。
(4)波浪数据及经处理的水文气象参数存入浮标存储卡。存储卡能记录不少于18个月的信息。
(5)每次发报前,浮标微机要对各种报警及检测项目进行巡检并将结果在发报时发回岸站,使岸站及时了解浮标设备工作情况。
2.4 通信设备技术要求
传输方式:采用Inm ar sat-C卫星通信传输方式
第22卷 第2期2003年6月
海 洋 技 术
OCEAN TECHNOLOGY
Vo l.22,No.2
June,2003
调制方式:两相相移键控
数据传输速率:600bit/s
工作频率:发射1626.5～1646.5MHz
接收1530～1545M Hz 平均有效接收率不小于97%
表1 测量项目及技术指标
采样顺序供电电压测量范围分辨率误 差采样间隔采样数量输出量
1波浪+12V 波高 0.5～25m
周期 3～30s
波高 0.5m
周期 1s
0.5～25m为10%
3～20s为10%
0.5s2048点电压量
2风速+5V 0.3～80m/s
瞬时风80m/s
0.3m/s±(0.5+0.05V)m/s1s200点数字量
3风向+12V0～360°5°10°6s100点电压量4气温+12V-15～+45℃0.1℃0.2℃6s10点电压量5气压+12V850～1050hPa0.1hPa±1hPa5s12点电压量6水温+12V-15～+45℃0.1℃±0.5℃1点电压量7舱温+12V-5～+40℃0.2℃±0.5℃1点电压量8方位+12V0～360°0.5°±5°6s100点电压量9流速+12V0.05～2.55m/s±5%
10流向+12V0～360°±10°
2.5 岸站技术要求
(1)岸站计算机能自动对岸站通信设备进行控制。
(2)岸站计算机接收、处理由通信设备送过来的遥测信息,并能对各种数据进行打印、显示等。
(3)能够回放浮标记录的设备,可用便携式计算机。
(4)能够发射遥控指令,具有使浮标系统进入加密采集、传感器切换、补发采集数据和读取备份传感器采样值等功能。
2.6 浮标检测仪技术要求
新研制的浮标检测设备采用便携式计算机,功能强、使用方便,可对浮标系统进行读、写、检查、调试等。
(1)联机操作全部采用菜单方式,在使用上十分方便。
(2)能够设置浮标的各项工作参数。
(3)具有时钟并能显示年、月、日、时、分、秒等功能,可以随时读写浮标的工作时钟,并能保留或直接传给浮标时钟。
(4)可以进行50个左右的联机操作,这些操作命令功能全而操作简单,并且具有短时间(30m in)采集试验及5min发射试验等命令功能。
(5)可以通过联机命令进行传感器加电控制,使得检修功能大大加强。
3 系统组成及功能
FZF3-1型海洋资料浮标系统主要由浮标采集处理系统和岸站接收系统组成。其中浮标采集处理系统是由主控系统、通信系统、分线箱、配电系统、传感器及接口组成;岸站系统主要由卫星通信机和微机系统组成。主要分系统介绍如下。
3.1 采集控制系统
采集控制系统的组成如图1所示,由主控系统、通信系统、分线箱、传感器及传感器接口、配电箱等几部分组成。采用壁挂安装方式,主控系统、通信系统、传感器及传感器接口、配电箱之间均通过分线箱连接。
3.1.1 主控系统
主控系统是整个系统的核心,采用当今比较成熟的嵌入式PC-104总线技术,主机板采用低功耗、稳定性高、扩展性好的PC-10480386CPU板,根据一定的时序控制主机及各类传感器的加断电、采集及处理各类传感器的信号,并将处理后的数据通过通信系统发送到用户的接收站,将原始数据保存到存储器中,并随时响应浮标检测仪的各类检测应答信号。主控系统机箱内主要包括主控单元、DC-DC
60 海 洋 技 术 第22卷
图1 采集控制系统示意图
变换电源两部分。DC-DC 电源把配电12V 转换为系统所需要的各种电压。主控单元面板上有液晶显示器和触摸键盘,通过显示器和键盘可以监视主控
系统即时工作状况,设置系统的各种参数,查询所有点次采样数据及工作状态。面板上装有PCM CIA 卡驱动器,经主机系统处理的浮标实时数据及时存储于PCM CIA 卡中。PCMCIA 卡上的数据可方便地由笔记本电脑回放。3.1.2 通信系统
通信系统采用丹麦T hrane &T hrane 公司生产的TT -3020C 型INM ARSAT -C 海事卫星通信系统。它将主机系统传来的数据传送给用户的接收岸站,并将接收到的遥控指令传送到主控系统。它的实时接收率能达到95%以上,误码率大大降低,使得岸站对浮标系统的遥控功能得以实现。通信系统还有GPS 、舱门开报警及进水报警功能,使得岸站人员能及时发现浮标的异常现象并上报采取措施挽回损失。
3.1.3 传感器及传感器接口
传感器部分由风速风向传感器、气压传感器、气温传感器、水温传感器、波浪传感器、海流传感器、方位传感器、舱温传感器、锚灯、水警、门警等组成,其中风速风向传感器、气压传感器、气温传感器、水温传感器、波浪传感器、方位传感器均为双机热备份,当其中任何一路传感器出现故障时,系统可自动切换到另外一路备份传感器上。风速风向传感器、气温传感器、方位传感器、锚灯等安装在浮标10m 小平台上。传感器接口的作用是将传感器输出的模拟或脉冲信号转变成主控采集系统能够识别的模拟或数
字信号。其中风速接口为智能接口,具有不间断采集
风速功能,当主控采样风速值时,接口能及时将3h 最大风速值与采集前10min 的平均值通过标准
RS -232接口传送给主控。3.1.4 供电系统
供电系统采用太阳能电池配合高性能、大容量免维护蓄电池的电源组合方式,统一采用单一+12V 电源,通过配电箱与分线箱连接给系统供电。3.1.5 分线箱
分线箱主要作用是将各个分系统连接起来,使各个部分形成统一的浮标控制、采集、通信系统。
3.2 岸站系统
FZF3-1型海洋资料浮标岸站系统主要由岸站计算机、卫星通信机、打印机和电源等设备组成(见图2)。岸站通过国际海事卫星组织的卫星,实时接收海上浮标的采集数据、对数据进行分析处理并具有遥控功能,包括:显示实时数据,显示数据月报表,显示采样参数的曲线图及数据打印等功能。同时,此软件能同时接收各海洋站的观测数据并提供给相应的程序处理。
图2 浮标岸站系统示意图
4 结束语
FZF3-1型海洋资料浮标1998年初安装在国家海洋局东海分局17号浮标上,至今已基本正常工作4a,数据接收率达到95%。2001年2月该系统安装
于北海分局15号浮标上并投入运行,已正常工作18个月无故障,数据接收率达97%。2002年3月安装在南海分局20号浮标上运行至今,正常工作6个月无故障。至此,国家海洋局所属三个分局大型浮标均已安装FZF 3-1型海洋资料采集、控制、传输系统,为我国海洋事业的开发和建设及沿海地区工农业生产和人民生命财产的安全起到了积极的作用,具有显著的社会效益。
(下转第65页)
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第2期 卜照蓬等:FZ F3-1型海洋资料浮标系统
参考文献:
[1] 陈伟人.单片微型计算机原理及其应用.北京:清华大学出版社,1992.[2] 郭梯云,刘增基,王新梅.数据传输.北京:人民邮电出版社.
T he Development of Po rtable Wave -Heig ht Gauge
CHEN Hong-zhi,ZHONG Lei
(T he 91388A r m y of N avy ,Zhanj iang ,524022,China )
Abstract :T he authors discuss the project desig n o f portable w ave -heig ht g auge by applying co mputer con-tr ol technique.The design m ethod fo r CPU control bo ar d,control pr ogram and data pr ocess softw are ar e also intro duced in this paper.
Key words :w ave-heig ht;buo y;datacollection and pr ocessing ;system integ ration
(上接第61页)
FZF 3-1M arine Data Buoy System
BU Zhao -pen,LIU Yan
(I nstitute of Oceanogr ap hic I nstrumentation of Shandong A cademy of S ciences ,S hand ong ,266001,China )
Abstract :The author s m ainly introduce the up-to -date FZF3-1M arine Data Buoy Sy stem,which is devel-oped by China,and can be used for ocean env iro nm ent monitoring.T he gener al technolog ical structure,pr inciple and performance as w ell as an ex ample of using PC -104m icrocomputer as the buoy data collection and contr ol system are also discussed .
Key words :data buoy ;PC-104system;INMARSAT-C satellite comm unication
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第2期 陈鸿志等:轻便式浪高仪研制
海洋光学浮标..
第五章海洋光学浮标 1.前言 目前建设海洋强国已经是我国的一项基本国策,我国海洋监测高新技术发展的总体目标: 一是提高台风风暴潮和巨浪等海洋灾害的预报和警报能力,最大限度地减少由灾害造成的人民生命财产的损失; 二是提高对海洋生态环境污染和生态环境的监测能力,保护海洋健康; 三是提高海洋资源开发的环境保障能力,支持沿海和海洋经济发展及科技兴海战略; 四是提高国家海上安全防务的海洋监测和环境保障能力,加强国防建设; 五是提高对海洋环境的立体监测和时序数据获取能力,推进中国近海海洋科学的发展。 这五个方面是相互关联的,而当前最主要的是预警海洋灾害和保护海洋健康,即监测技术,其载体就是海洋仪器。 现代海洋监测技术总体上向高技术、高集成度、高时效、多平台、长时间序列、数字化方向发展。 典型海洋监测仪器： 遥感卫星 大面积、同步、近实时、全天候、全天时的对海观测,3 个月飞行获得的数据绘制的全球海面温度场相当于用传统的测温方法花50 年时间才能取得的效果。 机载海洋激光雷达 是一种主动式传感器，灵活性和抗干扰能力较强； 与船载仪器相比，由于飞机能够快速地飞过较长的海水带，因而它能够对探测海域进行大面积的测量； 由于飞机飞行的速度较快，因而它测量海域的结果在时间上变化小，能够真实地反映出临近海域的状况，不易受到较迅速变化的气候条件的影响； 飞行高度一般在几百米左右，因而在有云的天气条件下仍然能够进行测量，而这是星载传感器所不具备的；对于具有较高发射重复频率的激光雷达，其探测海面的水平分辨率远大于星载传感器；时间分辨激光雷达能够实现对海洋剖面信息的探测 船载仪器： 调查船载荷量和机舱空间较大，其携带的仪器设备较多，可对海洋进行全方位的相互印证探测。 海洋浮标 资料浮标的出现实现了长期、定点、连续、多参数的现场实时自动观测,这是调查船不可能做到的; 漂流浮标的出现,实现了大尺度的连续观测,尤其是可以在人或船舶、飞机都不可能到达的海域进行环境参数的观测; 声学多普勒海流剖面测量技术(ADCP) 的出现,把单点测流变为测剖面流,一次可测128 层,且最大剖面深度已达1200m。
海洋浮标介绍
精心整理 上海泽铭公司曹兵： 系列海洋资料浮标介绍 中国海洋大学唐原广 一、 SZF 型波浪浮标 二、 三、
一、SZF型波浪浮标 中国海洋大学生产的SZF型波浪浮标是国家863计划海洋监测技术成果标准化定型产品，先后得到了国家“九五”863计划、国家“十五”863计划的支持，并在“十五”期间国家863计划海洋监测技术成果标准化定型项目中得到定型（如右图）。 是国家海洋行业标准《波浪浮标》的编写制订单位，并于2005年10月正式发布施行。 制定了波浪浮标的企业标准，建立了波高、周期、波向的检测设备。 SZF型波浪浮标已在全国范围内推广使用，并已部分销往国外。目前主要用户有国家海洋局各海洋环境监测站、总参、海军、中国海监、海上石油、中交集团、相关的各大院所及海洋工程部门，用户已达100余家。右图为：非洲苏丹港波浪观测 一、SZF型波浪浮标的主要特 点 SZF型波浪浮标是一种无人值守的能自动、定点、定时（或连续）地对海面波浪的高度、波浪周期及波浪传播方向等要素进行遥测的小型浮标测量系统。 SZF型波浪浮标既可在离岸海区锚泊布放使用，也可随船系泊使用。可单独使用，也可作为海岸基/平台基海洋环境自动监测系统的基本设备。 该系统主要用于波浪观测工作和近海环境工程的监测工作。随着波浪浮标的应用，替代了我国已经使用了几十年的岸用光学测波浮标，结束了我国人工观测波浪的历史，解决了夜间不能观测波浪的缺陷。同时也替代了进口同类产品，打破了国
外进口海洋仪器设备一统国内市场的格局。 该浮标的成功研制使我国成为国际上少数几个具有研发、生产波浪方向浮标能力的国家之一。 二、SZF型波浪浮标主要技术指标和功能 SZF型波浪浮标在海上可以连续工作3-12个月,目前新增加了带有嵌入式太阳能充电功能的波浪浮标，可满足波浪浮标在海上长期工作的需求。工作方式有定时 或 GPS定
海洋技术▏我国海洋资料浮标观测技术的发展现状与趋势
我国海洋资料浮标观测技术的发展起步较晚，但经过长期的努力与积累，取得了丰硕成果。在“十五”和“十一五”期间，我国的海洋资料浮标观测技术达到产品化阶段，并开始浮标网的建设。 一、我国海洋资料浮标观测技术的发展现状 ⒈我国总体技术水平与国际相当 我国从1965年开始研制海洋资料浮标，经过近50年的发展，在国家863等计划和有关部门的支持下，取得了丰硕的成果，已经基本掌握了关键核心技术，总体已经达到国际先进水平。我国研制的第一个海洋资料浮标诞生于1965年，为船型结构。此后，在国家的支持下，浮标技术大力发展，目前，已经形成了直径从10m到3m的产品系列，完全能够满足我国近海长期业务化观测的需求，其中研制的3m直径小型浮标为2008年奥帆赛提供了大量有效数据，受到各界一致好评。深远海观测浮标方面也开展了部分工作，研制了工程样机，取得了一定成果，布放海域最深达到3500m，最远至印度洋和格陵兰海海域。 我国的智慧海洋的海洋资料浮标研制虽然起步较晚，但在某些方面的水平已经达到国际领先水平。观测参数种类多于国外产品；采用了多种数据通信手段，其中北斗通信方式是我国独有；数据传输间隔方面有多种传输间隔可供选择。我国已经初步建立了包含约130个浮标的近海浮标观测网，浮标种类主要由图1中的浮标和波浪浮标组成，图2给出了由山东省科学院海洋仪器仪表研究所生产的浮标沿海分布图，该研究所生产的浮标占全国业务化浮标总数的90%以上。 ⒉专用型浮标研究取得一定成果 在通用型浮标研究成果的基础上，综合国外的研究成果，我国在专用型浮标研究方面也取得了一定的成果，研制了多种专用浮标。 ⑴海洋剖面观测浮标 “十五”期间，国家海洋技术中心研制了利用马达驱动的剖面观测系统，“十一五”期间中船重工710所研制了利用浮力控制的剖面观测浮标系统，中科院海洋所研制了波浪能驱动式的剖面观测浮标系统，3种系统均经过了海上测试，最大布放水深达4000m，能观测海水温度、盐度、深度和海流等参数。 ⑵光学浮标 2005年，在863计划的支持下，中科院南海所突破水下光辐射测量的子母浮标设计和集成、海面和水体表层高光谱辐射测量、水体吸收/散射高光谱测量、锚链式水下多光谱辐射测量、海洋光学仪器窗口防污染等关键技术，研制了我国第一台光学浮标，并布放于青岛海域。
海洋浮标介绍
上海泽铭公司曹兵： 系列海洋资料浮标介绍中国海洋大学唐原广 （电话：3，） 一、SZF型波浪浮标 二、3m多参数海洋监测浮标 三、10m大型海洋资料浮标
一、SZF型波浪浮标 中国海洋大学生产的SZF型波浪浮标是国家863计划海洋监测技术成果标准化定型产品，先后得到了国家“九五”863计划、国家“十五”863计划的支持，并在“十五”期间国家863计划海洋监测技术成果标准化定型项目中得到定型（如右图）。 是国家海洋行业标准《波浪浮标》的编写制订单位，并于2005年10月正式发布施行。 制定了波浪浮标的企业标准，建立了波高、周期、波向的检测设备。 SZF型波浪浮标已在全国范围内推广使用，并已部分销往国外。目前主要用户有国家海洋局各海洋环境监测站、总参、海军、中国海监、海上石油、中交集团、相关的各大院所及海洋工程部门，用户已达100余家。右图为：非洲苏丹港波浪观测 一、SZF型波浪浮标的主要特点 SZF型波浪浮标是一种无人值守的能自动、定点、定时（或连续）地对海面波浪的高度、波浪周期及波浪传播方向等要素进行遥测的小型浮标测量系统。
SZF型波浪浮标既可在离岸海区锚泊布放使用，也可随船系泊使用。可单独使用，也可作为海岸基/平台基海洋环境自动监测系统的基本设备。 该系统主要用于波浪观测工作和近海环境工程的监测工作。随着波浪浮标的应用，替代了我国已经使用了几十年的岸用光学测波浮标，结束了我国人工观测波浪的历史，解决了夜间不能观测波浪的缺陷。同时也替代了进口同类产品，打破了国外进口海洋仪器设备一统国内市场的格局。 该浮标的成功研制使我国成为国际上少数几个具有研发、生产波浪方向浮标能力的国家之一。 二、SZF型波浪浮标主要技术指标和功能 SZF型波浪浮标在海上可以连续工作3-12个月,目前新增加了带有嵌入式太阳能充电功能的波浪浮标，可满足波浪浮标在海上长期工作的需求。工作方式有定时测量、连续测量两种。在定时测量方式中具有测量间隔3h（标准定时测量方式）和1h两种状态，测量间隔3h工作状态应能够自动加密转换成1h工作状态。 数据采集间隔：；。 数据的发送和接收通过VHF无线数据传输机或手机短信实现,通讯距离≥10km或移动网络覆盖范围内，数据接收处理机的数据有效接收率不小于95%。浮标有GPS定位和闪光灯功能。 1.测量指标
海洋水质监测浮标说明书
小型水质多参数监测 浮标系统 使用说明书 ！在使用本产品之前，请务必仔细阅读本使用说明书 ！请务必妥善保管好本书，以便日后能随时查阅 ！请在充分理解内容的基础上，正确使用
目 录 1 系统概述........................................................................1 2 系统组成........................................................................1 2.1 浮标体 (1) 2.2 水质传感器..............................................................................2 2.3 GPS (3) 1 系统概述 小型水质多参数监测浮标系统可实现对观测点的水质参数进行实时测量，数据通过CDMA 方式实时传输，在浮标出现位移过大、移动速度过大时可自动报警。配套的软件可实时显示测量数据，具有存储、查询、曲线显示、报警显示等功能。 小型水质多参数监测浮标系统分为海上浮标（如图1-1所示）和陆上接收系统（如图1-2所示）两部分。浮标系统框图如图1-3所示。 图1-1 海上浮标 工控机 CDMA路由器 RJ45接口 GPRS路由器 RJ45接口 图1-2 陆上接收系统 2 系统组成
小型水质多参数监测浮标系统包括浮标体、水质传感器、GPS 、数据采集器、通讯系统、供电系统等部分。下面分别对系统的各部分做一下详细的介绍。 2.1 浮标体 浮标体为饼型，直径为1400mm ，标体内层为2mm 不锈钢内胆，外部为10mm 玻璃钢，浮标体总重约300Kg 。浮标锚系采用锚链单点系留，适合在水深30米以内水域布放，用沉锚进行锚定。浮标体结构示意图如图2-1所示。 肯特扣 转环组 末端卸扣锚 图2-1 浮标体结构示意图 2.2 水质传感器 图2-9 太阳能电池板 2.6 供电系统 浮标采用免维护蓄电池和太阳能电池组合的供电方式，蓄电池的电量在无太阳能充电补充的情况下能保证浮标系统连续供电一个月。
海洋光学
海洋光学 海洋光学是光学与海洋学之间的边缘科学。它主要研究海洋的光学性质、光辐射与海洋水体的相互作用、光在海洋中的传播规律，以及和海洋激光探测、光学海洋遥感、海洋中光的信息传递等应用技术有关的基础研究。 海洋光学的发展简史 早在19世纪初，就有人用透明度盘目测自然光在海中的铅直衰减。不过直到19世纪末，海洋学家才开始注意研究海洋的光学性质，并结合海洋初级生产力的研究，用光电方法测量海洋的辐照度。到了20世纪30年代，瑞典等国的科学家设计制造了测定海水的线性衰减系数、体积散射系数和光辐射场分布的海洋光学仪器，进行了一系列现场测量。 从第二次世界大战后到20世纪60年代中期，是海洋光学的形成时期，人们研制了各种测定海洋水体光学性质的海洋光学仪器，对各大洋光学性质进行了现场测量和调查。1947～1948年，瑞典科学家在环球深海调查中，首次将海洋光学调查列入海洋调查计划，测量了海水中光的辐照度、衰减和散射等；1950～1952年，丹麦人在环球深海调查中，致力研究了重要海区的初级生产力和光辐照之间的关系；1957～1958年，在国际地球物理年的调查中，测量了北大西洋的水文要素和光学参数，并研究其相互的关系；美国普赖森多费尔提出了比较系统的海洋光学理论，发展了海洋辐射
传递理论；一些学者对水中能见度理论、海洋光学测量模型、光辐射场与海水固有光学性质之间的关系，进行了比较系统的研究。 20世纪60年代中期以后，是海洋光学的发展阶段。随着近 代光学、激光、计算机科学、光学遥感和海洋科学的发展，开拓了海洋光学研究的新领域。特别是结合信息传递的要求，理论上用蒙特-卡罗法定量地计算各种复杂模型的海洋辐射 传递过程，使海洋辐射传递基础研究日趋完善，并较好地解决了激光在水中的传输、海面向上光辐射与海水固有光学性质之间的关系等问题。 目前，海洋光学已发展成为一门内容丰富、有相当应用价值的光学分支学科，使海洋光学从传统的唯象研究转入物理的和技术的研究。 海洋光学的研究内容 海洋光学主要研究海洋水体对光辐射的散射、吸收、光谱等性质及光辐射在海洋中的传播规律。海水对光具有强散射和强吸收，其散射系数比大气约高4～6个数量级。其散射函 数前向性很强，海水的光谱透射分布主要决定于吸收。 海中光传播规律主要决定于多次散射，研究海中光传播规律的海洋辐射传递理论是海洋光学的核心问题。已知海洋水体的散射函数和吸收系数，对海洋辐射传递方程求解，即可得到日光、人工光源和激光在海水中的传播规律。反之，由辐
海洋观测浮标通用技术要求
海洋观测浮标通用技术要求 （试行） 国家海洋局 二〇一四年十二月 1范围
本要求规定了海洋观测浮标的系统组成、技术要求、检验方法及标志、包装、运输和贮存的要求。 本要求适用于海洋观测网业务化应用的海洋观测浮标的采购、检验和评估。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 CB/T 3855 海船牺牲阳极保护阴极设计和安装 GB/T 13972-2010 海洋水文仪器通用技术条件 GB/T 14914 海滨观测规范 HY/T 143-2011 小型海洋环境监测浮标 HY/T 142-2011 大型海洋环境监测浮标 3术语和定义 3.1海洋观测浮标 锚泊在特定海区对该海区的水文、气象等要素进行定点、自动、长期、连续观测并定时发送资料的浮标。 3.2浮标检测仪 一种配备浮标专用检测软件，可对浮标进行工作参数设置及功能检测的设备。 3.3浮标接收岸站 接收海洋观测浮标发送或者通过数据平台中转的测量数据的地面接收设备和设施。 4系统组成 4.1基本组成 海洋观测浮标由浮标体、数据采集器、安全系统、浮标检测仪、传感器、通信系统、供电系统、锚系、浮标接收岸站（以下简称岸站）九部分组成。 4.2浮标体 为浮标提供浮力支撑，同时也作为仪器搭载平台，由塔架、标体、配重组成。 4.3数据采集器 按照设定的工作时序，自动采集、处理、存储观测数据，并将处理后的数据通过无线通信方式实时发送到岸站。 4.4安全系统 具有警示、防雷、发现浮标移位、开舱、进水的功能，由雷达反射器、避雷针、卫星定位系统、开舱、进水传感器组成。 4.5浮标检测仪 对浮标进行设置、调试和检测。 4.6传感器 包括风、空气温度、相对湿度、气压、水温、盐度、波浪、海流传感器等。
我国海洋光学的应用与发展
我国海洋光学的应用与发展 光学是研究海洋的光学性质、光在海洋中的传播规律和运用光学技术探测海洋的科学。它是海洋物理学的分支学科，又是光学的分支学科。光电子学方法是海洋光学测量的主要手段，基础研究中包括实验和理论两方面。实验方面主要运用现场和实验室的测量方法进行海洋光学性质的研究。 一、海洋光学的研究内容 ⒈海面光辐射研究：主要研究日光射入海洋后，经过辐射传递过程所产生的、由海洋表层向上的光谱辐射场，是建立光学海洋遥感模型的重要依据。 ⒉水中能见度：主要研究水中的视程和图象在水中的传输问题。 ⒊激光与海水的相互作用：主要研究激光在水中受到的散射、吸收及其所遵循的传输过程。 ⒋海洋水体的光学传递函数：用线性系统理论研究海洋水体对光的散射和吸收的过程。主要研究海水点扩展函数、海水光学传递函数与海水固有光学参数的关系。它是建立海洋激光雷达方程和水中图象系统质量分析的重要依据。 二、海洋光学的研究课题 ⒈基础理论方面：鉴于单色光辐射传递模型已不能满足
多光谱水色遥感的要求，必须进一步研究海洋辐射传递的逆问题，尤其是浅海和表层光谱辐射传递、非均匀水体光谱辐射传递、海－气系统光谱辐射传递逆问题的物理模型和计算方法。激光在水中单程的平衡态的传输过程的研究，已不能满足激光雷达探测海洋的要求，必须深入研究窄光束反向多次散射的辐射传递和非平衡态辐射传递模型及其计算方法。 ⒉实验技术方面：传统的船测方法已不能满足近代海洋光学发展的要求，必须发展海洋光学参数的遥测方法，研究新的海洋光学测量模型，以发展新的测量技术和测量仪器。同时，应着重加强应用研究，在海洋光学中不断引入近代光学方法和激光新技术，继续开拓海洋光学在海洋开发、海洋要素的探测及海洋技术中的应用。 三、海洋光学仪器 测量海洋光学性质的仪器。它可分成两类： （一）测量海水固有光学性质的仪器 因为固有光学性质不受环境条件的影响，可采样在实验室中测量，也可在现场测量，故这类仪器又分为实验室仪器和现场测量仪器两种。测定固有光学性质的仪器主要包括线性衰减系数测定仪（和准直光透射率仪）、测定体积散射函数的β仪、测定总散射系数的b仪。其中的β仪和b仪，都称为水中光散射仪。线性衰减系数测定仪测定准直光束在海
关于海上浮标的调研报告
关于海上浮标类型的调研报告海洋浮标是在海上的观测浮标为主体组成的海洋水文气象自动观测站。它能按规定要求长期、连续地为海洋科学研究、海上石油（气）开发、港口建设和国防建设收集所需海洋水文气象资料，特别是能收集到调查船难以收集的恶劣天气及海况的资料。由于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，对远洋航行起不了作用，建立海洋浮标就可解决这个问题。海洋浮标是一个无人的自动海洋观测站，它由被固定在指定的海域，随波起伏，如同航道两旁的航标。 海洋是变幻莫测的地方，人们在沿海和海岛上建立了海洋观测站，测量波高、海流、海温、潮位、风速、气压等水文气象要素，掌握了这些资料，将会给人们带来更多便利。例如，知道了大风大浪区域，航海时便可避之而行，免除了船覆人亡的惨剧；知道了海流流向，航海时便尽可能的顺之而行，以节约航海时间和能源消耗；知道了潮位的异常升高，便可及时防备突发事件，力图在灾害发生时将损失降至最低限度。还有，海洋观测站获得的资料，对海上工程建筑和海洋科学研究也是必不可少的。 浮于水面的一种航标，是锚定在指定位置，用以标示航道范围、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志。浮标在航标中数量最多，应用广泛，设置在难以或不宜设立固定航标之处。浮标，其功能是标示航道浅滩或危及航行安全的障碍物。装有灯具的浮标称为灯浮标，在日夜通航水域用于助航。有的浮标还装雷达应答器、无线电指向标、雾警信号和海洋调查仪器等设备。 浮标有不同的种类和规格，按布设的水域可分为海上浮标和内河浮标。海上浮标标身的基本形状有罐形、锥形、球形、柱形、杆形等。由于浮标受风、浪、潮的影响，标体有一定浮移范围，不能用作测定船位的标志。若采用活结式杆形浮标则位置准确，受撞后可复位。内河浮标有鼓形浮标、三角形浮标、棒形浮标、横流浮标和左右通航浮标等。浮标的形状、涂色、顶标、灯质（灯光节奏、光色、闪光周期）等都按规定标准制作，均有特定含义。 1971年国际航标协会的技术委员会把各种海上浮标归为A、B两个系统。A 系统为侧面标志（面向港口红色在左）和方位标志相结合的系统；B系统为侧面标志系统（面向港口红色在右）。1980年11月，在东京举行的第10届国际航标会议上合并A、B系统为统一系统，包括侧面标志、方位标志、孤立危险物标志、安全水域标志和专用标志等5类标志。侧面标志在A、B系统中标示内容相反，其他4种标志是一致的。方位标志是在以危险物或危险区为中心的真方位西北至东北、东北至东南、东南至西南、西南至西北4个象限内，分别设立北方位标、东方位标、南方位标、西方位标，标示可航水域在方位标同名一侧。孤立危险物标志设在危险物上或尽量靠近危险物的地方，指示船舶应避开航行。安全水域标志设在航道中央或中线上，标志周围均可通航。专用标志用于标示某一特定水域或特征，如检疫锚地、禁航区、海上作业等。 欧洲国家、非洲国家和海湾地区，以及亚洲一些国家和澳大利亚、新西兰采用A系统，称为A区域；美洲国家、日本、韩国、菲律宾采用B系统，称为B 区域。中国在国际海区水上助航标志A区域的原则基础上，结合中国情况于1984年制定了《中国海区水上助航标志》国家标准和《中国内河助航标志》国家标准，并已付诸实施（参见中国海区水上助航标志和中国内河助航标志）。 浮标、潜标技术是六十年代由一些海洋发达国家开始使用并发展起来的；浮
海洋光学浮标光学窗口防污装置的设计①
李彩等：海洋光学浮标光学窗口防污装置的设计 海洋光学浮标光学窗口防污装置的设计① 李彩②，柯天存，曹文熙，邓崇仁，杨跃忠，卢桂新 （中国科学院南海海洋研究所LED实验室，广东，广州，510301） 摘要设计、开发并测试了一种用于防止浮标水下光学仪器窗口被污染的装置。该装置通过一个一侧带有橡皮清洁刷的铜质保护盖保护浮标的光学窗口不被污染。在需要光学传感器采样时，铜质保护盖携带清洁刷清洁光学窗口若干次后移出光学窗口，采样结束后又重新转回光学窗口上方。该装置的可靠性已在我国近海作试验得以验证。 关键字水色遥感，光学窗口污染，海洋光学浮标 0. 引言 水色遥感信息的应用依赖于现场光辐射测量技术。海洋光学浮标就是在水色卫星遥感应用的推动下于上世纪80年代才发展起来的、用于测量时间系列上海水光学特性的一种新型装备。安装在海洋光学浮标上的光谱辐射计可以提供连续的海水光学特性参数的测量，为水色遥感卫星提供实时、大量的校正数据。然而，由于长时间在海水中连续工作，仪器非常容易受污染，其光学传感器窗口上面容易附着一些微生物或其它有机物（如油类）和无机物（如泥沙）[1] ，同样的，无脊椎动物的幼体附着并生长在光学传感器的玻璃窗口上也是一个普遍存在的污染问题，而光辐射测量对上述这些污染十分敏感，窗口受污染后的测量误差无法估计，污染严重时，甚至无法进行测量。因此，必须寻求一种稳定、可靠的光学传感器窗口防污、除污装置，有效的防止因上述污染而造成的仪器测量误差。 目前适用于光学浮标窗口防污、除污的方法主要有以下四种： 防生物附着膜：主要是利用各种有机化合物，如美国海军研究署研制的OMP-8、 TBT（三丁基锡化合物） 等，但上述方法效果有 限，光学性质不稳定， 对于生物作用具有一定 的选择性[1]、[3]，而且， 这种方法还会受到仪器 投放时间（即各有机化合物的有效期）的限制，同时，由于上述有机物都具有一定的毒性，对海水会造成一定程度上的污染，因而没有得到广泛的推广应用。 蛙人清洗：这种方法就是直接派潜水人员下水清洗，美国MOBY就采用这一方法。这种方法处理海水表层的测量仪器还可以使用，但对于真光层仪器进行清洗则需配备特殊的潜水装置，而且，这种方法由于受到清洗次数的限制，对仪器的测量精度还是有一定的影响。 药物缓慢释放法：这种方法我们在大亚湾实验中采用过，有一定的防污效果。但它与防生物附着膜法有相同的不足，即：对于海区和时间的使用范围具有一定的选择性，同样会对海水造成污染。 自动清洗刷：其基本原理与汽车前玻璃清洗刷相同，日本的光学浮标NASDA Optical Buoy使用的就是这种防污装置[2]，有较好的效果。 鉴于上述各种方法的特点和不足，结合我国海洋光学浮标技术的需要，我们设计了一种同时具有防污和清污功能的新型装置，初步近海试验已经取得了满意的效果。 1. 设计思想 光学浮标需要在海上连续工作3～6个 月。其窗口表面容易受浮游生物（如藻类和 藤壶类）及泥沙的附着，严重影响窗口的通 光性能。光学窗口表面一般采用特氟隆（聚 四氟乙烯）等材料或光学玻璃。特氟隆等本 身有一定的防生物附着能力，其透光的漫射 性能也很好，因此将它用于辐照度测量窗 ①国家863计划项目（2001AA631010）资助 ②女，1977年生，在职博士研究生，研究方向：海洋环境遥感，联系人
海洋观测浮标通用技术要求整理试行.doc
精品资料 海洋观测浮标通用技术要求 （试行） 1范围 本要求规定了海洋观测浮标的系统组成、技术要求、检验方法及标志、包装、运输和贮存的要求。 本要求适用于海洋观测网业务化应用的海洋观测浮标的采购、检验和评估。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 CB/T 3855 海船牺牲阳极保护阴极设计和安装 GB/T 13972-2010 海洋水文仪器通用技术条件 GB/T 14914 海滨观测规范 HY/T 143-2011 小型海洋环境监测浮标 HY/T 142-2011 大型海洋环境监测浮标 3 术语和定义 3.1 海洋观测浮标 锚泊在特定海区对该海区的水文、气象等要素进行定点、自动、长期、连续观测并定时发送资料的浮标。 3.2浮标检测仪 一种配备浮标专用检测软件，可对浮标进行工作参数设置及功能检测的设备。 3.3浮标接收岸站 接收海洋观测浮标发送或者通过数据平台中转的测量数据的地面接收设备和设施。 4系统组成 4.1基本组成 海洋观测浮标由浮标体、数据采集器、安全系统、浮标检测仪、传感器、通信系统、供电系统、锚系、 浮标接收岸站（以下简称岸站）九部分组成。 4.2浮标体 为浮标提供浮力支撑，同时也作为仪器搭载平台，由塔架、标体、配重组成。
精品资料 按照设定的工作时序，自动采集、处理、存储观测数据，并将处理后的数据通过无线通信方式实时发送到岸站。 4.4安全系统 具有警示、防雷、发现浮标移位、开舱、进水的功能，由雷达反射器、避雷针、卫星定位系统、开舱、进水传感器组成。 4.5浮标检测仪 对浮标进行设置、调试和检测。 4.6传感器 包括风、空气温度、相对湿度、气压、水温、盐度、波浪、海流传感器等。 4.7通信系统 采用短波、超短波、蜂窝移动通信或卫星等通信方式，将观测数据传输到岸站，由天线和通讯模块或一体化通讯设备组成。 4.8供电系统 为浮标的长期连续工作提供电源，由太阳能电池板、免维护蓄电池和充放电控制器组成。 4.9锚系 提供稳定的系泊力，使浮标能够在恶劣的海洋环境中长期系泊定位，由锚链、连接件、锚等组成，根据使用目的、深度和布放海区的不同，有时会用到系留缆、包塑钢丝绳等。 4.10岸站 接收来自海上浮标发送的数据，并对数据进行处理，具有保存、显示、查询、生成报表、报警提示等功能，由配套设施、通信设备、数据处理计算机和专业软件组成。 5技术要求 5.1观测要素、时次、单位和准确度 5.1.1观测要素 观测要素一般包括：风、气压、空气温度、相对湿度、水温、盐度、海流、波浪。 其它观测要素可根据需要增加。 5.1.2观测时次 所有观测要素除特殊要求，应一小时观测一次，并在整点前完成观测，各要素采集结束时间应尽量靠近整点。 5.1.3观测单位和测量准确度
【CN110171534A】一种高分子海洋浮标【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910289019.5 (22)申请日 2019.04.11 (71)申请人 巢湖市银环航标有限公司 地址 238000 安徽省合肥市巢湖市长江西 路318号 (72)发明人 徐玉军 (51)Int.Cl. B63B 22/00(2006.01) B63B 22/20(2006.01) F03D 9/00(2016.01) F03D 9/11(2016.01) (54)发明名称一种高分子海洋浮标(57)摘要本发明提供一种高分子海洋浮标，涉及海洋监测设备技术领域，包括浮体，浮体的上端竖向设置有桅杆，桅杆的周侧面上安装有太阳能板，桅杆的顶端设置有气象传感器和GPS信号灯，太阳能板的下方桅杆上安装有风力发电组，浮体的内部设置有经纬度定位装置、数据采集处理装置和信号发射装置，浮体的内部顶端安装有电源电池，浮体的下端沿着中轴线位置设置有配重块，配重块的下端面水文水质传感器。本发明通过风力发电组和太阳能板的设置，使得设备在不同天气都充足的电能，通过太阳能板安装架和伸缩杆的配合，使得太阳能板变成可收缩的结构，增加使用年限，整个设备结构简单，节能环保，能够长期高效的收集海洋上的各种信息和人们所需的 资料。权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 110171534 A 2019.08.27 C N 110171534 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110171534 A 1.一种高分子海洋浮标，包括浮体(1)，其特征在于： 所述浮体(1)的上端竖向设置有桅杆(2)，所述桅杆(2)的周侧面上转动安装有太阳能板(3)，所述桅杆(2)的顶端设置有气象传感器(4)和GPS信号灯(5)，太阳能板(3)的下方桅杆(2)上安装有风力发电组(6)，所述浮体(1)的内部设置有经纬度定位装置(7)、数据采集处理装置(8)和信号发射装置(9)，浮体(1)的内部顶端安装有电源电池(10)，所述经纬度定位装置(7)、数据采集处理装置(8)和信号发射装置(9)与电源电池(10)电性连接，浮体(1)的下端沿着中轴线位置设置有配重块(11)，配重块(11)的下端面水文水质传感器(12)。 2.根据权利要求1所述的一种高分子海洋浮标，其特征在于：所述浮体(1)为一个圆柱形腔体结构。 3.根据权利要求1所述的一种高分子海洋浮标，其特征在于：所述电源电池(10)为铅蓄电池。 4.根据权利要求1所述的一种高分子海洋浮标，其特征在于：所述桅杆(2)的侧面转动安装有四个太阳能板安装架(13)，安装架(13)围绕桅杆(2)环形均匀分布，所述太阳能板(3)通过太阳能板安装架(13)安装，太阳能板安装架(13)下端内侧两边设置有伸缩杆(14)，伸缩杆(14)的末端转动连接在桅杆(2)上，所述太阳能板安装架(13)的上方桅杆(2)间水平设置有挡雨板(15)，挡雨板(15)的上端设置有雨水收集盒(16)，雨水收集盒(16)的底部设置有排水管(17)，雨水收集盒(16)的中间位置通过细线拴有漂浮球(18)，漂浮球(18)的下端连接有拉力感应开关(19)，拉力感应开关(19)与伸缩杆(14)电性连接。 5.根据权利要求4所述的一种高分子海洋浮标，其特征在于：所述太阳能板安装架(13)为不锈钢材质。 6.根据权利要求4所述的一种高分子海洋浮标，其特征在于：所述排水管(17)的直径为2-3毫米，所述雨水收集盒(16)的为一个上大下小的圆台型结构。 7.根据权利要求1所述的一种高分子海洋浮标，其特征在于：所述风力发电组(6)包括风车叶片(601)，风车叶片(601)通过竖向支撑杆(602)安装在桅杆(2)上，所述风车叶片(601)的右端安装有风力发电机(603)，浮体(1)的内部设置有充电器(604)，充电器(604)电性连接在所述电源电池(10)上。 8.根据权利要求7所述的一种高分子海洋浮标，其特征在于：所述风力发电组(6)一共有四组且围绕桅杆(2)环形均匀分布。 2
锚泊光学浮标浮体设计及近海试验
热带海洋学报 JOURNAL OF TROPICAL OCEANOGRAPHY 2010年 第29卷 第2期：1?6 https://www.sodocs.net/doc/ff5488197.html,; https://www.sodocs.net/doc/ff5488197.html, 收稿日期：2009-05-06; 修订日期：2009-11-08。孙淑杰编辑 基金项目：国家863计划重大项目(2006AA09A310); 中国科学院重要方向性项目及装备项目(KZCW2-YW-215) 作者简介：曹文熙(1963—), 男, 湖南省郴州市人, 研究员, 博士, 主要从事海洋光学研究。E-mail: wxcao@https://www.sodocs.net/doc/ff5488197.html, * 感谢中山大学詹杰民、苏炜、赵陶等同志协助完成了浮标模型的水池动力试验。南海北部开放航次为光学浮标的海上试验提供了条件, “实验3”号科学考察船船员在浮标的布放和回收中付出了辛勤的劳动, 赵俊、许占堂、周雯、王桂芬、梁少君等参加海上试验, 在此锚泊光学浮标浮体设计及近海试验* 曹文熙1, 杨跃忠1, 张敬祥1, 柯天存1, 卢桂新1, 李彩1, 郭超英1, 孙兆华1,2 (1. 中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境动力学重点实验室, 广东 广州 510301; 2. 中国科学院研究生院, 北京 100039) 摘要: 文中设计的光学浮标采用了柱状浮体, 提出了自由旋转的马鞍链结构。理论计算结果表明, 该光学浮标一是初稳性高度大, 二是光学浮标重心位于浮心之下, 浮标的摇摆角较小, 抗倾斜及倾覆能力强。海上试验结果表 明, 对于风力7节、浪高3—4m 以下的海况, 浮标倾角≤5°的次数占总采样次数的 54%, 浮标倾角≤10°的次数占总采样次数的83%, 浮标性能较好地满足了水下光辐射测量的技术要求。为减小阴影效应带来的光辐射测量误差, 文中采用了两种解决方法: 一是伸臂结构解决浮标体阴影的影响, 当太阳天顶角为0°时, 在近岸或者清洁水体中浮标体阴影引起的向上辐亮度测量误差分别不大于4% 和1%; 二是光纤光谱仪测量技术减少仪器自阴影的影响, 设计的光谱辐照度和辐亮度光学探头直径均为0.042m, 当水体光束衰减系数为0.12m ?1, 太阳天顶角为10°时, 自阴影引起的向上辐亮度测量误差仅为1.5%。 关键词: 海洋光学; 光学浮标; 水色遥感; 定标与检验 中图分类号: P733.39 文献标识码: A 文章编号: 1009-5470(2010)02-0001-06 Design and test of moored optical buoy CAO Wen-xi 1, YANG Yue-zhong 1, ZHANG Jing-xiang 1, KE Tian-cun 1, LU Gui-xin 1, LI Cai 1, GUO Chao-ying 1, SUN Zhao-hua 1,2 (1. LED , South China Sea Institute of Oceanology , Chinese Academy of Sciences , Guangzhou 510301, China ; 2. Graduate Univ. of Chinese Academy of Sciences , Beijing 100039, China ) Abstract: A spar body was considered and a free-rotated saddle was used in a moored optical buoy. Theoretical results indi-cated that the buoy’s high initial stability enables it to be stable. Due to the centre of gravity position being lower than the buoyant centre, the rolling angle of the buoy is small, as it would result in strong ability to resist tilting and capsizing. In situ experiment results indicated that 83% of the buoy’s tilt angles are ≤10° and 54% of the buoy’s tilt angles are ≤5° under the conditions of wind speed less than 7 knots and wave height less than 3?4m, therefore the buoy performance satisfies the tech-nical requirement for underwater light measurements. To minimize the shelf–shading effects on the light measurements, two solutions were found: First of all, stroked-out structures were used to avoid shelf-shading of buoy body, and when the solar zenith angle was 0°, the shelf-shading errors of upwelling radiance were lower than 4% and 1% for coastal and open oceans, respectively; Second, fiber spectrometer was used to avoid shelf-shading of sensors. The diameter of designed optical sensors for irradiance and radiance was 0.042m. When the beam attenuation coefficient was 0.12m ?1 and the solar zenith angle was 10°, the self-shading error was 1.5% for upwelling radiance. Key words: ocean optics; optical buoy; ocean color remote sensing; calibration and validation 自1978年第一台试验性水色遥感器“海岸带水色扫描仪(CZCS)”成功发射后, 水色遥感已取得长足的进展, 并逐步成为海洋环境监测、渔业评估和科学研究的重要手段。目前, 海洋初级生产力、海
提高科研产出影响力的一些思考
提高科研产出影响力的一些思考 图一：南海海洋研究所专利申请与授权数（1998-2006） 图二：南海海洋研究所SCI论文数（1998-2006）
服务于海上海事安全的灯船水文气象远程实时监测系统 创新促进科研产出大幅度提高——以南海所为例 中科院南海海洋研究所成立于1959年1月，是我国规模最大的综合性海洋研究机构之一，为我国从事南海海洋科学研究的主力军。现有职工395人，研究员60多人，博士生导师43人，中科院“百人计划”14人。拥有海洋科学博士后流动站，海洋生物学、物理海洋学、海洋地质学博士学位授予点和6个硕士学位授予点，在学研究生280人，博士后和客座流动专家30多人。依托有中科院热带海洋环境动力学重点实验室、中科院边缘海地质重点实验室（与地化所共建）、中科院热带海洋生物资源可持续利用重点实验室（含2个广东省重点实验室），以及4个临海实验站（含2个国家级观测站）和“实验3号”和“实验2号”2艘大型科学考察船。近半个世纪以来，共取得科研成果600多项，其中获国家、中科院、部委和省市级成果奖225项；申请专利100多项，获授权专利52项；近年来发表SCI 论文300多篇。 南海所知识创新工程三期优先发展“热带海洋环境与生态过程”、“边缘海地质演化与油气资源”、“热带海洋生物资源可持续利用”、“中尺度海洋研究观测体系及其关键技术研究”等4个研究领域，建立具有南海特色的热带海洋资源与环境过程理论体系和关键应
用技术，推动海洋科技应用开发和成果转化，为国家发展海洋经济、保护海洋生态环境和维护海洋权益与国防安全做出基础性、战略性和前瞻性的重大贡献。 2002年以来，通过实施知识创新试点工程，南海所在科技产出、人才培养和队伍建设等方面取得了长足的进步，对外竞争力显著增强。通过承担国家973、863及中科院、广东省重大、重点科研项目，在“热带海洋环境动力学”、“边缘海地质演化”和“热带海洋生物资源可持续利用”等三个创新研究领域，取得一批重要科技创新成果。包括：南海中尺度环境动力过程及其在近海工程中的应用；热带亚热带海域生态过程与生物生产机制；南海边缘海地质演化及其资源效应；热带海洋生物资源的可持续利用。南海中尺度动力过程与工程动力环境的研究在国内起着引领作用；边缘海形成演化不断构架了理论框架，为我国制定海域划界和油气资源勘探提供了不可缺少的科学支持；海洋沉积物记录的古环境研究进入国际前沿水平；热带亚热带海洋生态过程研究的一系列成果为保护海洋环境与生物多样性和发展海洋经济做出重要贡献；海水养殖技术和海洋药物成果已在华南沿海的沿海养殖业和海洋药物开发中发挥关键作用。 以上成果分别在2002－2006年获得省部级特等奖等科技成果奖共二十多项。申请国家专利87项，其中申请发明专利70多项，被授予发明专利权46项，被授予发明专利项数逐年递增(图一)。成果转化有力地推动了海洋产业的发展，创造出显著的社会经济与生态环境效益，连续二次荣获中科院院地合作先进集体和先进个人奖。 SCI论文发表的数量大幅度上升，2002-2006年间，发表SCI论文386篇，从2002年的24篇增加到2006年的120篇（图二），论文质量不断提高。根据中科院资环局与院资源环境信息中心的统计资料，在中科院资源环境类25个研究所中，南海所SCI论文数排名从1998-2001年的第17位上升到2002- 2004年的第11位。 深刻认识提高科研产出影响力的意义 研究所的产出有多种形式，包括公开发表的论文和技术报告、专利以及可转移的技术秘密、满足国家战略需求的咨询报告以及培养的人才等。科研成果对下一环节增值或对社会有没有重大影响不完全取决于科研人员是否勤奋工作，在很大程度上也取决于这项科研工作是否值得做。也就是说，有影响力的科研产出主要取决于它的创新能力，创新少产出就少，没有创新就没有高影响力的产出。在所有这些产出中最有价值的是凝结科研人员智慧的知识产权，而不是按工时计算的传统劳动力。因此，高影响力的科研产出需要具备创新能力的科技人力资源。 在信息和知识经济时代，必须依靠科技资源才能解决经济和社会发展等问题，知识、智力、技术和信息必定成为重要的战略资源。知识资源成为科技创新的第一要素的知识经济正在兴起，知识的创造和发展大大降低了人类社会对自然资源的依附，传统的生产要素已逐
FZF2_3型海洋资料浮标传感器系统
第17卷 第2期1998年6月 海 洋 技 术 OCEAN TECHNOLOGY Vol.17,No.2 June,1998 FZF2-3型海洋资料浮标传感器系统 赵 力 (山东省科学院海洋仪器仪表研究所,青岛266001) 摘 要 本文介绍了FZ F2-3型海洋资料浮标系统中各种传感器的技术性能指标、工作原理、构造特 性及在海洋浮标系统中进行海洋监测工作中的应用情况。 关键词 浮标 传感器 技术性能 海洋资料浮标系统中的各种传感器是浮标系统的主要组成部分之一,是进行各种海洋水文气象要素测量的一次代表。其性能指标的优劣直接决定着浮标系统测量数据的质量。目前,我国资料浮标系统测量所用的传感器多数是国内厂家研制生产的,只有少数传感器是进口的。各传感器的性能指标基本上能满足资料浮标的需要。在FZF2-3型海洋资料浮标系统中,主要配有风速风向、方位、气温、气压、水温、波浪等传感器。本文就这些传感器的技术性能、工作原理、构造特征以及在浮标系统中进行海洋环境监测中的应用情况作以下介绍,以期交流。 1 风速风向传感器 FZF2-3型海洋资料浮标系统中的风速风向传感器采用的是美国R.M.Young公司的05103型风速仪,它结构简单轻便、耐腐蚀、设有滑环和电刷,因而增加了可靠性。 风速传感器的四片旋桨是用聚丙烯材料制成的,直径为18cm,螺距30cm,距离常数是2.7m,旋桨的启动灵敏度是0.6m/s。旋桨转动产生的频率正比于风速的正弦交流信号。交流电压信号是由装在旋桨轴上的无极环形磁铁感应安装在主壳体内中心位置上的线圈而产生的,该线圈安装在主体的非转动部分,因而不需要滑环和电刷。尾翼的启动灵敏度是1m/s,阻尼常数是0.25,尾翼的位移是通过一个连接器传送到位于风速感应线圈下面的主壳体密封室的导电塑料电位器上,当激励电压加到电位器上时,输出信号是一个正比于方位角的模拟电压。 05103型风速仪的技术指标为: 收稿日期:1998-02-13