王永杰 王建丰 任 强 于 非 李 芳

(1. 中国科学院半导体研究所 北京 100083; 2. 中国科学院海洋研究所 青岛 266071)

海水温度是海洋物理性质中最基本、最重要的要素之一, 是反映海水热状况的一个物理量, 很多海洋现象甚至陆地现象都与海水温度相关。海水温度的时空分布及其变化规律, 不仅仅是海洋科学的重要研究内容, 而且对气象、航海、渔业、军事等有重要作用和意义(周红伟等, 2016)。

随着技术的发展, 液压和机械温度计已经被电学式传感器所替代, 电学式温度传感器从工作原理上分为热电式、电阻式、晶体震荡式、红外辐射式等,从应用方式上已演化出直读式、自容式、遥感式等。进入 21世纪后, 光纤传感技术也日趋成熟, 已在军事航天、石油石化、地球物理、土木工程等领域发挥着不可替代的作用。经文献调研, 光纤传感在海洋领域的应用研究已广泛开展, 如光纤传感器对海洋温度(张登攀等, 2015)、压力(深度)(Duraibabuet al, 2015)、盐度(王晶等, 2015)、溶解氧浓度(霍树梅, 2000)、pH值、叶绿素a(Piazenaet al, 2002)、生化耗氧量(BOD)、悬浮物含量、石油污染物、黄色物质等的现场测量, 以及对海洋平台的监控等。光纤传感技术具备本征绝缘、传输损耗低、速率高、易复用等特点, 适合在海洋观测技术领域原位组网成阵应用。随着光纤传感市场容量的扩大, 核心零部件成本大幅降低, 这为光纤传感技术在民用领域的规模化应用提供了可能。

中国科学院半导体研究所在中国科学院战略先导科技专项(以下简称“海洋先导专项”)的支持下, 开展了光纤传感器技术, 特别是光纤温度(张登攀等,2015)、深度传感器在物理海洋领域的应用研究工作。……