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海洋上层高分辨率温度链观测系统设计

2023-03-21武文豪徐霄阳张晨光徐国峰

海洋技术学报 2023年5期
关键词:测量

武文豪,徐霄阳,张晨光,徐国峰

(1.中国海洋大学三亚海洋研究院,海南 三亚 572025;2.中国科学院深海科学与工程研究所,海南 三亚 572025)

海洋上层高分辨率温度数据对海洋牧场建设、全球气候变化评估、海洋环境预报、防灾减灾等具有重要意义[1-2]。目前,国内外对海洋上层温度剖面的观测主要采用挂载自容式温度传感器的方式,这种观测方式只能等到设备回收时才能获取数据,观测数据的时效性差,无法满足实时观测需求[3-4]。另外,传统的温度传感器存在体积大、价格昂贵等问题,大幅度增加了海上作业布放难度和观测成本。

因此,国际上开始研制一种新型高精度小型化温度链。此类设备是在满足测量精度性能下实现实时数据观测,整个系统携带多个传感器节点,可完成不同深度海域的温度数据测量。以加拿大RBR公司的concderto3Tx、德国GEOPRECISION 公司的T-Node 和RST Instruments 公司的Thermistor Strings为主要代表。其中,RBR 公司研制的concderto3Tx采样间隔最短可达3 s,链路可配备24 个传感器节点,链路长度400 m,测量精度±0.005 ℃,该链式观测设备在国际上已逐渐开展应用[5-6]。目前国内一些高校、科研院所、海洋公司也开展了对温度链的研究,但存在观测系统结构复杂、观测深度较浅、研制成本较高、测量精度不够等问题[7-8]。

基于上述背景,本文设计研制了一种可实时获取海洋上层温度剖面数据的温度链系统,其链路总长200 m,具有10 个测温节点,采用RS-485 通信方式,测量初始精度优于±0.005 ℃,如图1 所示。其具有成本低、体积小的优点,方便集成于调查船、漂流浮标等多种海洋观测平台,可有效满足海洋上层高分辨率温度剖面观测需求。……

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