國家海洋技術(shù)中心作為國家海洋觀測和海洋能業(yè)務的支撐單位，一直堅持以黨中央、國務院決策部署為引領，以支撐國家重大需求為戰(zhàn)略任務，集聚力量持續(xù)推進原創(chuàng)性引領性海洋技術(shù)攻關(guān)，為建設海洋科技強國提供技術(shù)支撐。2023年5月20日-31日是全國科技活動周，為落實習近平總書記關(guān)于科技創(chuàng)新的重要論述，大力弘揚科學家精神，樹立熱愛科學、崇尚科學的社會風尚，開展中心“海洋科技成果巡禮”活動。
“海洋科技成果巡禮”專欄—溫鹽深傳感器
一、背景介紹
海水溫度、鹽度、深度是最基礎的海洋環(huán)境信息，不僅在海洋科學研究中占據(jù)重要地位，還是業(yè)務化海洋觀測預報和海洋安全保障等領域不可或缺的數(shù)據(jù)源，在海洋生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、交通運輸、海洋漁業(yè)等領域都有廣泛的應用。在海洋技術(shù)中，傳感器是感知部分，在海洋觀測監(jiān)測和調(diào)查領域居于關(guān)鍵地位，是自主設備研發(fā)的關(guān)鍵突破口之一。因此，海洋溫鹽深傳感器是海洋觀測網(wǎng)中多種觀測設備必備的“關(guān)鍵共性部件”，自主研發(fā)和應用溫鹽深傳感器，對實現(xiàn)高水平科技自立自強、加快國家海洋強國建設具有重要意義。
海洋溫鹽深測量的主要應用領域
海洋溫鹽深傳感器在海洋觀測網(wǎng)中應用分布
二、技術(shù)發(fā)展歷程
國家海洋技術(shù)中心是國內(nèi)最早開展溫鹽深測量技術(shù)研究的單位，是該技術(shù)領域的國家隊和主力軍。上世紀70年代自行研制的1000米自容式溫鹽深自記儀應用于國家718工程，獲取了海上試驗場的溫鹽深水文數(shù)據(jù)資料，為洲際導彈發(fā)射試驗成功做出貢獻。1984年，我們的溫鹽深剖面儀隨我國南極考察隊進行了首次南大洋考察，在南回歸線海域獲得3080米溫鹽深剖面數(shù)據(jù)，被考察隊列為首次南大洋考察突出成就之一，儀器被永久保留在南極長城站。科研人員經(jīng)過多年潛心鉆研，出版了國內(nèi)第一本溫鹽深測量專著《海水鹽度測量技術(shù)》。
上世紀70年代科研人員布放1000米自容式溫鹽深自記儀
1984年3000米溫鹽深剖面儀與南極長城站合影
國內(nèi)溫鹽深測量領域第一本專著《鹽度測量技術(shù)》
90年代，世界環(huán)流試驗計劃（WOCE）對溫鹽深測量技術(shù)與設備提出了具體的先進指標要求，國際上有實力的海洋儀器公司紛紛響應，眾多高技術(shù)性能產(chǎn)品出現(xiàn)并開始大舉進入國內(nèi)，國內(nèi)外傳感器技術(shù)水平差距慢慢拉大，我國自主海洋傳感器技術(shù)遇到了嚴峻的挑戰(zhàn)。到本世紀初期，我國動力要素海洋儀器水平大幅度落后，國內(nèi)市場95%以上被進口儀器所占據(jù)，高精度傳感器更是被進口產(chǎn)品100%壟斷。
三、突破核心關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)自主創(chuàng)新
在國家重點研發(fā)計劃“海洋環(huán)境安全保障”重點專項支持下，國家海洋技術(shù)中心溫鹽深傳感器科研團隊承擔了“基于水下平臺的系列化溫鹽深測量儀產(chǎn)品化”“船載系列溫鹽深測量儀產(chǎn)品化技術(shù)研究”“大深度溫鹽深流同步觀測與感應傳輸技術(shù)研究”“多層溫鹽深準實時觀測技術(shù)研究”等多個項目任務。
經(jīng)過持續(xù)研發(fā)，固化傳感器工藝，不斷提高傳感器性能，解決了困擾科研人員多年的批量制作一致性、成品率、穩(wěn)定性、可靠性不高等難題。實現(xiàn)20余型高精度溫鹽深傳感器的系列化、產(chǎn)品化，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的海洋儀器設備品牌“OST”，部件國產(chǎn)化率達到100%，器件國產(chǎn)化率90%以上，主要指標達到國際同類先進儀器水平，可形成貨架產(chǎn)品替代進口，滿足全球海洋立體觀測網(wǎng)等國家重大工程建設對自主傳感器的需求。
系列化溫鹽深傳感器
系列化溫鹽深傳感器亮相國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展
系列化溫鹽深傳感器先后應用在極區(qū)感應耦合漂流浮標、西風帶浮標、西太平洋全國產(chǎn)化浮標和實時傳輸潛標上，累計海上運行時間超20萬小時，打破了國外對我的進口限制，真正實現(xiàn)了關(guān)鍵核心技術(shù)完全自主可控，完成了我國海洋傳感器技術(shù)從“跟跑”向“并跑”的跨越。
2020年央視網(wǎng)報道國產(chǎn)傳感器西風帶布放試驗
2020年8月至9月，OST15M船載高精度自容式溫鹽深傳感器搭載“向陽紅03號”科學考察船，完成西太平洋海域夏季調(diào)查航次海上試驗任務，最大布放深度為5915米，突破國產(chǎn)高精度溫鹽深傳感器最大試驗水深記錄。完成了與美國進口SBE911 plus、SBE19的多剖面同步比測試驗，經(jīng)與進口儀器數(shù)據(jù)對比，國產(chǎn)儀器在總有效數(shù)據(jù)量占比、剖面數(shù)據(jù)動態(tài)跟蹤、數(shù)據(jù)一致相關(guān)性等方面均達到國外先進產(chǎn)品水平。
進入 “十四五”， 國家海洋技術(shù)中心溫鹽深傳感器科研團隊聚焦深海和極地探測等國際前沿，加強海洋傳感器基礎研究和原始創(chuàng)新，開展全海深傳感器和基于MEMS技術(shù)的低成本“物聯(lián)網(wǎng)”傳感器研發(fā)。這兩項技術(shù)國外也尚未完全實現(xiàn)產(chǎn)品化，國家海洋技術(shù)中心溫鹽深傳感器科研團隊基于完全自主的目標正在向國際“領跑”進軍，不斷為國產(chǎn)海洋核心傳感器自主創(chuàng)新貢獻技術(shù)力量。
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