海洋大地电磁场的特征与测量技术

探测海洋大地电磁场可推知海底的地质构造 ,借助于先进的仪器方可实现探测目的 ,海洋环境特殊而又复杂 ,表现为对电磁信号的衰减、对设备的破坏以及测量过程难以实时监控。针对所列问题 ,从理论上分析海洋大地电磁场的特征。归纳表明 ,海水对大地电磁场具有低通特性 ;通过测取两个水平方向的电场分量和三个相互垂直的磁场分量 ,即可全面了解海底的场源分布。仪器设计方案中 ,采用专用密封舱对电路器件进行保护 ;以声控方式实现海底设备的回收 ;采集电路由嵌入式计算机、2 4位 A/ D及闪存电子盘等组成 ,信号测量过程全自动化。用新研制的仪器首次获取了我国海域的大地电磁数据 ,所测资料证实与理论预测相符。     

基于海底基盘的弃钻剪钳方案探讨与实现

海洋钻探是海洋勘探开发中风险极大的手段之一,在遇到紧急情况时往往需要抛弃部分水下装置尽快撤离,为了既保证撤离时间,又减少弃钻损失,提出了一种基于海底基盘的弃钻剪钳方案,即将整个钻柱从海床面切断,抛弃地层中的所有钻杆、钻具,仅回收海床面以上的相关钻具;弃钻剪钳安装在海底基盘内部并借助其动力,采用金刚石绳锯的形式,突破了水深及钻探船的限制;经过陆地试验,验证了技术方案的合理性并获得了最优的组合参数,为后续实现海洋钻探安全与事故处理提供技术和装备支撑。     

深海矿产资源岩芯探测取样技术与装备发展历程与趋势

海底岩芯取样钻机是开展海洋地质及环境科学研究、进行海洋矿产资源勘探和海底工程地质勘察所必备的关键技术装备。首先对世界深海岩芯探测取样技术与装备的发展历程进行了梳理,重点介绍了目前世界上几种典型的海底岩芯取样钻机性能、结构和技术特点;然后,分别对海底岩芯取样钻机中的稳定支撑及调平技术、取芯技术、钻杆钻具接卸存储技术、液压系统与压力平衡技术、光纤动力复合电缆供电与通讯技术、下放与回收技术等关键技术进行了分析;最后,分析和预测了深海矿产资源岩芯探测取样技术与装备的发展趋势--将朝着大型化、多用途化、智能化、专业化和便利化以及高保真取样方向发展。     

原位测量仪助力我国开展深水区海底声学参数测量

<正>2017年6月28日,青岛海洋科学与技术国家实验室发布信息,在刚刚结束的"向阳红01"科考船第4次海试航次中,深海可视化液压贯入式海底沉积声学原位测量系统(HISAMS)成功实现了3000m海试。这是我国首次开展深水区的海底声学特性参数测量,相关技术与设备在海底环境监测、海底资源调查和海洋权益保护等领域有重要的应用价值。海底沉积物的声学特性(包括声速、声衰减等系数)是影响海洋声场与声传播的重要因素。HISAMS由海洋国家实验     

海洋水下近距离无线通信技术研究进展

海洋水下近距离无线通信是建设海洋观测系统的关键技术,在海洋环境调查、海洋观测、海洋资源开发工程等诸多方面都有着重要的应用。近年来,基于电磁或光信号的近距离水下无线通信技术及设备因有着低成本、低功耗、稳定可靠、操作灵活方便等优点,受到了极大的关注和发展。从水下电磁波通信及水下光通信两个方面系统地论述了水下近距离无线通信技术应用的研究进展,总结了两种水下通信技术的优缺点。最后,结合当前水下近距离无线通信技术所面临的问题与挑战,对未来的发展方向进行了分析与展望。     

海洋地质调查方法与设备综述

要获取海底的地质信息,需要采用综合的海洋地质调查方法。当今海洋地质调查技术方法发展非常迅速,特别是计算机、电子信息技术的飞速发展和应用,海洋地质调查的应用越来越广泛,调查越来越深入。本文从实际工作出发,详细介绍了我国目前海洋地质调查技术的现状和使用的主要设备,并对我国海洋调查技术的发展作了展望。     

基于主动电场定位的海参水下识别技术

针对现有海参水下识别技术受水下可视条件影响大、设备繁重的问题提出了基于主动电场定位的海参水下识别技术。首先通过测量海参等材料的电导率,验证了主动电场定位技术用于海参识别的可行性;随后模拟海参栖息环境,搭建了海参识别试验平台,研究了提离距离、识别信号特征对海参识别效果的影响;其次研究了海参在不同姿态、不同位置下的识别效果,最后探究了海参与石块、钢块的水下分辨效果。结果表明:在50 mm提离距离下海参引起的扰动势变化率约为5%,与其他物体对主动电场的影响机制明显不同,该技术可以有效识别海参;识别效果的分辨率与传感器提离距离、识别信号特性有关;该技术可对不同位姿、不同环境背景下的海参进行有效识别。     

海底观测网络次接驳盒硬件设计与实现

深海海底观测网络是针对深海海底探测与研究而提出的课题。在海底观测网中,为了实现对水下各种观测信息的实时采集和水下各种传感设备的控制,设计了一种基于SOC片上系统的海底观测网络次级接驳盒电路控制系统。采用模块化设计思想,构建了包括主控芯片模块、数据采集模块、电能控制模块、视频监控模块的次级接驳盒电路控制系统。试验测试结果表明,该系统能够可靠稳定地运行,为海底观测网络的长期运行提供了保证。     

Ag/AgCl和碳纤维海洋电场电极的探测特性研究

使用烧结法制备了Ag/AgCl固态不极化海洋电场电极,利用聚丙烯腈碳纤维T300制备了电容型海洋电场电极。研究了不极化电极和电容型电极探测海洋电场的原理,提出了两种电极的使用方法并研究了其探测性能。使用电化学工作站对两种电极进了循环伏安测量和电极对极差跟踪;使用低频低噪声放大器对两种电极的自噪声稳定速度和大小进行对比测量;在自制水槽中测试了两种电极在不同频率下的响应性能。试验结果表明两种电极均可测量1 m Hz以上的交变海洋电场;相比于Ag/AgCl电极,碳纤维电极具有极差小和自噪声稳定速度快的特点;稳定后两种电极的自噪声均为1 n V/√Hz@1 Hz。     

水下焊接

随着海洋开发的发展,国外对水下焊接越来越重视。铺设海底输油管、建造海洋油田钻采设备、修理水电站送水管和船舶等都已采用水下焊接。水下焊接分干法和湿法两类。干法是在密封工作室中将水排除进行焊     

船用自动化仪表在高盐雾环境下的抗腐蚀能力及应用

以船用自动化仪表的实际工况为基础,对船用自动化仪表在盐雾环境中所受到的影响进行分析和研究。根据盐雾腐蚀机理,结合船用自动化仪表功能基础和性能需求,提出了盐雾环境中提高设备抗盐雾腐蚀能力的设计、工艺方案。并应用于x型船用柴油机监测仪表结构上。通过盐雾试验对x型船用柴油机监测仪表的抗盐雾能力进行考核。对降低成本、提高产品实用性和可靠性有着重要意义。     

电感耦合等离子体质谱法测定铁矿石中的痕量钼元素

国家一级铁矿石标准物质中定值元素的量较少,在多元素测定过程中缺乏有效的监控手段,这在一定程度上限制了铁矿石中可测定的元素种类,不能为现代勘查地球化学提供科学的数据支撑,制约了勘查地球化学的发展。本工作采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定铁矿石中的Mo,并对仪器条件进行了优化。实验发现,Mo元素受到的干扰主要来源于元素Zr的同质异位素和元素Fe的多原子离子干扰,不同质量数的Mo受到的干扰程度不同,其中⁹⁵Mo受到的干扰最小,因此选择⁹⁵Mo作为测定Mo的最佳同位素。在优化的仪器条件下,Mo的检出限为0.014 μg/g,当样品溶液稀释倍数达到1 000时,基体效应可降至最小,且样品的回收率在91%~117%之间,方法精密度为2.06%~5.01%。该方法准确可靠,能够为勘查地球化学提供有效的数据支撑。     

Determination of Escherichia coli in Marine Sewage by Fluorescence Using a Microfluidic Chip

Pathogenic bacteria in sewage from ships are a threat to the marine environment and port security. However, most control regimes do not have an effective method for inspecting sewage; therefore, a suitable instrument is needed. This article reports single cell detection employing laser-induced fluorescence of Escherichia coli in marine sewage from a microfluidic chip with embedded optical fibers. Single E. Coli cells were determined following staining with fluorescein with a signal-to-noise ratio exceeding five.     

船用仪表计量保障的分析与思考

本文从船用仪表对船舶和人员安全角度,阐述了开展船用仪表计量保障的必要性,并对船用仪表计量保障现状进行了分析,描述当前船用仪表计量保障存在的问题。最后,针对存在的问题,结合个人思考,在现行船舶船用仪表计量保障方面提出了改进的意见建议。在未来船舶船用仪表计量保障方面,结合船舶未来智能化发展趋势,对未来船用仪表计量保障进行了展望,对船用仪表计量工作的开展具有一定的指导意义。     

大动态范围磁通门磁力仪及其在定向误差校正中的应用

仪器定向误差会影响地磁矢量观测数据的准确性,现有的校正方法需要已知地磁场模量或参考标准仪器,且难以应用 在井下和海洋等无法手动安装调整仪器的情况。 本文提出了大动态磁通门磁力仪和在此基础上的欧拉旋转变换的矢量校正方 法。 该方法可在无需参考标准仪器的情况下,获得磁通门的定向角度误差并进行自校正测量。 在地磁观测台站进行了实验,结 果表明,当实验仪器定向误差分别设置为 4 个不同象限区间的大角度时,校正后与台站比测仪器对应分量的相关系数仍达到 0. 99 以上,B-A 图中置信区间长度减小了 86% 以上,RMS 误差降低至 15% 以下,论证了该校正方法的有效性,能够提高地磁台 站的观测数据质量,并为井下和海洋地磁观测的定向提供参考解决方案。     

船用太阳能电池板玻璃盖片腐蚀损伤效应研究

船用太阳能电池板所处的海洋环境极为苛刻,含有大量的盐分、水气及海风中夹杂的酸碱性物质,受这些因素的影响,太阳能电池板玻璃盖片会发生污染、着色、腐蚀和磨损等,导致玻璃盖片的光学性能衰减和表面损伤。以船用太阳能电池板玻璃盖片为研究对象,模拟太阳能电池板工作所处的海洋环境,通过海洋环境模拟实验研究海洋环境条件下太阳电池板玻璃盖片的光学性能衰减和表面损伤特征。结果表明:太阳能电池板玻璃盖片在人造海水条件下随着实验时间的延长,光谱透过率呈下降趋势;太阳能电池板玻璃盖片的光谱透过率在100～400 nm波段时受影响比较大,尤其是随着海水盐度的增加;在20%盐水条件下,玻璃盖片的光谱透过率及表面腐蚀出现较大的波动,并随着盖片被污染、腐蚀的程度而加剧。     

和利时系统在化工安全仪表系统的解决方案

安全仪表系统(SIS)是对人身安全、装置设备及环境提供安全保护的装置。其设计理念与集散控制系统(DCS)不同,SIS特点是动作速度快,重点在于安全联锁保护,只在关键时动作;而DCS特点则是要求控制稳定,重点在连续生产过程监控。针对不同的安全级别的工艺装置,和利时安全系统在设计时采用不同的解决方案。     

浮游植物粒级结构的原位测量

浮游植物粒级通常采用采集水样的分级叶绿素法来测定,比较费时且难以实现剖面连续测量。本文提出了一种基于测定海水光吸收来反演浮游植物粒级结构的原位测量系统。该测量系统硬件主要由高稳定光源、光学窗口、样品管、光纤高精度微型光谱仪、数据采集系统等组成。测量数据基于遗传算法来分析浮游植物粒级结构。海上初步试验结果表明,该仪器能够测定水下300 m之内的浮游植物粒级结构,实现1 m剖面分辨率的连续测量,尤其适用于分析50~80m深度叶绿素最大值层的浮游植物粒级结构变化,在未来海洋浮游植物粒级结构测定中有良好的应用前景。     

浅谈凝胶色谱仪器室仪器设备管理的实践和探索

仪器设备管理是仪器室工作的重要内容,我校凝胶色谱仪器室在仪器设备的管理和开放方面进行了一些实践和探索,提高了仪器使用的效率,很好的完成了学校教育科研对凝胶色谱测试的需求.