实验水槽常规流速模拟的缩尺方法

提出了一种实验室水槽中流速模拟的方法,该方法可根据需要提供合适的模型缩尺比,用来完成相关海洋工程的模型水动力性能实验,可以近似地模拟出实际设备在水中的工作状态,为在实验水槽中模拟水流动力参数提供有效的参考,方便水槽中的科学实验的开展。     

一种适用于石油平台的有缆潜标系统的设计与布放方法

针对石油平台上的海洋环境动力检测,设计一套有缆潜标系统,并进行现场布放.该设计采用从海底到石油平台垂直布放一根受力钢缆,测量设备和通讯电缆依附于受力钢缆上.布放时采用船舶布放有缆潜标水下部分,平台布放有缆潜标水面以上部分,两部分在水面附近进行连接,调整受力.该设计可以大大降低布放成本,避免有缆潜标系统缠绕平台桩腿等问题,有一定的工程施工参考价值,可以应用于石油平台的有缆潜标布放设计.     

国产深海准实时传输潜标系统设计

基于海洋环境安全保障、海洋环境预报和海洋科学研究的需要,开展国产深海准实时传输潜标系统的设计,重点进行锚泊系统水动力分析、观测设备工作同步性、准实时通讯系统安全可靠和系统低功耗等整体技术设计;开展轻型感应耦合传输缆制作、大深度感应耦合传输和智能收放通讯等数据实时通讯技术的研究;进行适用于准实时传输潜标系统的多种类国产设备的稳定性和可靠性优化、规模化集成和系统化的应用示范,形成半潜升降式准实时通讯潜标与浮子式准实时通讯潜标各1套。所设计的准实时传输潜标系统集成了1台抗污染CTD、19台感应耦合CTD、8台感应耦合T、4台感应耦合传输的ADCP、2台单点海流计和6台感应耦合数据传输仪,并配有2套声学释放器;潜标系统本体设计含有3个水下流线型浮体、1套通讯浮子、1套准实时卫星通讯装置（半潜式水下绞车或海面浮子）和1套锚泊缆系,可实现深达2 000 mm的剖面温盐深和海流等海洋要素的高频率、多要素、多层次的长期连续观测和数据准实时传输,以便对科学问题解决和海洋环境安全保障等提供及时的数据支撑。     

一种海水痕量元素CTD采集收放用敷塑纤维通讯缆的设计及检测试验

痕量元素及其同位素采集、预处理和分析在海洋研究中具有重要的作用,对于认识全球环境变迁具有重要的价值。但其浓度在这些过程中易受沾污。本文结合海水痕量元素CTD现场采集工作环境,工作拉力等特殊要求,先后跟缆绳设计、生产制造厂家进行缆绳相关技术讨论、确定缆绳各项技术指标。设计敷塑纤维通讯缆,并委托缆绳生产厂家加工出样缆两条。通过对样缆进行静态拉力试验验证缆绳自身工作拉力,并通过成分分析、浸出试验验证最大化减少缆绳对于海中溶解态痕量金属的沾污。该研究结果可提高采样过程的可靠性,保证数据的准确率。     

一种新型单向步进传动棘爪的改进设计

介绍了一种新型的基于离合方式工作的、能够进行单向传动的棘爪机构,阐述了改进前后棘爪结构的不同之处,并详细介绍了该棘爪机构如何带动测量平台在水下垂直方向运动。该机械装置具有结构简单、工作可靠、易于加工、成本低廉外的特点,由棘爪机构等部件组成的测量平台在上浮下潜工作过程中不需要系统自身电能进行驱动,很好地解决了海上测量中的能量供应问题。可以应用到其他需要单方向传动的方面。     

海洋观测浮标体水中平衡性分析

海洋观测浮标系统应用广泛,浮标体的平衡性能是影响海洋观测浮标使用的重要因素之一(着重观测波浪等水文参数除外)。以一种主体直径为2.3 m的浮标体为例,运用动力学平衡理论,通过数学分析法进行推演计算,分析后得到了此浮标体的重心和浮心的位置。其中,重心位于主浮体的中轴线偏下位置;按照浮标体倾斜一定角度的情况下,推算出浮标体浮心位置,并由此得出其稳心的位置。依据计算,得出浮标体倾斜20°的情况下,此浮标体依然处于稳态平衡,理论结果表明此浮标体设计具有一定的可行性。通过海上实际测试,验证了理论计算分析的正确性。文中对浮标体平衡性的研究采用了理论分析与实验印证相结合的方法,其分析计算方法具有普适性,适用于其他型号的海洋观测浮标体,乃至所有水面浮体的平衡性分析,可为水面浮体设计提供借鉴。     

深海综合观测浮标研制及其在热带西太平洋的应用

目前尽管国内近海浮标实现了产品化,但深远海尚无定型可靠的深海综合观测浮标系统,基于此,中国科学院海洋研究所设计制作了深海综合观测浮标系统,其浮标体为柱台型结构,采用单点锚泊系留。整个系统主要由浮标体、系留子系统、观测子系统、数据采集处理控制子系统、通信子系统、供电子系统、检测子系统、安全报警子系统和岸基数据接收处理子系统等9部分组成。浮标系统通过搭载不同类型的传感器,实现对风速/风向、气温、相对湿度、气压、能见度、雨量、波浪、表层水温、表层盐度、表层溶解氧、表层叶绿素、表层浊度、剖面流速流向、剖面温盐深（最大深度可达1 000 m）、方位及浮标位置等要素进行实时观测,从而完成对海洋气象、水文和水质等要素的长期、连续、自动监测,并支持铱星和北斗等卫星通信方式,将观测数据实时的传输到岸基数据接收处理系统。近年来,深海综合观测浮标系统在热带西太平洋海域连续进行了4次海上应用,每次应用时间长达1 a。它提供了第一手的大洋上层和海气界面长时间序列的实时连续观测资料,促进了关于气候变化和深海大洋的研究工作。所研制的深海浮标达到目前国际同类产品（美国ATLAS浮标、日本TRITON浮标）的先进水平,并且在水下感应耦合传输等方面进行了创新,形成了自有特色。     

一种移动式海水痕量元素洁净采集实验室的设计

痕量元素及其同位素采集、预处理和分析在海洋研究中具有重要的作用，由于含量极低，在采样、样品预处理及分析过程中容易受到外界污染源沾污。通过在一个20尺标准超高集装箱内制作一套移动式海水痕量元素洁净采集实验室，完成对实验室空间设计、空气质量控制，样品快速转移，实现水样上船后快速进入到洁净环境中，减少样品暴露在大气中时间，在洁净环境中高效完成样品取样、过滤和预处理等操作。所有操作满足GEOTRACES组织有关痕量元素采集的规范要求，从源头上保证分析测试结果的可靠性。     

一种低功耗海洋定位信标的研制与应用

研制了一种低功耗的定位信标,用于长期服役于水下的海洋仪器回收出水后的定位搜寻工作。信标基于GPS射频组件开发,与仪器固定在一起,待整体浮出水面后,会启动位置信号发送程序,通过电信网络,将该信标的实时位置发送至终端。经测试表明,信标性能可靠,可为海洋仪器的安全工作和顺利回收提供保障。     

高通量深海海水原位采样及分级过滤系统

深海悬浮颗粒物((含浮游微生物)的研究具有重要意义,但深海大洋中多数海域悬浮物的丰度很低,其研究需要较多水样(一次过滤水样超过200L,甚至达到1000L以上),传统方法用采水器采水后甲板过滤费时费力。基于此,本文研制了一种高通量深海海水采样及分级过滤装置,装置包括总成深海泵、过滤装置、数据采集与控制装置,以及支撑架体、供电部件、连接机构和流量计等辅助部件。过滤装置分三级过滤(分别放置0.22、1和5μm孔径的滤膜,并可根据需要更换组合),控制装置采用深度触发和时间触发两种工作模式,并可配套安装CTD、荧光计等海洋环境参数测量设备。针对调查站点,将若干套(如3套)高通量深海海水采样及分级过滤系统分一定间隔悬挂于深海绞车缆线上,可以同步进行相应水层的海水原位过滤,从而形成多水层同步高通量原位多级过滤,以获取浮游微生物等悬浮颗粒物样品。该原位取样系统具有多层同步高通量过滤和分级采样的特点,现已被应用于海洋科考航次中,为深海悬浮颗粒物(含浮游微生物等)的研究提供了一种简约高效的样品获取方法。