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國家海洋公益項目搶占國際海洋儀器檢測技術制高點

搶占國際海洋儀器檢測技術制高點——

  記國家海洋公益項目“海洋溫度、深度及風要素觀測儀器檢測技術研究”  

  2019年元旦前夕,一批經過檢測、校準的海洋溫度、深度和風要素觀測儀器從位于天津的國家海洋標準計量中心運往全國沿海各地,返回各自的“工作崗位”,開始了新一年的工作。

  自計量中心牽頭的國家海洋公益項目“海洋溫度、深度及風要素觀測儀器檢測技術研究”成果業務化運行7年來,已累計檢測全國各地的海洋儀器9000多臺。不久前,該項目獲得“2017年度海洋科學技術獎”二等獎。

  ■ 本報記者 劉 川

  促進亞太區域儀器檢測方法統一

  時間回溯到2009年,世界氣象組織和政府間海洋學委員會海洋學和海洋氣象學技術聯合委員會在第三次大會上,決議成立6個區域海洋儀器中心,確保全球海洋觀測儀器數據的質量。標準計量中心得知這一消息后,鼓足干勁,決定“拿下”一個區域中心。

  而國際組織的要求是嚴格的,承建區域中心必須具備相應的設備和技術能力,承擔水文、氣象和其他相關海洋儀器的檢定校準工作,必須持有一套相應的海洋計量標準器具或基準,并使其測量儀器可溯源至國際單位制。

  2010年,為了滿足建設區域海洋儀器中心的要求,計量中心牽頭申請了海洋公益項目。時任計量中心副主任的隋軍成為項目負責人,組建了計量中心牽頭,多家科研機構參與的課題組,吸收了一批業務骨干到項目團隊中來。

  經過兩年的努力,2012年5月,項目組最早的成果——環境試驗設備高低溫交變濕熱試驗箱投入業務化運行,對外開展測試工作。

  同年,國際組織將“亞太區域海洋儀器檢測評價中心”的牌子授予計量中心。隋軍說:“7年來,區域中心促進了亞太區域海水溫度、深度和風要素觀測儀器檢測方法的統一,對于健全我國的海洋計量體系具有重要的推動作用。”

  成果處于國內領先水平

  日前,在計量中心的海洋水文儀器校準實驗室內,一臺美國的溫鹽深測量儀正在海水溫鹽檢定恒溫槽內接受校準。隨著恒溫槽內海水溫度的微小變化,送檢儀器的讀數也不斷發生變化。“34.5121℃、34.5127℃、34.5128℃....。。”讀數精確到了小數點后4位。

  “這款高精度恒溫槽溫度測量范圍為-2℃~40℃,是目前海洋計量行業精度最高、容積最大的海水恒溫槽,采用磁力耦合式攪拌技術,2015年獲得了國家發明專利。”項目組成員索利利說。

  該海洋溫度值傳遞裝置是項目組研發的眾多裝置之一。在其他實驗室里還有海洋壓力量值傳遞裝置、海上測風儀器檢定裝置、高低溫交變濕熱試驗設備、沖擊碰撞試驗設備、振動試驗設備、水三相點自動復現裝置、汞三相點自動復現裝置和非接觸式數據傳輸儀等。

  實驗室里的龐然大物——總長27.555米,最大寬度10.150米,最高處3.225米的“風洞”格外引人注目。該“風洞”就是海上測風儀器檢定裝置。隋軍介紹,該“風洞”在國內海洋、氣象兩大體系的計量風洞中,測試空間最大、最大風速最大,同時啟動風速最小,研發中首次模擬海洋環境的三軸搖擺臺,能模擬測風儀器安裝在浮標、船舶上的測量環境。

  元旦前剛剛檢測完一批壓力觀測儀器,而為了迎接即將到來的送檢高峰期,幾位工作人員又在為海洋壓力量值傳遞裝置做保養。據介紹,該裝置為國內等級最高的海水壓力量值傳遞裝置,將我國傳統最大壓力測試深度由6000米提升到8800米,在技術上采用自動加碼、自動加壓的方式,減小了壓力檢測過程中人工因素和環境因素的影響,最大程度的提高壓力檢測的準確度,這在海洋計量行業是首次引入。

  業務化運行受到客戶認可

  自2012年項目成果陸續業務化運行以來,得到了客戶的廣泛認可。

  2014年1月~4月,海洋溫度值傳遞裝置對南海工程勘察中心的幾臺溫鹽深儀進行了性能檢測,客戶在出具的《成果應用證明》里寫到,此裝置為海洋溫度、電導率測量儀器的檢測提供了準確可靠的環境,為量值溯源的準確性提供了有力保障。

  2014年6月,國家海洋技術中心將4臺風速風向傳感器送來檢測,項目組使用新研制的測風儀器檢定裝置快速高效地完成了測試。客戶代表康建軍說:“計量中心的測風儀器檢定裝置流場品質好,可作為我國風傳感器研制生產的重要測試與校準平臺,促進我國國產化風傳感器的研發和使用。”

  非接觸數據傳輸儀參與了天津科技興海項目的相關試驗。2013年初,非接觸數據傳輸儀被布放在吉林省彰武縣大青溝水庫,連續工作30余天,得到了不同深度水體的物理參數。客戶認為,該數據完整、無誤,驗證了非接觸式數據傳輸技術在低溫條件下的可靠性能。2013年5月,儀器被布放到渤海灣進行了近20天的海上試驗。在復雜的海洋環境中,儀器工作正常,驗證了其在海洋環境條件下的可靠性能。此外,按照客戶要求改進設計的非接觸式數據傳輸溫深鏈參與了中船重工集團公司撫仙湖試驗場的試驗,正常運行時間超過了1年。

  中國計量科學院聽說“風洞”的良好性能,2016年2月利用其開展了皮托管標定系數的測試試驗,結合標準風速,利用標準刻度轉盤,用于其研制的皮托管的標定系數的測試,對該皮托管的設計研發提供有效驗證數據。

  目前,該項目團隊完成了國家標準《船舶海洋水文氣象輔助測報規范》修訂版,該標準將滿足當前我國社會經濟發展和國家防災減災預警的要求。此外,《海洋儀器設備產品和檢測標準體系》等5項行業標準也陸續進入實施發布階段。

  2017年8月,項目通過國家驗收。隋軍說,如何服務于我國的海洋自然資源保護開發利用?如何服務于海洋災害的預警監測?是我們今后要思考的重點。依托這個項目,還有很多后續研究需要開展,比如將海洋溫度值傳遞裝置用于極地的溫度測量儀器檢測,這關系到全球氣候變化的研究。再比如,海洋測風儀器檢定裝置,應探索對風速儀多性能和動態性能的檢測,提升對海洋氣象預報的精準水平,也可嘗試拓展到對超聲風速儀性能的檢測。目前實驗室針對水文、氣象儀器的實驗室檢測技術已經逐步完善,下一步考慮結合海上試驗場對儀器的性能進行全面的評價與評估,為我國海洋儀器設備高質量服務于海洋事業提供有力的支撐。

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