我国物理海洋传感器发展现状及水平

我国物理海洋传感器发展现状及水平
“九五”以来，在“863”计划支持下，我国物理海洋传感器技术得到了快速发展，突破了高精度CTD测量、海
流剖面测量及海面流场测量等关键技术，取得了一批具有世界先进水平的高技术成果，并初步实现了产品化。

一、温盐深传感器
自主研发成功千米直读式、自容式、感应传输式温盐深测量仪（CTD）、6000m电缆直读式CTD剖面仪、船载走航式温盐深剖面仪（UCTD）、投弃式温盐深剖面测量仪（XCTD）等，主要的测量技术指标接近世界主流产品水平，但受限于材料和工艺水平，仪器环境适应性仍较差、工作可靠性不够高，距离国外先进产品尚有一定差距。

近年来，经过海洋公益性行业科研专项的支持，浅海直读式、自容式等部分技术状态较为成熟的CTD已完成科研
成果转化。

ARGO浮标专用CTD也已投入海上应用。

在“863”计划支持下还研发了海洋光纤测温链。

二、潮位仪
目前我国潮汐观测仪器设备的自动化程度已达到了国际先进水平，并在我国的海洋观测网中得到了广泛的应用。

但多为需要验潮井的浮子式验潮仪，一次性投入费用较高，
机动灵活性差，对供电防风防雨等环境要求较高，限制了业务化海洋观测运行能力的进一步提高。

国外用于业务化运行的验潮仪大都为无机械活动部件的声学或雷达验潮仪。

虽然我国的国家海洋技术中心、山东省科学院海洋仪器仪表研究所也研发了相关产品，但与国外同类设备相比仍有差距，国
外的验潮仪最高可达70m,我国的验潮仪测量范围均仅为
0〜10m。

三、海流计
“九五”“863”计划以来，我国先后研究和开发了船用
宽带多普勒海流剖面测量技术(BBADCP)、相控阵海流剖面测量技术(PAADCP)、声相关海流剖面测量技术(ACCP)以及可与CTD剖面仪同步吊放的大深度海流剖面测量设备
(LADCP),而且具有深海对底跟踪性能，可用于调查观测船
或潜器的导航，并开发了能独立使用的计程仪ADL和ACLo至今，我国的声学海流剖面测量和移动平台测速技术已达到
世界先进水平，ACCP技术处于国际领先地位。

“十一五”期间，又开展了投弃式电磁感应海流剖面测量技术(XCP)的研究。

微结构剪切流传感器技术方面也已接近国际先进水平
四、测波仪
我国的波浪测量技术起步比较晚，与国外相比具有发展晚、进步快的特点。

在“863”计划支持下，波浪浮标测量
技术有了突破性的进展。

中国海洋大学、山东省科学院海洋仪器仪表研究所、南海海洋研究所、国家海洋局第三海洋研究所、中山市探海仪器公司等都进行了比较深入地研究和探索，其产品在海洋监测站及近海海洋工程勘察中广泛使用，多项测量参数技术指标达到国际领先水平。

武汉大学2011
年研制成功了海洋监测岸基多波束S波段多普勒雷达，已在
福建平潭、汕头南澳、汕尾遮浪、浙江舟山朱家尖等地开展了4次海边比测试验。

五、我国物理海洋传感器技术发展存在的问题
自20世纪末，物理海洋传感器技术获国家“863”计划
支持，得以迅速发展，取得了一批高新技术成果，逐步缩小了与发达国家的技术差距，但各方面的发展水平仍显参差不齐。

在传统物理海洋传感器方面，我国部分测量要素技术研发水平已接近国际先进水平，如船用高精度CTD剖面仪、
XCTD、XBT等，但其成果产品转化和新平台新环境产品衍生的步伐缓慢；在基于新方法和新原理的物理海洋传感器方面，我国也已具有部分技术基础，如光纤、雷达测量技术等，但在深远海和高精度方面仍处于刚刚起步的阶段。

总体来说，我国在海洋物理海洋传感器技术上，除个别技术接近国际先进水平外，整体上相当于发达国
家2000〜2005年间的水平，造成上述差距的主要原因在以下几个方
面：
①我国传统物理海洋传感器产品少，产业化规模小在我国物理海洋传感器技术中，船用CTD、锚定平台用CTD是
相对最为成熟的，目前也仅有天津市海华技术开发中心提供相关产品，且产品的类型较少。

我国海洋传感器的市场主要被国外产品所占据。

国内产品缺乏实际应用和改进，产品稳定性和可靠性难以提高，用户认可度低，无法打开市场。

先进的科学技术只有转化为高技术产品，才能真正成为生产力，发挥作用，因此产品化是海洋高新传感器技术研发的终极归宿，也将填补国内物理海洋传感器产品的空白，摆脱长期依赖进口的困境，为我国常规、业务化海洋观测提供产品和技术支持，因此急需以上较为成熟的技术方向支持探索类技术成果的标准化与产品化，积极推动其产品转化，尽早形成产业化。

②制约物理海洋传感器技术发展的探头材料、制作工艺等基础性、关键性技术研究基础薄弱，投入不足近年来，尽管我国在物理海洋传感器技术研究方面获得了不小的进步，但由于传感器材料和工艺水平及配套体系等多重限制，以及对传感器技术的基础性不够
重视、投入不足，我国自主物理
海洋传感器在长期稳定性、环境适用性等方面远远落后于国际先进水平，传感器一致性差，高精度传感器需要复杂的人工测试试验来筛选，人工成本和时间成本耗费过高，成品率低，严重制约传感器产业化进程。

解决办法是，重点支持一批物理海洋传感器材料、工艺等技术攻关项目，重点解决一批制约海洋传感器技术发展的共性问题，例如支持基于微机电系统（MEMS）技术的智能化传感器和可重组模块化传感器材料、海底极端环境传感器探头，基于新材料的海洋磁力与地形地貌传感器，提升传感器基础性关键性整体技术水平。

③物理海洋传感器新原理、新方法方面探索类创新技术研究力度不够我国需要加强海洋观测能力，传统的海洋环境参数测量无法满足相应需求，迫切要求传统传感器技术的创新和发展，而目前国产传感器技术创新研究现状还主要以跟踪发达国家传感器产品为主，缺乏自主创新，更缺乏海洋科学研究对传感器创新测量原理和测量方法的指导。

随着海洋科学研究与技术的不断深入结合，测量技术需要不断优化和推陈由新，新原理、新方法的传感器探索性研究将成为持续热点。

必须要从物理海洋科学研究需求入手，加大其对传感器测量原理和方法的创新攻关，应重点支持满足科学研究迫切需求的自主新技术小型低功耗传感器、基于光纤、雷达等新
原理传感器、水下移动平台动态测量传感器、微结构剪切流传感器等新测量方法传感器的探索性研究，强调自主创新，提升我国海洋监测技术产业的国际竞争力。