摘要：基于NaI(Tl)闪烁晶体探测方法的海水原位伽马能谱仪,在实测工作中伽马能谱容易受到环境温度变化的影响产生漂移,给海水放射性核素的活度分析带来困难。目前针对陆地环境伽马能谱仪的稳谱方法通常引入放射性参考源,不适用于海水低水平放射性环境测量。本文采用实验设计和分析方法研究了伽马能谱温度漂移的规律,发现不同特征峰随温度发生的峰位道址漂移比例基本一致,而且峰位道址随温度变化的趋势一致且都存在拐点,低于15℃时峰位道址随温度的升高而增大,高于15℃时峰位道址随温度的升高而减小。在研究和总结海水原位伽马能谱仪的增益与峰位道址的关系基础上,提出了以海水中大量存在的天然放射性核素形成的天然特征峰为参考的海水原位伽马能谱仪稳谱方法。经实验室水体环境实验验证,使用稳谱方法后不同温度条件下测量得到的伽马能谱重合性较好,能谱峰位道址最大漂移道数为-1~+1道。该方法能够有效稳定海水原位伽马能谱仪的温度漂移,满足海上长周期自动运行对实测伽马能谱的要求。

摘要：采用连续波半导体激光器为发射光源,以电荷耦合器件(CCD)与鱼眼镜头为探测器,设计了一套测量大气分子与气溶胶散射光成像的极化浊度计装置。该装置可实时观测大气样品的散射图像,散射角观测范围为14°~162°,极化角观测范围为0°~360°。利用该装置分别对氮气与水汽进行实时观测,得到其散射图像,其中氮气的散射光与瑞利散射理论相吻合,不同极化角的散射光强与理论值的拟合优度为98%,而水汽散射光随散射角的变化趋势与米氏散射理论的一致性较好。结果表明本装置在定量观测气溶胶散射光方面有潜在的应用价值。

摘要：针对基于蓄能器的波浪能发电系统中液压能到电能转换环节的效率问题,设计一种蓄能与电力系统的物理试验模型,该模型将波浪不规则往复运动能量收集存储,通过对蓄能器的释放进行控制,将波浪能转换成稳定、连续的旋转机械能,转化为电能输出。通过试验研究的方式,对基于蓄能器的液压蓄能式发电系统的发电特性、蓄能器工作特性、系统压力分布特性展开试验研究,发现降低蓄能器的初始压力、提高发电系统的释放压力可提高发电效率;蓄能器出现压力不能完全释放的现象,并且充气压力、负载电阻越大现象越明显;提出蓄能器充气压力、释放压力的选择方法,得到提高蓄能器工作效率的有效手段,探讨蓄能发电系统的控制方案,为基于蓄能器的发电系统的资源配置、控制策略的设计提供参考依据,具有一定的应用价值。

摘要：针对双推无人艇航速和航向联合控制问题,研究了MOOS-Ivp架构下基于PID控制的双电推无人艇航向与航速控制方法.首先研究了MOOS-Ivp架构下相应软件模块的功能和系统组成,并配置了保证控制系统正常运行所需的软件模块,提出了一种采用PID算法的航向和航速控制的闭环控制方法,设计了影响航向和航速PID控制精度的控制参数,进一步根据系统控制流程编写了闭环控制模块软件,并设计了下位机控制器和运动控制器的控制协议.最后通过岸边实验获取了该无人艇的速度和航向控制参数,并通过仿真和岸边实验验证了所提控制方法的有效性.

摘要：叶绿素是海洋生态环境监测的重要指标,是预测"赤潮"、"绿潮"的最直接参数。针对海水叶绿素信号微弱,且易受环境光干扰的难题,本文基于互相关原理设计的正交数字锁相放大器,实现了对叶绿素微弱荧光信号提取和环境光屏蔽。通过该方法设计的叶绿素原位传感器,检出限0.023μg/L,精密度1%,最大测量误差在2μg/L以内,传感器在动态范围内(0~200μg/L)线性度为0.999 6,与日本亚力克AAQ171型叶绿素传感器的长期现场对比,优于AAQ171型叶绿素传感器且具有较高的可靠性、灵敏度及分辨率等性能,可广泛应用于海洋浮标、台站等生态监测平台。

摘要：针对目前电极式电导率传感器存在的电极材料易脱落、结构不稳定、抗生物附着能力差等问题,本文设计出一种基于硼掺杂金刚石薄膜电极的电导率传感器。本文从七电极电导率的测量原理出发,结合金刚石薄膜电极的特点,详细介绍了金刚石薄膜电极式电导率传感器的探头制备,然后概述了电导池的研究设计过程,以及电导率传感器的定标和拟合、数据的误差分析,最后验证了本传感器达到了稳定可靠、测量精度较高的测量效果。该电导率传感器的电极具有电化学窗口宽、机械强度高、抗腐蚀性能力强等优异的特性,可提高海洋盐度传感器的测量效果和稳定性,对增强我国海洋传感技术的研究创新能力,满足海洋研究与开发需求具有重要意义。

摘要：气溶胶在大气光学、大气辐射、大气化学、大气污染和云物理学等领域具有重要研究意义,是大气监测的重要要素。为了更好地研究大气气溶胶光学特性及其时空变化特征,山东省科学院海洋仪器仪表研究所研制了基于532 nm波长、单脉冲能量60μJ、可进行三维扫描测量的气溶胶激光雷达。主要介绍了激光雷达的结构设计、技术指标、探测原理、探测模式、观测实验与数据分析。通过激光雷达在青岛小麦岛海洋环境监测站的观测实验数据,分析了不同天气条件下的大气水平能见度,验证了时间-高度显示、距离-高度显示与平面-位置显示测量模式的有效性。通过多种观测模式的数据,利用Fernald方法反演了不同时刻的气溶胶消光系数,并分析了气溶胶与云光学特性的时空变化特征。探测结果表明:扫描式气溶胶激光雷达可以有效测量大气水平能见度,通过扫描系统可以获取不同方向的气溶胶性质分布特征从而扩展了其探测范围。多种探测模式相结合可以获取云、气溶胶和边界层时空变化特征。

摘要：溶解氧是海洋水质监测的常规关键参数,基于荧光猝灭原理研制的溶解氧传感器具有准确度高、稳定性好和可长期在线测量等优点,已经被广泛用于海水溶解氧浓度监测。针对传感器可能发生的数据漂移和显著偏差可能造成的准确度问题,本文设计了一套专门的校准装置和校准方法。通过严格控制校准水体的温度和溶解氧浓度,测量待校准传感器和参比传感器的相移、温度和溶解氧浓度数据,拟合获取传感器校准系数,实现对光学溶解氧传感器的单个多点校准。传感器校准值与参比值偏差在±8μmol·L^(–1)以内。实验室和海水现场比测结果显示,校准结果达到传感器性能指标要求。此校准装置及方法并不局限于光学溶解氧传感器,具有良好的推广价值。

摘要：降雨量的测量对气象预报及防汛减灾具有重要作用,因此当降雨量传感器发生故障时需要能快速修复。而目前应用最广泛的翻斗式降雨量传感器其故障类型多样,致使故障诊断难度大。为此,本文提出一种基于故障树理论与灰色关联法的降雨量传感器故障诊断新方法,采用故障树理论及灰色关联分析法建立了专家系统,通过故障知识获取、故障树建立、灰色关联度获取、知识库构建和推理机推理设计,实现了降雨量传感器的故障诊断。试验验证表明,该方法故障诊断快速准确,实现系统自动诊断替代人工检测与排查,准确率可达到90%以上,提高了降雨量传感器的诊断与维修效率。

摘要：为实现海水原位总磷总氮传感器的微光信号检测,设计了基于正交同步检波功能的电路,分别对完全消解、显色后的海水样品进行不同波长条件下分光光度测量。对不同波长LED进行调制和信号的I/V转换,正交同步检波电路完成微光信号检测;经A/D转换,低通滤波电路后输入单片机进行处理;通过数字滤波算法进行平滑降噪处理,实现原位海水总磷总氮传感器的微光信号检测。实验表明:基于该电路的传感器具有精度高、稳定性好,抗干扰能力强、功耗低等优点。