我国占有绵长的海岸线，统治海疆面积约万平方公里。海洋仪器配置关键技巧的研发与干系技巧的财产化是欺诈海洋资本、推动海洋经济进展的关键。在国度策略的带领下，国产海洋仪器配置的进展步入快车道，但产物精度、靠得住性以及处境适应性间隔寰球先进水准还有较大不同，致使海外海洋仪器配置以振奋的价钱攻陷国内商场，严峻影响我国海洋经济进展与海洋处境消息平安。

海洋仪器配置屡屡处事在繁杂、卑劣的海洋处境中，基于海上实验场的实海况测试做为校验海洋仪器配置功用的严重办法，是改革响应安排，擢升配置不乱性、靠得住性以及处境适应性的关键。

暂时英国、美国和爱尔兰等国度曾经完备了从海洋仪器配置关键部件与子系统测验室测试到大伙系统基于实验平台举行实海况测试的能耐，并开展了大批的仪器设备实验，这些测试平台极大的撑持了海洋财产的进展。而国内海上实验场暂时要紧面向海洋仪器配置的安排与研发，缺少威望、公正、便捷化、低成本的海上实验测试平台。针对这一薄弱关节，国度中心研发打算帮助了“基于不乱平台的标准化海上实验钻研与树范”项目，在国度海洋归纳实验场（威海）制作并投入操纵锚泊式海上实验平台，并协议《海洋仪器配置海上实验治理标准》等文件，为推动我国海洋仪器配置的研发与财产化经过供给有益前提。

一、锚泊式海上实验平台

锚泊式海上实验平台于年9月布放于山东省威海市褚岛邻近的国度海洋归纳实验场，如图1所示。本文首先先容平台锚泊海疆的海洋资本及实验平台的组织。

图1锚泊式海上实验平台

⒈平台地点海疆的海洋处境前提

褚岛北部实验场海疆的海浪能、潮水能资本充分。充分的水深地形和规律的水文资本可觉得海洋仪器设备的实验和测试供给优异的海洋处境前提。

⑴水深以及地质前提：锚泊式海上实验平台地点海疆存在一条长m、宽m的海沟，海沟部份地域的深度超越60m，最深处的海水深度约为70m，海沟到褚岛北部海岸线间隔为～m，是我国浅海海洋架中可贵的近岸深水地域。海底地质存在以淤泥和粘土为主的、约0～5m厚的堆积物。海疆最大潮差3.08m，平衡潮差1.73m。

⑵潮水：受非凡地舆场所要素的影响，实验海疆要紧显露不大道半日潮水，流向为东西憧憬复流。凑近褚岛一侧海疆受地形影响，潮水流向要紧为东西方位；离开褚岛一侧海疆的潮水流向依然以东西流向为主，但SE-NW和NE-SW向也略显然。凑近褚岛一侧海疆的潮水受海洋挤压的影响，流速显然高于离开褚岛一侧的海疆，且底部流速较强，垂向一致性较好；视察期间，凑近褚岛一侧的海疆最大潮水流速可达1.28m/s，流速高于0.5m/s呈现的几率在30%左右。

⑶海浪：平台地点海疆的海浪方位以偏北向和东向浪为主，个中北向、东北以及西北向浪共占了约58.5%，东向浪占了约37%。年平衡灵验波高为0.6～0.7m，且节令性不同较为显然。在冬天受季风影响显著，风波较大且以北向为主，11月至次年2月的平衡灵验波高可达1m。

⑷情景：据威海情景台统计，平台所处海疆年平衡气温12.1°C，最热月为8月，月平衡气温24.6°C。最冷月为1月，月平衡气温-1.5°C，且该海疆无冰期；年平衡降雨量为.4mm，要紧纠合在7—8月，占年降水总量的49%；罕见风向为西北和西北偏北向，强风向为西北偏北和西南向，年平衡风速为4.1m/s，最大风速为22m/s。

⒉锚泊式海上实验平台的组织

锚泊式海上实验平台布放场所水深69m，间隔近来船埠约3.7km。平台参数如表1所示，组织如图2所示。

图2平台组织安排平面图

⑴实验空间：平台设面积不小于20m2的一个停歇室和三个实验室，同时，留有约m2的船面操纵空间。

⑵实验月池：在船体中部安排有10m长，3.4m宽的月池，用于大型海洋仪器设备投放。

⑶起吊安设：平台配有1台平安处事负荷5t、臂展10m的扭转吊机，要紧用于大型海洋仪器配置的吊装与调试处事；2台载重0.5t、臂展3m的帮忙扭转吊机，用以袖珍配置的吊装、调试以及仪器配置的剖面衡量实验。

⑷卷扬起落系统：采纳钢索绞车经过滑轮组的组织大局实行搭载平台的起落操纵。搭载平台最大可淹没水深5.8m，最大起抬高度位于船面以上2.5m，静载重13t。便利实验配置的安置、保护与回收。

⑸电力系统：平台设备柴油发机电2台，囊括50kW主发机电组和12kW停靠发机电组。测验室配置3相V、单相V及直流24V电源，满意实验安设供电需求。

⑹保证设备：平台处于挪动网络笼罩区，为用户供给网络帮助及数据长途传输；平台安置红外视频监测系统，实行平台及实验场海疆目宗旨不连续巡逻和取证，保证实验设备平安。

表1平台要紧参数

典范

参数

总长/m

30.0

型宽/m

21.0

片体宽/m

3.6

片体中央距/m

17.4

型深/m

4.5

安排吃水/m

2.2

总吨位/t

.0

⒊搭载锚泊式海上实验平台举行海洋仪器配置测试的上风

①锚泊式海上实验平台为钢制漂荡式归纳实验平台，采纳双浮体船型，具备较好的抗风波功用。在平台功用方面，充足思量了各式表率的海洋仪器配置海上实验的需求。

②威海浅海实验场海疆完备恰当的海洋处境，联合该实验平台，能够同时开展多表率海洋仪器配置和海洋能发电安设模子的海上实验与视察。

③该平台能够在特定的实验海疆为海洋仪器配置供给连气儿、万古间序列的海上测试，能够较好地满意响应海洋仪器配置的实验需求。在同意海况下，能够对实验配置举行随时组装、拆卸以及调试保护，使海上实验加倍便利的同时，较好的下降实验成本。

④自布放操纵于今，依靠平台已开展15项海洋仪器配置的海上实验，测试仪器要紧囊括国度中心研发打算帮助研发的温盐深衡量仪、声学多普勒流速剖面仪（ADCP）、波潮仪、生态浮标、剖面飘流浮标以及水准轴潮水发电安设等。

本文联合已测试海洋仪器配置的实验打算，依靠海上实验平台提议具备代表性仪器的实验办法。

二、海洋仪器配置的搭载与测试

⒈水准轴潮水能发电安设

潮水能发电安设海上实验依靠于海上实验平台，如图3所示，对潮水能发电安设在实海况下的处事功用举行测试与考证。

图3基于海上实验平台的水准轴潮水能发电安设测试配置示用意

在图3中能够看出，测试平台安置有吊机以及潮水水轮机起落系统。潮水发电安设拖运至平台邻近后，由吊机将测试配置吊装至水轮机场所A，进一步告竣测试配置在平台上的安置不乱。尔后遏制起落系统将测试配置淹没至水轮机场所B，开端海上实验测试。起落系统最大路程（水轮机场所A到水轮机场所B）为11m。个中，水轮机场所B间隔海水表面5.8m。

思量到潮水能发电安设测试场所（水轮机场所B）与海水表面间隔较小，比例样机实验经过中，海浪等其余要素对潮水发电安设功用测试有所影响。因而，实验平台界限布设海浪骑士浮标、水下座底式视察平台、归纳多参数浮标等仪器配置，为实验测试供给及时资本视察数据。是以，潮水能发电安设海上实验监测系统要紧由情景子系统、水文子系统以及潮水发电安设输出监测子系统三部份构成。个中，情景子系统经过风速传感器、温度与气压传感器、相对湿度传感器以及降水量传感器衡量实验地域的情景消息。水文子系统的监测体例要紧有两部份，一部份是经过海浪骑士衡量实验海疆的波高以及波向；另一部份则是经过座底式ADCP衡量潮水涡轮邻近的潮水流速与流向，为下一部份析潮水涡轮功用奠基底子。

潮水能发电安设输出监测子系统则是对潮水发电安设输出的电压、电流、功率以及涡轮转速等消息举行监测。以上三部份子系统及时监测的数据经过数据搜集器输出至数据管教遏制子系统，由该子系统管教、保存以及显示响应监测数据，主动生成报文、月报表等文件，并将数据传输至数据传输网。潮水能发电安设海上实验监测系统如图4所示。依靠实验平台，潮水发电安设海上实验办法的运用，进一步推动潮水能财产的研发与技巧成效转折。

图4潮水能发电安设海上实验监测系统安排框图

⒉温盐深衡量仪（CTD）

CTD做为一种罕用万古间序列监测的海洋仪器配置，依靠海上实验平台开展对CTD举行远海岸、持久灵验的测试与监测，可擢升该表率/类似表率配置的不乱性、靠得住性、处境适应性，以及在我国朔方模范海疆夏日生物成长蕃昌期的抗浑浊能耐，推动其国产化经过与干系技巧的进展。

CTD功用海上实验办法参考《海洋仪器研发原料治理标准》《海洋仪器配置海上实验治理标准》《海洋仪器海上实验标准》（HYT—1）《“标准化海上实验”原料遏制通用标准》等。测试办法为：首先，搭建比测平台。依据被测海洋仪器配置表率，取舍响应国际先进的产物做为比测宗旨。针对立浑浊CTD，本文采选海鸟SEB37CTD；其次，将被测抗污CTD与海鸟SEB37CTD安置放入统一比测架内，以不异的数据采样方法举行处事，比测架以及两种CTD安置如图5所示；尔后，经过锚链一端毗连至锚泊式海上实验平台，一端毗连比测架，实行比测架与测试海洋仪器配置的投放以及万古间测试；末了举行配置回收，并举行第三方探测认证。在本文抗浑浊CTD测试中，配置回收后的形态如图6所示，交由第三方探测机构复检效果显示：万古间海上测试后参试配置电导率最大漂移为0.mS/cm。

图5远海岸CTD海试比测架安置示用意

图6远海岸CTD海试配置回收后形态图

⒊有缆海洋仪器配置

有缆海洋仪器配置能够给科研处事者供给及时监测数据，在海洋处境监测以及水下机械人（ROV）等方位有较为精深的运用。本文基于锚泊式海上实验平台，联合已测试的有缆海洋仪器配置，谋求该类有缆配置的海上测试办法。

⑴有缆声学多普勒流速剖面仪（ADCP）

针对有缆、不乱式ADCP，参考《海洋仪器配置海上实验治理标准》《海洋仪器海上实验标准》（HYT—1）《“标准化海上实验”原料遏制通用标准》等，谋求海试的办法。测试前打算有：首先，研发比赛平台，同时搭载定位浮球释放器、被测ADCP以及比测ADCP，并以水密讨论的大局毗连铠装电缆；其次，经过船舶将比赛平台运输至实验海疆，并将其平安投放至指定地域。投放告竣后，运输船舶需将铠装电缆运输至锚泊式实验平台，有缆、不乱式ADCP海试布局如图7所示。

针对不同需求，配置两种数据领受大局，离别为：①实验平台内短期、连气儿测试。该方法将测试配置经过铠装电缆直连位于锚泊式海上实验平台的数据接纳以及显示仪器，在视察实验配置运转平安性的同时，可实行短期内接连监测被测配置的处事形态以及功用；②及时持久、连气儿测试。该方法需求在锚泊式海上实验平台内安置数据传输单位（DTU）。因而该种方法的毗连大局需求被测配置首先经过铠装电缆毗连DTU，尔后经过DTU举行数据转发，经过远端上位机接纳，从而举行持久灵验的连气儿测试以及及时监测。

图7有缆ADCP海上测试安排示用意

测试告竣后，依据准则《声学多普勒流速剖面仪》（GB/T—9）和《声学多普勒流速剖面仪探测办法》（HY/T—7）对实验数据举行比较剖析。

⑵有缆水下机械人（ROV）

基于锚泊式海上实验平台举行有缆水下机械人（ROV）的测试，可对ROV系统功用、处事不乱性以及靠得住性举行及时监测，并为后续深刻海疆测试做好打算。

ROV海上测试办法要紧有如下体例：①ROV经过船舶运输吊装至锚泊式海上实验平台后，首先在不上电的前提下探测ROV的本质，保证ROV本质没有产生毁坏以及海试功课平安；②在海上实验平台船面上对测试ROV上电，窥察仪器各部件可平安不乱运转，而且与上位机通讯优异；③经过海上实验平台吊机将被测ROV吊装至海平面，但不铺开吊缆，进一步测试ROV在海洋处境中各部件的运转不乱性以及与上位机的通讯形态；④铺开吊缆，实行被测ROV的自立功课，窥察ROV的处事形态与功用；⑤经过缆绳与吊机实行被测ROV的回收，进一步审查ROV各部件的形态，告竣海上测试。依靠锚泊式海上实验平台的ROV测试如图8所示。

图8有缆水下机械人（ROV）海上测试图

在以上测试办法刻画中能够看出，依靠锚泊式海上实验平台，ROV功用测试经过中无需帮忙船舶。在保证实验人员以及测试仪器平安的前提下，能够对被测仪器举行及时、连气儿的测试。

三、论断

锚泊式海上实验平台的投放与操纵，为我国海上仪器配置的测试供给了威望、公正、便捷化、低成本的海上实验测试处境，数个国度中心研发打算项目已在实验场区依靠海上实验平台举行配置实验和测试。本文联合现有配置和已开展的实验测试，谋求并提议不同表率海洋仪器配置的实验办法，具备较高的可行性与合用性。锚泊式海上实验平台可持久运用并效劳于浅海归纳实验场，灵验推动我国海洋仪器配置的研发与技巧成效转折。

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END

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文/夏岚王鑫石建军朱晓阳，均来自国度海洋技巧中央；第一做家夏岚，年出世，女，本科，协理工程师，要紧从事实验场修建运转、治理办法协议；本文为基金项目，国度中心研发打算援助项目（YFC）；文章来自《海洋技巧学报》（年第5期），参考文件略，用于研习与交换，版权归做家及出书社协同占有，转载也请备注由“溪流之海洋人生”

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