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物理海洋仪器设备

  物理海洋学是研究并测量海洋的各种物理特性及其时、空变化,同时探讨控制这些物理特性的各种过程的一门科学。物理海洋学主要研究海水的物理特性(例如温度、盐度和密度的分布)以及海流、波浪、潮汐和海水声学特性等。  

  海水的温度、盐度和密度之所以重要是因为通过这些参数,可以导出蒸发、热交换、海流、海水的运动以及海洋中其它多种物理过程,所有这些物理过程都与海气相互作用息息相关,是人类赖以生存的环境的重要决定因素。  

  流浪潮也是影响人类活动的重要参数,它们不但对海上交通、海上构筑物、军事活动、渔业生产的安全有着举足轻重的影响,还有可能直接威胁人类的生命安全,印尼海啸的惨痛经历至今仍记忆犹新,它使人们更加重视对流浪潮的调查和研究。  

  随着科学技术的发展,人们在进行物理海洋学研究过程中所使用的仪器设备的性能有了长足的提高。从用温度计、采水-氯度滴定测量海水温度、盐度的古老方法到使用电子式CTD系统快速、准确地测量温、盐、深;从船舶飘移法或双联浮筒粗略地测流到用声学多普勒海流剖面仪(ADCP)快速、准确地测量剖面流或用高频测流系统大面积测量海表流;从测波杆或早期的“依万诺夫”测波浮标目视测波到用ADCP、“波浪骑士”重力式测波浮标或压力式波潮仪测量波/潮... ...总之,手中拥有一系列的现代先进仪器设备,海洋工作者就能够在他们的调查、研究、开发领域中施展他们的才干。  

  新技术给海洋学家带来了的好处是不言而喻的。以测流技术为例,利用ADCP测流可以大量节省时间和经费;利用高频测流系统即可以长期测量某一海区的海表流。  

  在谈到测流技术给海洋工作者带来好处的时候,我们不应忘记了大量的内陆水文工作者,他们也需要测流,不但测流速、流向,同时还要测流量。为此,新型测流仪器ADCP为他们提供了周到的服务。长江三峡大坝截流时ADCP的使用为大坝截流时刻、截流抛石作业提供了十分重要的数据。

海洋物探仪器设备

  海洋物探仪器设备为海洋地质学家、海洋地球物理学家在叙述与测定海底地形的起源、探测沉积物及基岩成分及厚度、解释海底内部结构生成的原因的调查、研究中提供了的重要手段。他们使用的仪器设备主要有海洋重力仪、海洋磁力仪、海底静力触探仪和海洋地震仪等。

  海洋重力仪测出的资料反映出地质结构的某些变化,是油气勘探、海底资源调查的重要依据,在军事应用方面具有特殊重要的意义。

  海洋磁力仪的应用使海洋地球物理工作者有可能获得海底上表层结构的资料,应用于寻找海底金属目标、水下管线调查、铺管路由调查、反潜扫雷等作业。

  海底静力触探仪的应用使人们获得海底土工力学的资料,为海洋工程建设提供科学依据。

  海洋地震仪利用地震反射法测量地球近表面结构,是海洋油气勘查的重要手段。近年来开发的数字漂浮缆技术使海上作业大为简化,提高了灵敏度,改善了数据的质量,受到用户的青睐。

海洋测绘仪器设备

  在现代科学技术得到快速发展之前,恐怕谁也“看”不到海底的地形地貌究竟是个什么样子。但是,海底的地形地貌对人们能否成功、顺利地进行海洋地质勘探、海上交通运输、海上军事活动来说,却尤为重要。好在现代科技为人们提供了诸如侧扫声纳、浅地层剖面仪、单(多)波束测深仪等重要的仪器设备,为人们的海上作业提供了必要的保障。

  侧扫声纳是一种能够发射/接收声学信号、通过声回波信号的处理得出海底地形地貌、水下目标物信息的仪器。广泛用于海底地貌的测量、寻找水下目标物、水下考古等作业。

  浅地层剖面仪顾名思义就是能够利用声学原理测出海底浅层形状的仪器,用于测量海底沉积层的剖面,为海底铺管、铺缆、打桩作业提供科学依据。

  人们对海洋的深度一直怀有极大的兴趣,早在十九世纪之前,就有人用测深水砣测量海洋的深度。但他能测到多深呢?直到1925年人们才能够抛弃乏味、费时的水砣作业,改用回声测深仪来测量海洋的深度。但是,当时的回声测深仪也就是单波束测深仪而已,它仍然是费时的。多波束声学测深仪的问世大大地提高了测深作业的速度和质量,目前在世界范围内进行大面积测绘的设备就是多波束测深仪。有了这种先进设备,人们不但能测绘出新的海图,为航海安全提供有力的保障,同时还能“发现”新的水下地形。

水下工程仪器设备

  水下工程是一门新兴的海洋科学,开展这门科学的基础就是新技术的发展。新技术提供了安全、可靠地进行作业的保障,使海洋工作者能够在昔日的“禁区”里大显身手。

  海洋锚系系统是海洋学家进行长期、定点测量的主要手段,它在各国海洋界已获得广泛的应用,在众多的国际海洋合作项目中也是一种常见的测量手段。在这种锚系系统中,声学释放器是必不可少的设备。不论是浅海锚系或是深海锚系,有了安全、可靠的声学释放器,锚系系统才得以安全回收,实验数据才不致于丢失;有了快速、可靠的声学通讯机,哪怕不用电缆,水下设备的数据也能实时地传输到水面。

  遥控潜水器(ROV)作为潜水员的替代设备在海洋工程中受到了越来越广泛的应用。毕竟潜水员的生命是宝贵的,他们的作业具有较大的危险性,也受到深度的限制。ROV则可利用它们“不怕死”的优势,在海洋中自由游弋,甚至潜入几千米深海中作业。它现在已成为水下观察、海洋平台检测/维护、油管水下维修、深海勘查、排雷/扫雷等作业的主要工具。

  船上甲板机械也是进行海洋工程作业的必要设备,没有安全可靠的投放回收机械(俗称A型架)和绞车,要投放回收海洋测量设备是完全不可能的。海洋仪器要在海洋中获得应用,一个重要的环节就是解决水密问题,在这里,水密接插件起了十分重要的作用。老型号的水密接插件结构复杂,使用不便;新型水密接插件可以说“一插就灵”,有了它,工程师们就能得心应手地设计、制造他们的海洋仪器设备。

  利用光纤的特性生产的先进导航定位设备如光纤罗经、运动传感器、惯性导航系统等克服了旧型号设备启动时间长、稳定性差、精度低的缺点,成为当前海洋测绘仪器设备、水下运载器的新宠。崭新的全球声学定位系统更是在水声定位的基础上融入了GPS定位技术,使它能同时满足水面和水下定位及导航的需要,正在越来越多地得到海洋用户的认可。