“海洋科技成果巡礼”专栏—温盐深传感器

一、背景介绍

海水温度、盐度、深度是最基础的海洋环境信息，不仅在海洋科学研究中占据重要地位，还是业务化海洋观测预报和海洋安全保障等领域不可或缺的数据源，在海洋生态环境监测、交通运输、海洋渔业等领域都有广泛的应用。在海洋技术中，传感器是感知部分，在海洋观测监测和调查领域居于关键地位，是自主设备研发的关键突破口之一。因此，海洋温盐深传感器是海洋观测网中多种观测设备必备的“关键共性部件”，自主研发和应用温盐深传感器，对实现高水平科技自立自强、加快国家海洋强国建设具有重要意义。

海洋温盐深测量的主要应用领域

海洋温盐深传感器在海洋观测网中应用分布

二、技术发展历程

国家海洋技术中心是国内最早开展温盐深测量技术研究的单位，是该技术领域的国家队和主力军。上世纪70年代自行研制的1000米自容式温盐深自记仪应用于国家718工程，获取了海上试验场的温盐深水文数据资料，为洲际导弹发射试验成功做出贡献。1984年，我们的温盐深剖面仪随我国南极考察队进行了首次南大洋考察，在南回归线海域获得3080米温盐深剖面数据，被考察队列为首次南大洋考察突出成就之一，仪器被永久保留在南极长城站。科研人员经过多年潜心钻研，出版了国内第一本温盐深测量专著《海水盐度测量技术》。

上世纪70年代科研人员布放1000米自容式温盐深自记仪

1984年3000米温盐深剖面仪与南极长城站合影

国内温盐深测量领域第一本专著《盐度测量技术》

90年代，世界环流试验计划（WOCE）对温盐深测量技术与设备提出了具体的先进指标要求，国际上有实力的海洋仪器公司纷纷响应，众多高技术性能产品出现并开始大举进入国内，国内外传感器技术水平差距慢慢拉大，我国自主海洋传感器技术遇到了严峻的挑战。到本世纪初期，我国动力要素海洋仪器水平大幅度落后，国内市场95%以上被进口仪器所占据，高精度传感器更是被进口产品100%垄断。

三、突破核心关键技术，实现自主创新

在国家重点研发计划“海洋环境安全保障”重点专项支持下，国家海洋技术中心温盐深传感器科研团队承担了“基于水下平台的系列化温盐深测量仪产品化”“船载系列温盐深测量仪产品化技术研究”“大深度温盐深流同步观测与感应传输技术研究”“多层温盐深准实时观测技术研究”等多个项目任务。

经过持续研发，固化传感器工艺，不断提高传感器性能，解决了困扰科研人员多年的批量制作一致性、成品率、稳定性、可靠性不高等难题。实现20余型高精度温盐深传感器的系列化、产品化，形成具有自主知识产权的海洋仪器设备品牌“OST”，部件国产化率达到100%，器件国产化率90%以上，主要指标达到国际同类先进仪器水平，可形成货架产品替代进口，满足全球海洋立体观测网等国家重大工程建设对自主传感器的需求。

系列化温盐深传感器

系列化温盐深传感器亮相国家“十三五”科技创新成就展

系列化温盐深传感器先后应用在极区感应耦合漂流浮标、西风带浮标、西太平洋全国产化浮标和实时传输潜标上，累计海上运行时间超20万小时，打破了国外对我的进口限制，真正实现了关键核心技术完全自主可控，完成了我国海洋传感器技术从“跟跑”向“并跑”的跨越。

2020年央视网报道国产传感器西风带布放试验

2020年8月至9月，OST15M船载高精度自容式温盐深传感器搭载“向阳红03号”科学考察船，完成西太平洋海域夏季调查航次海上试验任务，最大布放深度为5915米，突破国产高精度温盐深传感器最大试验水深记录。完成了与美国进口SBE911 plus、SBE19的多剖面同步比测试验，经与进口仪器数据对比，国产仪器在总有效数据量占比、剖面数据动态跟踪、数据一致相关性等方面均达到国外先进产品水平。

进入 “十四五”， 国家海洋技术中心温盐深传感器科研团队聚焦深海和极地探测等国际前沿，加强海洋传感器基础研究和原始创新，开展全海深传感器和基于MEMS技术的低成本“物联网”传感器研发。这两项技术国外也尚未完全实现产品化，国家海洋技术中心温盐深传感器科研团队基于完全自主的目标正在向国际“领跑”进军，不断为国产海洋核心传感器自主创新贡献技术力量。