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海洋论坛▏我国海洋调查装备技术的发展历程

2016-12-28 牟健 溪流的海洋人生

在20世纪50年代初期,我国还没有专门从事海洋调查装备研制工作的人员和单位,当时只是根据海洋调查和观测的需要,由一些单位临时制造海洋装备供本单位使用,并无生产能力。这一时期国内所需要的海洋调查装备绝大部分依靠进口。

为满足我国第一次大规模海洋综合调查的急需,国家科委海洋综合调查办公室专门组织力量,开展一些基本海洋调查装备的研制生产工作。这一时期主要是仿制国外某些常规产品,研制生产的装备是纯机械式,如颠倒采水器、闭端颠倒温度表、厄克曼海流计、海水透明度盘、手摇绞车、生物网具、采泥器、重力垂直取样管、表面流浮筒、表面水银温度表和氯度滴定管等。

为落实海洋科学发展规划提出的任务,我国于1965~1966年和1971~1976年分别进行2次联合研制海洋装备的工作(当时称为全国海洋装备会战),研制成功50多种产品,有些装备达到国外同期同类产品的水平,有些装备填补我国海洋装备的空白。这一时期结束我国海洋装备纯机械式的局面,为电子装备的研制开了好头,对改变我国海洋装备长期落后面貌和提高海洋调查水平,推动我国海洋电子温、盐、深综合测量仪和声学测流仪的发展,促进新技术在海洋装备中的应用都起到一定作用。到20世纪70年代末,我国研制生产的海洋装备项目已达百余种,不但有水文气象测量仪器、理化测量仪器、生物调查仪器,而且成功研制利用声学原理的地形地貌调查仪器,航空红外测温仪和航空照相机也已开始在海上实验;测量技术也取得明显进展,一些调查装备中已采用声学、电子、遥测和遥控技术。但是从总体情况看,当时我国海洋调查装备绝大多数仍是常规机械式的,且深海调查装备仍处于空白;此外受国内工业水平限制,装备所用元器件质量不过关、非商品化,导致新研制的装备无法生产和扩大应用。

在20世纪70年代末到80年代中期,随着我国工业水平的迅速提高,海洋装备技术发展步伐加快。这一时期研制生产的海洋调查装备品种明显增加,测量精度、灵敏度、稳定性和可靠性也有较大提高;装备所采用的技术取得很大进展,不再立足于分离元件,而是越来越多采用集成电路,装备结构日益标准化,并且计算机的使用大大提高装备自动化水平。

从20世纪80年代中期到90年代,科技攻关使海洋调查装备的研制生产迈上新的台阶。这一时期研制生产的海洋调查装备普遍采用微机或单板机进行数据采集、运算、记录和传输,采用可靠性高的电子元器件以及适用于海洋环境的新材料和新三防工艺;海洋调查装备从单要素专项测量向多要素综合测量系统发展,并开始向深海发展。

在进入21世纪的10余年里,我国不但研制出一批技术先进的传感器、仪器和测量系统,而且有些装备已形成系列产品,有些装备技术指标达到国外同期同类产品水平,有些地质仪器和水文仪器被用于大洋考察和其他国际联合调查。近年来,在国家“863”计划、海洋公益性行业科研专项等的支持下,我国已经成功研制多款海洋调查和取样装备,包括自动气象站、高精度温盐深仪(CTD)、海流剖面仪(ADCP)、磁力仪等;深海取样装备包括深海电视抓斗、多管取样器等;海洋观测平台也呈现多样化,包括被动观测平台如浮标、潜标等,自主观测平台如6000米级“潜龙一号”AUV(无缆水下机器人)、4500米级“海马号”ROV(有缆水下机器人)、水下滑翔机等,拖曳观测平台如6000米级深海声学拖体、超宽频海底剖面仪、拖曳式多参数剖面测量系统等;在载人潜水器方面,“蛟龙”号深潜器实现我国载人潜水器零的突破,于2012年7月圆满完成7000米级海试,目前已处于实际应用阶段;300吨级深海空间站“龙宫”也已进行水下试验。这些装备的研制和应用使我国海洋调查观测和环境监测传感器技术得到很大发展。

虽然我国已研制出一批技术水平接近或具有国际先进水平的海洋调查装备,但从总体来看我国海洋调查观测高新技术开发起步晚、进展比较慢,国外已经开发应用的某些高新技术在我国尚处于空白状态,尤其是水声技术和传感器技术等核心技术。目前我国海洋调查中使用的大多数声学装备仍以进口仪器为主,常用的重、磁、电、震、声等核心传感器仪器装备几乎全部依赖进口,这不仅是制约我国海洋调查观测技术发展的瓶颈,也是提高海洋调查成本使其难以产业化的重要障碍。

【作者简介】牟健,男,国家海洋局南海工程勘察中心,主要从事研究。本文来自《海洋开发与管理》(2016第10期),由“智汇海洋”微信公众平台(微信号smart-ocean)首发。

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