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专家视点 | 如何提高海洋仪器的环境适应性和可靠性
作者：金洪禹
我国海洋面积广阔，海洋环境管理工作任务量较大，并且工作任务艰巨，为了保障海洋安全性和稳定性，应用多类型、高技术水平海洋仪器极为必要，这不仅能够解放人力，而且还能提高工作效率，充分发挥海洋仪器使用优势。本文针对“海洋仪器环境适应性和可靠性”这一论题深入分析，结合具体情况，探索提高海洋仪器利用率的有效路径，这对海洋事业可持续发展有推动作用。
海洋仪器指的是收集环境样品、测量环境特征参数及特征量的仪器设备，海洋仪器为海洋研究工作提供了辅助作用。海洋环境工作内容不尽相同，进而海洋仪器设备种类多样，不同仪器的功能优势存在差异，确保各类工作任务顺利完成。
一般来讲，海洋仪器细分为海洋传感器、气象传感器、岸用仪器、船用仪器四类，其中，海洋传感器组列情况为：短、长期安装；固定、摇曳、漂泊三列；船用、平台、浮标三列。气象传感器组列情况为：遮蔽或露天；船用、平台、浮标三列。岸用仪器组列情况为：遮蔽或露天；固定、摇曳两列。船用仪器组列情况为：遮蔽或露天；固定、摇曳两列。
从调查深度角度来讲，海洋仪器有两类，分别为浅海调查仪器和深海调查仪器；从调查方法角度来分析，海洋仪器具体指的是航空探测仪器、深潜考察仪器、台站观测仪器、卫星遥感仪器、船用仪器、浮标自记仪器等。了解海洋仪器定义、分类等理论知识后，分析提高海洋仪器环境适应性和可靠性的现实意义，具体探究如下。
1.海洋环境现状
当前海洋环境保护现状有待改善，海洋环境管理期间存在些许问题，具体表现在海洋仪器方面，由于海洋仪器长时间得不到更新，再加上海洋仪器管理制度不够完善，导致海洋仪器可靠性逐渐降低，这在一定程度上影响海上工作效率，最终海洋环境保护工作缓慢推进而对海洋事业发展有消极影响。实际上，海洋仪器对海洋环境保护有重要的作用，为了优化海洋环境，应全面了解海洋仪器应用作用，以此提高其环境适应性。
2.海洋仪器应用作用
海洋仪器质量得到保证，能够延长使用时间，降低故障率，从整体上减少海洋仪器使用成本，增加海洋事业经济效益。海洋仪器产品质量通过仪器设备环境适用性以及可靠性等指标来体现，做好海洋仪器结构调整、升级更新等工作，有利于合理调节海洋环境，做好海洋环境净化工作，这对生态平衡维护、环境保护战略具体落实有积极影响。总结可知，海洋仪器环境适应性及可靠性提高具有一定现实意义，下文通过组织海洋仪器规范化海上试验来提高海洋仪器实用性。
1.背景及意义
当前大多数海洋设备研发实验形式化推进，由于规范化海上试验需要充足资金支持，如果资金供应不及时，那么海上试验被迫中止，意味着海洋仪器投入使用的几率大大降低。
即使海洋仪器海上试验标准降低，那么海洋仪器使用效果往往达不到预期要求，导致海洋仪器功能优势难以发挥，并且海洋风险预防、海洋安全管理效果得不到改善，此外，海上试验意义无从谈起。之所以组织规范化海上试验，主要是为了评价海洋仪器指标，通过可靠性指标、性能指标检验，制定科学的海上试验方法，最终能够得到客观的评价结果，为海洋仪器设计思路调整、海洋仪器结构优化有依据作用。与此同时，这也是管理海上试验风险的有效途径，确保海洋科技研发工作有序推进，全面优化海洋仪器质量，提高海洋仪器适用性和可靠性。
2.试验程序及成果
规范化海试程序包括四方面：
第一方面即航次申请及准备，这一阶段重点处理试验平台落实、规范试验条件等现实问题；
第二方面即编制、审核海上试验大纲，在这一过程中，提供适合的试验方法，争取获得专家以及评审团的认可，并妥善安排海域人员，提高应急预案可行性；
第三方面即海上试验准备及组织实施，该环节以公示出海注意事项、做足备航准备、组织专业培训为目的；
第四方面即第三方见证和评价，在了解第三方组成形式的基础上，具体确定工作职责，并加强海试监督，最终得到客观的、公正的考核结果。海洋仪器规范化海试发展的过程中，取得了立体观测的良好效果，并且海洋仪器种类多样，这为深海事业和远海事业发展奠定了基础，提供了可靠支持。
海试期间做好海洋仪器质量控制工作，这对海洋仪器高效使用、海试内容丰富有积极影响。为提高海洋仪器环境适应能力以及可靠性，下文提出有效措施。
海洋仪器环境适应性和可靠性提高符合现阶段海洋事业发展需要，同时，能够充分发挥海洋仪器功能优势，这对我国海洋环境保护工作全过程推进有积极影响。本文通过优选优质材料、调整设计方式、优化设计结构、加强工艺防护、完善海洋仪器海试体系等措施提升海洋仪器环境适应性以及可靠性，这对海洋工作任务顺利推进有推动作用。
1.选择优质材料
海洋仪器研制过程中，应选择优质材料，这不仅是海洋仪器性能提升的需要，而且还能延长使用时间，为海洋环境保护提供设备支持。材料选择时，既要考虑物理属性，又要分析化学属性，确保所选用的材料具有耐老化、抗腐蚀等特点，这是提高仪器海洋环境适应性的基本要求。如果海洋仪器材料劣质，那么仪器整体质量会降低，并且海洋仪器应用成本大大提高，这对仪器设计、设计结构优化有不利影响。
2.调整设计方式
海洋仪器环境适应性这项内容近年来得到了高度重视，这对海洋仪器功能丰富、环境适应性强化有积极影响，最终能够提升海洋仪器经济性。海洋仪器属性有多种，其中，最基本、最重要的属性即可靠性和环境适应性，为了确保这两种属性，务必做好设计工作，设计人员应适时调整设计思路、改变设计方法，同时，做好设计防护工作。设计期间，合理控制海洋仪器工作温度，分析湿度、温度因素影响海洋仪器的表现；防护期间，增加抗冲击设计环节，尽可能提高工艺防护性能，确保设计完成的海洋仪器能够满足应用需要。
3.优化设计结构
由于海洋环境十分恶劣，海洋仪器在完成工作任务的同时，还要规避海洋风险，以免仪器内部元件完整性受到损坏，导致元件性能大大降低。因此，应优化设计结构，运用先进的灌封技术，一般来讲，密封结构设计方法普遍应用，这既能降低零件受潮几率，又能对海洋冲击有效抵御。设计过程中，选用耐腐蚀、高性能金属制品，同时，为其提供可靠的防护措施。海洋仪器设计遵循模块化原则，不同模块针对性密封，最终能够取得环境适应性、应用可靠性的良好效果。
4.加强工艺防护
针对海洋仪器表面有效处理，适当加强绝缘工艺防护或者灌封技术防护，根据具体情况，针对海洋仪器表面镀层保护，避免仪器外部腐蚀。当前我国工艺防护水平不足，并且工艺防护人才短缺，对此，应主动向西方国家借鉴工艺防护措施，并主动与高校合作，培养理论知识丰富、实践技能较高的工艺防护人才，确保海洋仪器环境适应性大大增强。
5.完善海洋仪器海试体系
海试工作规范化推进的现实意义不言而喻，针对海洋仪器海试体系及时完善，并成立专业的海试团队，开发、研制独特的海洋仪器，实现海洋风险的全面监控，根据评估结果，制定可行的应急预案，确保海洋仪器资源高效利用。统一建立海试平台，鼓励、支持海洋仪器创新研发行为，这对海洋仪器质量优化，海洋仪器高效利用有促进意义。
当前海洋事业正处于发展阶段，为深化海洋事业改革，提高海洋仪器设备利用率，采取有效措施提升海洋仪器环境适应性和可靠性具有必要性和重要性。同时，能够根据海洋仪器使用状况制定可行性决策，在原有基础上提升环境试验要求，最终取得环境试验的良好效果。随着海洋环境的不断变化，适时更新海洋仪器设备，能够真正提高海洋仪器利用率，对海洋事业稳步发展有重要影响。此外，应大力培养海洋仪器创新人才，促使海洋仪器行业与高校建立合作关系，这对海洋仪器行业转型、海洋仪器产品质量优化有促进作用。
文章来源：节选自《浅谈如何提高海洋仪器的环境适应性和可靠性》，原刊于《中国设备工程》2019年06期
作者：金洪禹，中国船舶重工集团公司第七一五研究所