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国际成就奖台上的实验室盐度计

 

 

 

 

     当今国内市场,90%的海洋高新技术仪器都来自国外厂商,而有一种我国拥有自主知识产权的产品却占据着90%的国内市场,它就是中心研发的实验室盐度计。
     
海洋环境资料的获取和积累是对海洋研究、开发不可或缺的基本条件之一,而作为海洋水文测量的要素之一,海水的盐度对海水的密度和声速都有着直接的影响。因此要准确掌握海区海洋环境特性,充分掌握海水盐度资料是先决条件。
     
迄今为止,国内能够生产实验室盐度计的单位只有我中心和中国海洋大学两家。其中,中心研制的实验室盐度计代表着国内最高水平。作为是国内最早开展盐度测量技术研究的单位之一,中心涉足研究领域至今已有30余年的历史。经过不断地改进完善,实验室盐度计的主要性能指标已接近国际同类水平,是中心自主研发,具有独特设计理念的代表性产品。多年来,中心科研人员为提升产品竞争力所作出的不懈努力始终贯穿着产品的研发过程。
     
研究初显成效
     1985
10月,中心的前身国家海洋技术研究所与国家海洋局科技司共同签署了海洋科学技术项目任务书,从而孕育了中心数字式实验室盐度计的诞生。
     1986
年初,中心开始组织人员进行了方案论证和关键技术攻关的研制。该产品的关键技术是:高稳定性的信号源、测盐电路、测温电路、高准确度的模数转换电路。电极的几何形状、材料选择和加工,以及电极镀铂黑工艺和计算机的软件设计等。在科研人员的努力下,该项目于1988年度完成了原理试验,第二年进行了整机安装和调试工作,并进行了海上、台站的试用和鉴定准备工作。同年,SYA2-1型实验室盐度计通过了局级鉴定,并于1990年进行了小批量生产,由用户试用。该产品在1992年获得国家级新产品奖;1993年在美国国际世界发明博览会上荣获国际成就奖1994年获得国家海洋局科学技术进步二等奖;1999年申办并批准了生产许可证。
     
细节决定成败
     SYA2-1
型实验室盐度计自1990年正式投入生产,先后在海洋局的南海分局、北海分局、海南岛、航保部及水利部门、大学等地广泛使用。经过几年的用户使用和返修,发现该产品存在着不同程度的问题,如采集电路不能存储数据、A?D转换精度低、模拟电路可靠性差等。
     
针对实验室盐度计存在的问题和新标准的要求,科研人员对SYA2-1型实验室盐度计进行了改进。改进后的SYA2-2型实验室盐度计在控制采集电路上选择了CMS-51系列单片机和非易失性数据存储器,可通过RS-232串口,PC机上修改系数,提高了线性调整的精度;选用20位直流量测量的Δ∑模数转换器,转换精度提高到0.000095%,使盐度测量的分辨力、精密度、稳定性和温度测量的准确度都有所提高;在测量电路中采用低漂移、高增益和宽温度范围的军品级的运算放大器,选用温度系数小、精度高的阻容元器件,更换了一些低性能的器件;软件的功能设计采用功能较强的仿真监控软件,通过显示可以了解仪器各部分工作状态,及时判断发生故障的部位,同时还提供了运行参数的设置功能,可以方便的对重新定标的系数进行修改;软件程序的设计,在增强仪器功能的同时,还提高应用软件的有效性、可靠性、可移植性、安全性、经济性及模块化和商品化水平;盐度计在外观、结构、工艺设计等方面采用了新工艺、新技术,使整体在安全性、可靠性、适应性、操作的舒适性、视觉的美观等方面都比SYA2-1型实验室盐度计都有明显的改进。
     
不懈终换回报
     
在世界范围内,加拿大Guildine仪器公司生产的8400B型实验室盐度计是国际公认的精度最高的实验室盐度计,已被广泛用作盐度计的定标设备。日本TSK公司生产的DIGI-AUTO 5型实验室盐度计也是具有国际先进水平的实验室盐度计。而中心研制的SYA2-2型实验室盐度计在测量范围、准确度、最高分辨率等指标均接近或与世界先进水平持平,在储存、打印,特别是无需恒温水浴等特性上已达到世界领先水平。
   
实验室盐度计从无到有,由1型转化为2型,是中心两代人共同努力,历经二十多年的苦心研制,不断提高和完善的结果。尽管其间也曾由于市场需求量小、中心科研经费紧张等因素致使项目一度出现波折,但科研人员还是克服重重困难,研制出了具有国际先进水平的仪器。特别是在高新技术热潮下,他们没有去盲目地开发、创新,而是打破等、靠、要的模式,对原有技术不断完善,精益求精,大大提升了产品的竞争力,成为持续改进的典范。在他们身上,闪烁着默默耕耘者的智慧光芒。
     
目前,实验室盐度计已小批量生产,占领了国内的大部分市场,其中SYA2-2型已累计销售约170余台,在海洋调查和监测中起到了重要的作用,得到了用户的认可。当然,实验室盐度计并不是最完美的产品,还存在着一些问题,如盐度传感器的电极耐污染等问题还有待科研人员去解决。随着国家对海洋事业的开发力度加大,用户使用海洋调查仪器的数量和品质要求正在增加,这也就要求我们的设计者和制造者不断提高技术水平,以为用户提供更精准、更稳定、更可靠的仪器。