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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 海水表面溫度紅外測(cè)量?jī)x
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品應(yīng)國(guó)家海洋技術(shù)中心要求，為其設(shè)計(jì)研發(fā)。海水表面溫度紅外測(cè)量?jī)x是一種為行駛中的船舶而設(shè)計(jì)的可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海水表面溫度的非接觸式測(cè)量?jī)x器。本項(xiàng)目對(duì)海水溫度特性進(jìn)行分析后，利用紅外輻射測(cè)溫原理，根據(jù)海水表面溫度特性，引入直接定標(biāo)的方法，從而設(shè)計(jì)的一種高準(zhǔn)確的海水表面溫度測(cè)量?jī)x。
- 詳細(xì)介紹：
- 本項(xiàng)目是為行駛中的船舶設(shè)計(jì)一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海水表面溫度的非接觸式測(cè)量?jī)x器，克服目前流行的接觸式測(cè)溫儀所存在弊端。 本項(xiàng)目對(duì)海水表面溫度的特性進(jìn)行分析后，利用紅外輻射測(cè)溫原理，根據(jù)海水表面溫度的特性，引入直接定標(biāo)的方法，從而設(shè)計(jì)出的一種高準(zhǔn)確度的海水表面溫度紅外測(cè)量?jī)x。 區(qū)別與以往紅外測(cè)溫儀，它采取直接定標(biāo)的方法，以高準(zhǔn)確度得接觸式測(cè)溫儀在某一環(huán)境下對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)定標(biāo)，因而不需要進(jìn)行輻射率修正，避開(kāi)了環(huán)境影響因素，提高了紅外測(cè)溫的精確度。 它的紅外探測(cè)元件采用的是硅光伏探測(cè)器，可準(zhǔn)確獲取被測(cè)物體的紅外輻射信號(hào)，同時(shí)大大降低了研發(fā)成本。 目前國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)同類產(chǎn)品。 本作品可用于海洋科學(xué)考察研究 ,海洋資源調(diào)查開(kāi)發(fā),海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)以及海洋軍事應(yīng)用；國(guó)內(nèi)外高等院校，可將本作品的創(chuàng)新內(nèi)容用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 項(xiàng)目目的：是為行駛中的船舶設(shè)計(jì)一種可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海水表面溫度的非接觸式測(cè)量?jī)x器，克服目前流行的接觸式測(cè)溫儀所存在弊端。 基本思路：是對(duì)海水表面溫度的特性進(jìn)行分析，利用紅外輻射測(cè)溫原理，根據(jù)海水表面溫度的特性，引入直接定標(biāo)的方法，從而設(shè)計(jì)出高準(zhǔn)確度的海水表面溫度紅外測(cè)量?jī)x。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1.將紅外測(cè)溫技術(shù)引入海水表面溫度測(cè)量的領(lǐng)域，并研制出一種新型非接觸式海水表面溫度測(cè)量?jī)x； 2．直接針對(duì)不同環(huán)境下海水的熱輻射規(guī)律，根據(jù)擬合曲線對(duì)測(cè)溫儀實(shí)時(shí)定標(biāo)，不需要作輻射率修正，并減小環(huán)境因素影響，測(cè)溫準(zhǔn)確度大幅度提高。 技術(shù)關(guān)鍵： 1．紅外探測(cè)器的設(shè)計(jì)與制作； 2．采用直接定標(biāo)法，根據(jù)被測(cè)海水表面溫度的范圍確定其輻射規(guī)律，對(duì)測(cè)得數(shù)據(jù)組進(jìn)行曲線擬合，找到適合輻射規(guī)律的最佳擬合曲線。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1．范圍：-20℃～60℃ 2.中心波長(zhǎng)：1.06μm 3.重復(fù)性：±0.1℃ 4.分辨率：0.01℃ 5.測(cè)量誤差≤±0.5% 6.視角：15° 7. 響應(yīng)時(shí)間：0.10秒 8. 環(huán)境濕度：≤90RH 9.測(cè)量距離：20cm～∞
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性： 海水溫度是研究海洋學(xué)的一個(gè)重要參數(shù)，它能直接反映全球氣候變化和全球海洋整體特征分布。準(zhǔn)確地測(cè)量海水表面溫度，對(duì)研究海洋溫度具有決定性的意義并有廣泛的實(shí)用價(jià)值。 先進(jìn)性： 本作品將紅外測(cè)溫技術(shù)引入海水表面溫度測(cè)量的領(lǐng)域，目前市場(chǎng)上尚未遇見(jiàn)同類型產(chǎn)品目前海水表面溫度測(cè)量的方法主要是接觸式測(cè)量：如固定站位CTD測(cè)量?jī)x，測(cè)量傳感器鏈等。相較于這些產(chǎn)品，本作品最大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于： （1）實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離（300m）非接觸式測(cè)量海水表面溫度； （2）能夠在不同區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)定標(biāo)，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確度。 （3）海水表面溫度紅外測(cè)量?jī)x輕巧便攜、響應(yīng)速度快，經(jīng)久耐用。 本作品“海水表面溫度紅外測(cè)量?jī)x”則選用硅光伏探測(cè)器作為紅外探測(cè)器。不僅很好的實(shí)現(xiàn)了對(duì)被測(cè)海水紅外信號(hào)的接受，而且極大地降低了成本。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年6月在“中國(guó)民航大學(xué)科技成果展示會(huì)”上參展。
作品所處階段
- 本作品現(xiàn)處于中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 以技術(shù)轉(zhuǎn)讓的方式向各生產(chǎn)廠家銷售本作品的生產(chǎn)技術(shù)；以技術(shù)合作方式與各用戶合作，推廣銷售本作品。
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品；現(xiàn)場(chǎng)演示；展板圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本作品是為行駛中的船舶提供一種可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海水表面溫度的非接觸式測(cè)量?jī)x，克服目前流行的接觸式測(cè)溫儀所存在弊端。 采用直接定標(biāo)的方法使其測(cè)溫準(zhǔn)確度可以和接觸式測(cè)溫儀相比較；以硅光伏探測(cè)器作為紅外探測(cè)器，使得其成本低廉；又具有響應(yīng)速度快、輕巧便攜等優(yōu)勢(shì)。 本作品的適應(yīng)性強(qiáng)，可廣泛用于海洋科學(xué)考察研究 ,海洋資源調(diào)查開(kāi)發(fā),海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)以及海洋軍事、航海、監(jiān)測(cè)、養(yǎng)殖等多種行業(yè)。 目前，在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上尚未見(jiàn)同類產(chǎn)品銷售；在國(guó)內(nèi)外，現(xiàn)有的方法不能與其等同，其實(shí)現(xiàn)的測(cè)量精確度高于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品，故在技術(shù)上占有優(yōu)勢(shì)，降低了與同行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的風(fēng)險(xiǎn)。 由市場(chǎng)分析，若對(duì)產(chǎn)品的行銷得當(dāng)，作為國(guó)內(nèi)首家生產(chǎn)該產(chǎn)品的企業(yè)，即便預(yù)計(jì)到產(chǎn)品投入市場(chǎng)一年后有新的競(jìng)爭(zhēng)者出現(xiàn)，在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)占有率也可達(dá)到80%以上，且市場(chǎng)需求的趨勢(shì)明顯。
同類課題研究水平概述
- 目前在國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)同類產(chǎn)品。 以下列舉用于測(cè)量海水溫度測(cè)量的接觸式設(shè)備： CTD剖面儀 CTD剖面儀是一種對(duì)海洋監(jiān)測(cè)的一種接觸式固定站位測(cè)量?jī)x，可用于全球海洋測(cè)量以及國(guó)際海洋合作項(xiàng)目,是海洋科學(xué)考察研究 ,海洋資源調(diào)查開(kāi)發(fā),海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)以及海洋軍事應(yīng)用的基礎(chǔ)儀器。目前 ,剖面儀的溫度傳感器 ,廣泛采用熱敏電阻或者鉑電阻，精確度高。日本CTD儀器特點(diǎn)是體積小、重量輕且功耗低 。面向海洋調(diào)查 ,注重發(fā)展鏈?zhǔn)较盗魝鞲衅鳒y(cè)量技術(shù) ,而且致力于近岸環(huán)境檢測(cè)。但CTD測(cè)量已經(jīng)無(wú)法滿足海洋事業(yè)發(fā)展的需要 。對(duì)于海洋變化的時(shí)空同步或準(zhǔn)同步測(cè)量要求益迫切 。海水溫度測(cè)量傳感器鏈中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所研制了一種海水溫度測(cè)量傳感器鏈,用以測(cè)量淺海中水層薄、溫度變化劇烈的不同深度處溫度動(dòng)態(tài)變化。是一種接觸式鏈狀傳感器。測(cè)溫鏈部件包括：1、溫度傳感器 ,2、壓力傳感器 ,3、浮子 ,4、鋼纜 ,5、吊掛鋼柱 ,6、承重鋼柱 ,7、屏蔽電纜線。溫度傳感器是鑲嵌在浮子上 ,浮子以至等間距 ,也可以不等間距地固定在鋼纜上 ,鋼纜的兩端分別用鋼纜鋼套和鋼絲夾子鎖定在吊掛鋼柱和承重鋼柱的鋼杯內(nèi)。測(cè)溫鏈技術(shù)指標(biāo)： 1、溫度鏈長(zhǎng)50m ,溫度傳感器數(shù)目32個(gè),等間距分布在12.8m的測(cè)量段內(nèi)； 2、溫度傳感器可為互換式熱敏電阻,測(cè)溫誤差<士0.2℃。海水溫度測(cè)量傳感器鏈設(shè)備較為繁瑣，測(cè)溫誤差較大，體積龐大，長(zhǎng)期浸泡和拖拽，會(huì)使其測(cè)溫準(zhǔn)確度降低。
