基本信息
- 项目名称：
- 海水表面温度红外测量仪
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品应国家海洋技术中心要求，为其设计研发。海水表面温度红外测量仪是一种为行驶中的船舶而设计的可实时监测海水表面温度的非接触式测量仪器。本项目对海水温度特性进行分析后，利用红外辐射测温原理，根据海水表面温度特性，引入直接定标的方法，从而设计的一种高准确的海水表面温度测量仪。
- 详细介绍：
- 本项目是为行驶中的船舶设计一种可实时监测海水表面温度的非接触式测量仪器，克服目前流行的接触式测温仪所存在弊端。 本项目对海水表面温度的特性进行分析后，利用红外辐射测温原理，根据海水表面温度的特性，引入直接定标的方法，从而设计出的一种高准确度的海水表面温度红外测量仪。 区别与以往红外测温仪，它采取直接定标的方法，以高准确度得接触式测温仪在某一环境下对其进行实时定标，因而不需要进行辐射率修正，避开了环境影响因素，提高了红外测温的精确度。 它的红外探测元件采用的是硅光伏探测器，可准确获取被测物体的红外辐射信号，同时大大降低了研发成本。 目前国内外未见同类产品。 本作品可用于海洋科学考察研究 ,海洋资源调查开发,海洋环境监测预报以及海洋军事应用；国内外高等院校，可将本作品的创新内容用于实验教学。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 项目目的：是为行驶中的船舶设计一种可实时监测海水表面温度的非接触式测量仪器，克服目前流行的接触式测温仪所存在弊端。 基本思路：是对海水表面温度的特性进行分析，利用红外辐射测温原理，根据海水表面温度的特性，引入直接定标的方法，从而设计出高准确度的海水表面温度红外测量仪。 创新点： 1.将红外测温技术引入海水表面温度测量的领域，并研制出一种新型非接触式海水表面温度测量仪； 2．直接针对不同环境下海水的热辐射规律，根据拟合曲线对测温仪实时定标，不需要作辐射率修正，并减小环境因素影响，测温准确度大幅度提高。 技术关键： 1．红外探测器的设计与制作； 2．采用直接定标法，根据被测海水表面温度的范围确定其辐射规律，对测得数据组进行曲线拟合，找到适合辐射规律的最佳拟合曲线。 主要技术指标： 1．范围：-20℃～60℃ 2.中心波长：1.06μm 3.重复性：±0.1℃ 4.分辨率：0.01℃ 5.测量误差≤±0.5% 6.视角：15° 7. 响应时间：0.10秒 8. 环境湿度：≤90RH 9.测量距离：20cm～∞
科学性、先进性
- 科学性： 海水温度是研究海洋学的一个重要参数，它能直接反映全球气候变化和全球海洋整体特征分布。准确地测量海水表面温度，对研究海洋温度具有决定性的意义并有广泛的实用价值。 先进性： 本作品将红外测温技术引入海水表面温度测量的领域，目前市场上尚未遇见同类型产品目前海水表面温度测量的方法主要是接触式测量：如固定站位CTD测量仪，测量传感器链等。相较于这些产品，本作品最大的技术优势在于： （1）实现了远距离（300m）非接触式测量海水表面温度； （2）能够在不同区域进行实时定标，提高了测量的准确度。 （3）海水表面温度红外测量仪轻巧便携、响应速度快，经久耐用。 本作品“海水表面温度红外测量仪”则选用硅光伏探测器作为红外探测器。不仅很好的实现了对被测海水红外信号的接受，而且极大地降低了成本。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年6月在“中国民航大学科技成果展示会”上参展。
作品所处阶段
- 本作品现处于中试阶段
技术转让方式
- 以技术转让的方式向各生产厂家销售本作品的生产技术；以技术合作方式与各用户合作，推广销售本作品。
作品可展示的形式
- 实物、产品；现场演示；展板图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品是为行驶中的船舶提供一种可以实时监测海水表面温度的非接触式测量仪，克服目前流行的接触式测温仪所存在弊端。 采用直接定标的方法使其测温准确度可以和接触式测温仪相比较；以硅光伏探测器作为红外探测器，使得其成本低廉；又具有响应速度快、轻巧便携等优势。 本作品的适应性强，可广泛用于海洋科学考察研究 ,海洋资源调查开发,海洋环境监测预报以及海洋军事、航海、监测、养殖等多种行业。 目前，在国内外市场上尚未见同类产品销售；在国内外，现有的方法不能与其等同，其实现的测量精确度高于国内外同类产品，故在技术上占有优势，降低了与同行业竞争的风险。 由市场分析，若对产品的行销得当，作为国内首家生产该产品的企业，即便预计到产品投入市场一年后有新的竞争者出现，在国内的市场占有率也可达到80%以上，且市场需求的趋势明显。
同类课题研究水平概述
- 目前在国内外均未见同类产品。 以下列举用于测量海水温度测量的接触式设备： CTD剖面仪 CTD剖面仪是一种对海洋监测的一种接触式固定站位测量仪，可用于全球海洋测量以及国际海洋合作项目,是海洋科学考察研究 ,海洋资源调查开发,海洋环境监测预报以及海洋军事应用的基础仪器。目前 ,剖面仪的温度传感器 ,广泛采用热敏电阻或者铂电阻，精确度高。日本CTD仪器特点是体积小、重量轻且功耗低 。面向海洋调查 ,注重发展链式系留传感器测量技术 ,而且致力于近岸环境检测。但CTD测量已经无法满足海洋事业发展的需要 。对于海洋变化的时空同步或准同步测量要求益迫切 。海水温度测量传感器链中国科学院声学研究所研制了一种海水温度测量传感器链,用以测量浅海中水层薄、温度变化剧烈的不同深度处温度动态变化。是一种接触式链状传感器。测温链部件包括：1、温度传感器 ,2、压力传感器 ,3、浮子 ,4、钢缆 ,5、吊挂钢柱 ,6、承重钢柱 ,7、屏蔽电缆线。温度传感器是镶嵌在浮子上 ,浮子以至等间距 ,也可以不等间距地固定在钢缆上 ,钢缆的两端分别用钢缆钢套和钢丝夹子锁定在吊挂钢柱和承重钢柱的钢杯内。测温链技术指标： 1、温度链长50m ,温度传感器数目32个,等间距分布在12.8m的测量段内； 2、温度传感器可为互换式热敏电阻,测温误差<士0.2℃。海水温度测量传感器链设备较为繁琐，测温误差较大，体积庞大，长期浸泡和拖拽，会使其测温准确度降低。
