海洋生态环境监测仪器产业化及示范应用
本项目的研究目标是解决现有 COD、BOD、TOC、重金属、有机污染物和悬浮颗粒物监测仪器的准确度、可靠性、稳定性问题,完善仪器性能,生产出符合市场需求、得到用户认可的国产化仪器产品;研制适合大批量生产的工艺工装,建立产品的生产、检验和测试标准;最终进行海上应用示范。通过项目的实施,完成满足技术指标的六种仪器产品;编制完整的产品设计文件、生产工艺流程文件、质量控制文件,仪器生产、检验和测试标准,使用维护手册,完成成果推广转化方案。
本项目的研究目标是解决现有 COD、BOD、TOC、重金属、有机污染物和悬浮颗粒物监测仪器的准确度、可靠性、稳定性问题,完善仪器性能,生产出符合市场需求、得到用户认可的国产化仪器产品;研制适合大批量生产的工艺工装,建立产品的生产、检验和测试标准;最终进行海上应用示范。通过项目的实施,完成满足技术指标的六种仪器产品;编制完整的产品设计文件、生产工艺流程文件、质量控制文件,仪器生产、检验和测试标准,使用维护手册,完成成果推广转化方案。
项目引进了白俄罗斯的海洋核污染现场监测核心技术,消化吸收的基础上开展技术再创新,快速突破了国内该技术领域存在的技术瓶颈,研制出一套拥有自主知识产权、主要性能指标达到国际先进水平、且适合我国海洋监测应用的海洋核污染现场监测设备样机。中外双员共同就海洋核污染现场监测设备的探测器设计、信号处理分析和控制硬件电路、测量能谱数据的采集、存储和处理分析、蒙特卡罗理论计算、测量刻度方法等相关内容,分别以各自独立完成和共同完成这两种形式开展了相关的研究、设计和开发、测试工作。双方各研制出一套样机。项目研制的成果样机具有体积小、重量轻、功耗低的优点,可灵活适用于便携、车载、船载、浮标、台站等各类海洋监测平台,满足国家各级环保部门、海洋各级管理部门、沿海核电业主和科研等单位应用。成果因为消化吸收了国际先进水平的核心技术,快速提升了我国在核辐射监测特别是海洋核污染现场监测领域的技术能力,也将成为重要的海洋监测、污染预警和事故应急设备而具有较强的国际竞争力。成果具有独立自主知识产权,能够快速投入产业化研究和示范应用,有望形成产品样机填补国内相关空白,并打破国外产品的市场垄断,预计会产生很好的经济和社会效益。
1)通过小型化高压降压设备、智能能源管理系统研究,保证水下观测网能源可靠供应;采用总线技术实现多传感器自适应接口、即插即用和可扩展;通过机器学习理论构建故障预测与诊断模型,实现仪器状态实时监控、异常预测和故障自诊断;基于以上研究,研制智能水下接驳盒设备和数据采集器,提升海底观测设备长期运行可靠性和稳定性。 2)开展 100km 光电复合缆的高带宽数据通信研究,实现海洋牧场骨干网的大数据传输;通过调制解调算法和电路设计研制通信设备,实现 10km有缆高速宽带数据传输;研究异构网络通信技术,开发基于有线-无线方式的中继设备,实现海面-海底高速通信。 3)开展自动释放装置结构优化设计,提升设备回收简易性,降低水下湿插拔难度和成本;开展基于动密封技术和紫外光技术的微型防附着装置研究,降低仪器的维护周期,提升仪器工作时间和使用寿命。 4)基于计算机视觉技术开展面向海底可视化的低质图像增强、入侵检测、目标检测与识别、目标行为分析等方法研究;通过视频压缩技术、高清 CCD 成像技术研制水下智能视觉监控系统,提升水下视觉信息的解析能力和智能化应用水平。 5)通过模式识别和数据挖掘算法,建立海底观测网环
项目系统的研究与评价了海参加工副产物营养、活性物质及药理学活性;突破了海参加工副产物活性物质规模化制备关键技术,集成创新了海参加工副产物活性物质高效提取设备;对海参加工副产物来源的活性物质进行了高值化设计,开发了功能食品,建立了企业标准;研制了 holotoxinA1、Cladoloside B 标准样品,为建立了海参加工副产物产品质量标准体系奠定了物质基础。 具有以下技术创新: 1、全面研究与分析了海参加工副产物资源的营养及活性物质组成。 2、突破了海参加工副产物活性物质规模化制备关键技术,集成创新了海参加工副产物活性物质高效提取设备,建立了海参加工副产物高值化利用关键技术体系。 3、对海参加工副产物资源进行了高值化研究与设计,研制了系列功能食品,建立了企业标准,研制了 holotoxinA1、Cladoloside B 标准样品,为建立海参加工副产物产品质量标准体系奠定了物质基础。
项目基本情况:投弃式海洋测量仪器是一种一次性使用的海洋设备。船载投弃式光纤海洋温深传感器利用光纤光栅传感器完成海水温深剖面采样,并通过光纤将数据实时传输至甲板单元,测量系统中光源、解调等高价值部分可重复利用,具有深度为测量值、数据传输速率快、误码率低、水下无源、探头成本低等优势。为快速准确获取大面积海域温盐深剖面信息提供一种全新的技术手段,这些资料对于海洋科学研究、海洋经济与国防建设等诸多方面都具有极其重要的价值,特别对于潜艇的航行安全、隐蔽、通信、攻击及舰艇和飞机的探潜、反潜行动有非常重要的意义。核心技术及指标:核心包括光纤光栅器件超快激光微纳加工技术、探头结构设计及水动力分析、长距离小绕径低损耗光纤纤轴的绕制技术。主要技术指标:温度-2℃~+35℃范围内测量精度达到±0.2℃;深度 0~1000m 范围内测量精度达到±2%F.S.。产业上下游情况介绍,项目效益分析:我国每年需进口 XBT/XCTD 约 5-6 万枚,市场销售额在 2 亿元以上。此外,国外对 XCP、XSV 等军方需求产品直接对我国禁运。全光纤 XBT 是完全自主研发的新型传感设备,具有传输距离远、采样频率高、投放深
为解决现有船载及投弃式温盐深测量仪器(XBT、XCTD、CTD)的可靠性、稳定性问题,实现三种测量仪器的产品化。本课题对原有样机进行优化改进,提高 XBT 仪器对现场海况的适应能力和使用的便捷性;对 XCTD 传感器、系统结构、数据采集系统、数据处理系统等进行优化设计,提高仪器的稳定性;解决 CTD 生物附着、数据飘移等方面的运行稳定性问题,降低运行功耗、提高了数据的准确度与仪器的环境适应性。同时,编制生产工艺文件,研制工装设备,固化生产工艺,建立了产品的生产、测试、试验质量控制体系,形成三种产品的批量生产能力。通过适用性检验,验证了所研制产品能够替代进口,并具有性能稳定可靠、使用方便、体积小、重量轻、功耗低等特点,可以为我国的海洋科研事业提供有力的技术支撑。