專利名稱：溫鹽自檢儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及測試裝置，特別是涉及海洋測試設備中對CTD剖面儀鹽度要素的現場測試裝置。
背景技術：
海洋調查、監測利用海洋儀器設備以及多種技術手段獲取海洋環境資料，是海洋科學研究和海洋開發利用的基礎。海洋環境嚴酷惡劣，海洋要素瞬息萬變，環境數據不具備可復現性，因此，海洋儀器獲取數據的準確可靠與否，對于海洋科學研究和海洋開發利用的進展至關重要。
為了保障海洋調查、監測獲取的海洋環境數據的準確可靠，保證海洋調查監測資料質量，海洋儀器需要進行檢測。定期進行海洋調查、監測儀器的檢定/校準和測試是保證調查資料質量的重要措施之一。
在海洋調查、監測所應用的海洋儀器中，CTD剖面儀(海水溫鹽深測量儀)是測量海水溫度和鹽度隨深度分布的剖面測量儀器，是最常用的海洋儀器之一，其檢測和校準尤為重要。
CTD剖面儀利用溫度傳感器、壓力傳感器和電導率傳感器測量海水溫度、深度和電導率。
海水鹽度利用測量的海水電導率值和溫度值，通過78國際鹽度標準(PSS-78)得出相應鹽度的間接測量值，有時也以電導率為物理量表示鹽度。
海水鹽度(電導率)，即海水的含鹽量，是描述海水特性的最重要的物理、化學要素之一。海水混合、大洋環流、水聲傳播及海洋生物的繁衍生長等海洋中許多現象的發生和變化都與海水鹽度的分布和變化密切相關。
海水鹽度測量是海上調查必須進行的作業項目，而且鹽度測量及其用于測量的電導率傳感器在技術上要求又較高，因此，涉及電導率(鹽度)傳感器的CTD剖面儀的檢測是海洋調查、監測作業保障資料質量的重要環節。
目前，CTD剖面儀的檢測是在調查船出海作業前后在實驗室進行，圖1顯示在實驗室用于對CTD剖面儀進行校準的CTD剖面儀實驗室檢定設備。
如圖1所示，現有的CTD剖面儀實驗室檢定設備包括恒溫海水槽4、溫度控制臺10、溫度測量裝置7、鹽度測量裝置1、采樣系統2等。
恒溫海水槽4內盛大洋海水5，由溫度控制臺10控制槽內的水溫。溫度測量裝置的標準鉑電阻溫度計6置于恒溫槽的海水內，準確測量海水溫度。鹽度測量裝置1通過采樣系統2的采水管3和采樣瓶從恒溫海水槽4內取得測量水樣，用8400B型精密實驗室鹽度計測量所采水樣的鹽度值。
利用圖1所示的實驗室檢定設備進行CTD剖面儀的校準時，將被測CTD剖面儀置入恒溫海水槽內，按照操作規程實施控溫；然后，在各要求校準點上利用溫度測量裝置、鹽度測量裝置和被校CTD剖面儀分別同時測量一段時間內的恒溫海水槽內海水的溫度、鹽度和電導率，應用PSS-78將測得的鹽度值轉換成采樣時標準溫度下的標準電導率值。利用比較標準電導率和被測CTD剖面儀的測量值，來判斷被測CTD剖面儀電導率(鹽度)的測量性能，完成校準。
現有的CTD剖面儀實驗室檢定設備結構復雜，外圍設備龐大，環境要求嚴格，校準過程長、成本高，只能用于在實驗室內進行年周期或出海前后的校準/檢定，無法在海上現場使用。
CTD剖面儀配備在海洋調查船上使用，由于海上作業環境惡劣，在一個檢定周期內，在各個航次之間，或在一個航次內，CTD剖面儀的測量數據的可靠性都將無法保障，只能依靠同步采樣、事后處理的方法進行補償，這樣就難免造成一些調查數據的缺失，影響海洋調查的資料質量。
發明內容
針對現有技術的CTD剖面儀實驗室檢定設備所存在的問題，本實用新型推出了一種結構簡單、現場使用方便的CTD剖面儀測試裝置，利用水樣循環系統將鹽度值已確定的標準海水充入被檢測CTD剖面儀中，直接以標準海水為標準物質，通過比較標準海水的實際鹽度值與CTD剖面儀的實測鹽度值，實現對CTD剖面儀的測試。
本實用新型涉及的溫鹽自檢儀由水樣循環系統、電氣控制裝置和支撐固定系統組成。
水樣循環系統為被測CTD剖面儀提供循環的標準海水測量水樣，包括氣泵、水泵、標準海水安瓿瓶、廢液瓶、溢流瓶、通氣管路、通水管路。通氣管路通過通氣管將氣泵與海水安瓿瓶、廢液瓶連通，通水管路通過通水管、三通接頭、電磁閥將水泵與海水安瓿瓶、廢液瓶、溢流瓶以及與被測CTD剖面儀傳感器連接的水管接頭連通。氣泵和水泵使標準海水測量水樣循環流過剖面儀傳感器。
氣泵設有打氣和抽氣的兩個孔，分別通過通氣管與安瓿瓶和廢液瓶連通。
水泵引出出水管和進水管兩條通水管。水泵出水管通過三通接頭分別與連接被測CTD剖面儀傳感器電導池進水口的水管接頭和通過溢流管與溢流瓶連通。水泵進水管通過三通接頭分別與連接被測CTD剖面儀傳感器電導池出水口的水管接頭和三通接頭連通，所連通的三通接頭又分別連通過進水電磁閥和排水電磁閥。
安瓿瓶為封裝的玻璃瓶，內盛標準海水，供給CTD剖面儀傳感器測量用。標準海水是經嚴格處理、調整其鹽度為35的海水，測定海水鹽度的國際統一標準，其鹽度不確定度為0.001。安瓿瓶由通氣管與氣泵連通，由通水管與進水電磁閥連通。
廢液瓶用于收集CTD剖面儀傳感器測量后流出的水樣。連通排水電磁閥的通水管和連通氣泵的抽氣管穿過密封膠塞插入廢液瓶內。
溢流瓶與通水管路連通，與三通接頭連通的溢流管穿過瓶口密封膠塞插入其內。密封膠塞上還插有與外部空氣相通的通氣管，通水管路中完全充滿水樣時溢流瓶會有水樣溢出。
電氣控制裝置提供水泵、氣泵、電磁閥的電源，以及控制進出水管路以及氣泵、水泵的開關，包括電源開關、氣泵開關、水泵開關、進水開關、排水開關。電源開關通過電源插頭與外部電源連接，氣泵開關通過氣泵電纜與氣泵連接、水泵開關通過水泵電纜與水泵連接，進水開關和排水開關分別與進水電磁閥和出水電磁閥連接。
支撐固定系統包括支架和移動托架。電氣控制裝置的電氣盒以及氣泵、水泵固定在支架上，安瓿瓶、廢液瓶和溢流瓶通過移動托架固定在支架上。水樣循環系統的管道均為柔性軟管，固定在支架上。
本實用新型所涉及的溫鹽自檢儀，突破了常規CTD剖面儀的檢定/校準思路，直接以標準海水為標準物質，通過比較標準海水的實際鹽度值與CTD剖面儀的實測鹽度值，實現對CTD剖面儀的檢測，既能滿足CTD剖面儀鹽度比測的需要，又能適宜海上現場使用條件，是測試步驟簡捷的輕便裝置。該溫鹽自檢儀提高了測試精度，其最高測量不確定度為國際標準海水的示值不確定度。
圖1為現有技術的CTD剖面儀實驗室檢定設備結構示意圖。
圖2為本實用新型的溫鹽自檢儀結構示意圖。
圖中標記符號說明1、鹽度測量裝置2、采樣系統3、采水管 4、恒溫海水槽5、大洋海水6、標準鉑電阻溫度計7、溫度測量裝置8、攪拌器9、控溫傳感器 10、溫度控制臺11、氣泵 12、通氣管13、抽氣管 14、溢流管15、水泵 16、水泵出水管17、三通接頭 18、水管接頭19、水泵進水管 20、三通接頭21、水管接頭 22、三通接頭23、密封膠塞 24、廢液瓶25、吸液管 26、移動托架27、標準海水安瓿瓶 28、溢流瓶29、排水電磁閥 30、進水電磁閥31、電氣盒 32、電源插頭33、電源開關 34、氣泵開關35、水泵開關 36、進水開關37、排水開關 38、氣泵電纜39、水泵電纜 40、支架具體實施方式
現結合附圖說明本實用新型的具體實施例。
圖2展示了本實用新型所涉及的溫鹽自檢儀結構示意圖。如所圖示，溫鹽自檢儀由水樣循環系統、電氣控制裝置和支撐固定系統組成。
水樣循環系統包括氣泵、水泵、標準海水安瓿瓶、廢液瓶、溢流瓶、通氣管路、通水管路。通氣管路通過通氣管將氣泵與海水安瓿瓶、廢液瓶連通，通水管路通過通水管、三通接頭、電磁閥將水泵與海水安瓿瓶、廢液瓶、溢流瓶以及與被測CTD剖面儀傳感器連接的水管接頭連通。
氣泵11的打氣孔由通氣管12與安瓿瓶27連通，氣泵11的抽氣孔由抽氣管13與廢液瓶24連通。
水泵出水管16通過三通接頭17分別與水管接頭18和通過溢流管14與溢流瓶28連通。水泵進水管19通過三通接頭20分別與水管接頭21和三通接頭22連通，三通接頭22又分別通過進水電磁閥30和排水電磁閥29與安瓿瓶27和廢液瓶24連通。
安瓿瓶27由通氣管12與氣泵11連通，由通水管與進水電磁閥30連通。
廢液瓶24由通水管與排水電磁閥29連通，由抽氣管13連通氣泵11。
溢流瓶28由溢流管14與三通接頭17連通，由瓶口密封膠塞中插入的通氣管與外部空氣相通。
電氣控制裝置31包括電源開關33、氣泵開關34、水泵開關35、進水開關36、排水開關37。電源開關33通過電源插頭32與外部電源連接，氣泵開關34通過氣泵電纜38與氣泵11連接、水泵開關35通過水泵電纜39與水泵5連接，進水開關36和排水開關37分別與進水電磁閥29和出水電磁閥30連接。
支撐固定系統包括支架40和移動托架26。電氣控制裝置31的電氣盒以及氣泵11、水泵15固定在支架40上，安瓿瓶27、廢液瓶24和溢流瓶28通過移動托架26固定在支架40上。
為進一步說明本實用新型涉及的溫鹽自檢儀的具體機構，特別是其水樣循環系統和電氣控制裝置的連接關系，現將溫鹽自檢儀進行檢測工作的操作流程介紹如下a)將溫鹽自檢儀的水管接頭18和水管接頭21分別與被檢測儀器CTD剖面儀傳感器電導池的進水口和出水口連接，使水樣循環系統形成閉合回路。
b)打開氣泵開關34，氣泵通過通氣管12給安瓿瓶加壓，打開進水開關36開通進水電磁閥30，標準海水水樣通過進水電磁閥30、三通接頭22、三通接頭20、水管接頭21、傳感器電導池、水管接頭18、三通接頭17、溢流管14進入溢流瓶28，充滿水樣循環系統的閉合管路；在溢流瓶28的溢水管有液體流出時，關閉進水開關吸合進水電磁閥30，關閉氣泵開關34。
c)打開水泵開關35，此時，進水電磁閥30和排水電磁閥29均處于吸合關閉狀態，則循環管路為水泵出水管16-三通接頭17-水管接頭18-CTD剖面儀傳感器電導池-水管接頭21-三通接頭20和進水管19。開啟的水泵使循環管路中封閉的海水循環，然后開啟被測儀器進行測量，5min后關閉被測儀器，再關閉水泵，管路中海水循環停止。
d)打開氣泵開關34，打開排水開關開通排水電磁閥29，氣泵通過抽氣管13將管路的水抽到廢液瓶中，排干管路的水后，關閉排水開關吸合排水電磁閥29，關閉氣泵開關34。
e)多次進行上述操作獲得被檢測儀器鹽度測量平均值，其鹽度測量平均值與標準海水的鹽度標稱值之差即為被測儀器的鹽度示值誤差。根據鹽度示值誤差確定被檢測儀器是否處于正常工作狀態。
權利要求1.一種溫鹽自檢儀，其特征在于由水樣循環系統、電氣控制裝置和支撐固定系統組成；水樣循環系統包括氣泵、水泵、標準海水安瓿瓶、廢液瓶、溢流瓶、通氣管路、通水管路，通氣管路通過通氣管將氣泵與海水安瓿瓶、廢液瓶連通，通水管路通過通水管、三通接頭、電磁閥將水泵與海水安瓿瓶、廢液瓶、溢流瓶以及與被測CTD剖面儀傳感器連接的水管接頭連通；電氣控制裝置提供水泵、氣泵、電磁閥的電源，以及控制進出水管路以及氣泵、水泵的開關；支撐固定系統包括支架和移動托架，電氣控制裝置的電氣盒、氣泵、水泵以及安瓿瓶、廢液瓶和溢流瓶固定在支架上。
2.根據權利要求1所述的溫鹽自檢儀，其特征在于氣泵(11)的打氣孔由通氣管(12)與安瓿瓶(27)連通，氣泵(11)的抽氣孔由抽氣管(13)與廢液瓶(24)連通。
3.根據權利要求1所述的溫鹽自檢儀，其特征在于水泵(15)出水管(16)通過三通接頭(17)分別與水管接頭(18)和通過溢流管(14)與溢流瓶(28)連通，水泵進水管(19)通過三通接頭20分別與水管接頭(21)和三通接頭(22)連通，三通接頭(22)又分別通過進水電磁閥(30)和排水電磁閥(29)與安瓿瓶(27)和廢液瓶(24)連通。
4.根據權利要求1所述的溫鹽自檢儀，其特征在于溢流瓶(28)由瓶口密封膠塞中插入的通氣管與外部空氣相通。
5.根據權利要求1所述的溫鹽自檢儀，其特征在于電氣控制裝置的電源開關(33)通過電源插頭(32)與外部電源連接，氣泵開關(34)通過氣泵電纜(38)與氣泵(11)連接、水泵開關(35)通過水泵電纜(39)與水泵(15)連接，進水開關(36)和排水開關(37)分別與進水電磁閥(29)和出水電磁閥(30)連接。
6.根據權利要求1所述的溫鹽自檢儀，其特征在于安瓿瓶(27)、廢液瓶(24)和溢流瓶(28)通過移動托架(26)固定在支架(40)上。
專利摘要本實用新型涉及的溫鹽自檢儀是一種結構簡單、現場使用方便的CTD剖面儀測試裝置，由水樣循環系統、電氣控制裝置和支撐固定系統組成，水樣循環系統為被測CTD剖面儀提供循環的標準海水測量水樣，包括氣泵、水泵、標準海水安瓿瓶、廢液瓶、溢流瓶、通氣管路、通水管路。氣泵和水泵使標準海水測量水樣循環流過剖面儀傳感器。溫鹽自檢儀突破了常規CTD剖面儀的檢定/校準思路，直接以標準海水為標準物質，通過比較標準海水的實際鹽度值與CTD剖面儀的實測鹽度值，實現對CTD剖面儀的檢測，既能滿足CTD剖面儀鹽度測試的需要，又能適宜海上現場的使用條件。
文檔編號G01N1/14GK2879185SQ20062002579
公開日2007年3月14日 申請日期2006年4月17日 優先權日2006年4月17日
發明者李揚眉, 盧曉東, 徐春紅, 吳國棟, 賈偉廣, 單毅春 申請人:國家海洋標準計量中心
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
