CTD及其他测温仪器的介绍与发展

温度（Temperature）表示物体冷热程度的物理量。海温对季风活动和天气、气候有重要的作用，不仅对理解异常海温对局部气候的影响有十分重要的意义，也有助于深入认识其对全球气候的影响；同时，也能加深对气候异常变化的动力、物理机制的了解，为预测气候灾害的发生提供科学依据。研究海温对于海洋科学的发展有着重大的意义。

海洋测温设备的发展史

• 表层温度计:表面温度计-6℃—40℃，精度为±0.1℃。(缺陷：只能测量表层)

• 颠倒温度计:主温表是双端式水银温度表，由贮蓄泡、接受泡、毛细管和盲枝等部分组成。当温度表颠倒时，水银柱便在断点处断开，从而保留了现场温度的读数，提出水面后即可读出。(缺陷：玻璃收缩引起误差，水温气温不一致引起的误差)

• 电子式温盐深自记仪(CTD):Conductivity Temperature Depth,测量深度、温度和盐度垂直连续变化的自记仪器,分为直读和自容方式。

• 投弃式深温仪(XBT):Expendable Bathyther-mograph，在船只以规定船速航行下投放，用于测量温度、深度的仪器。XBT由探头、信号传输线和接收系统组成。

  
  

表层温度计

颠倒温度计

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RBR介绍与发展

RBRconcerto³标准型温盐深仪是建立在加拿大RBR公司多年海洋仪器研发经验基础上的一款温盐深记录仪——数据可靠且易于使用。盐度、深度、声速可以通过RBR提供的Ruskin软件得到。它是一款独立、精确和自主的水下仪器，适用于锚系观测与剖面观测等不同场景。

1.RBR标准型温盐深仪特点:

• 2亿4千万组读数；

• 高达32Hz采样频率；

• USB-C数据下载；

• 实时数据传输；

• 标配磁开关功能；

• 可选Wi-Fi功能。

  
  

2.RBR标准型温盐深仪传感器介绍:

• 电导率传感器：电导率通过电感式传感器测量，适于在海水、河口以及淡水中布放。不与外界直接接触，有效避免磁化系数的衰减。即使应用于寒冷环境下，外壳结冰，传感器也不会损坏。校准过程中考虑了温度和压力的影响，从而在推导盐度过程中进行精确修正。此外，它还适用于PSS-78实用盐度标准的常规范围之外，例如应用于海水淡化过程中的盐水监测等。所有的电导率读数都经过温度修正。最大工作深度可达6000m。

• 温度传感器：温度传感器是一个热敏电阻，在内部校准。温度的校准精度为±0.002°C(ITS-90标准)，常规校准范围为-5至+35°C，可根据用户需要进行扩展。

• 压力传感器：通过具有镍基超合金膜的压阻式传感器来测量，这种传感器可以有效避免海水腐蚀。精度为满量程的0.05％，分辨率可达到满量程的0.001％。

  
  

还可配置其他传感器包括溶解氧、叶绿素、氧化还原电位(ORP)、光合有效辐射(PAR)、酸碱度(pH)、浊度、透射率、电压范围等。[1]

RBRconcerto³标准型温盐深仪

SBE介绍与发展

美国SBE公司的高精度温盐深剖面测量系统除了自带压力、温度、电导探头外，还配有测量溶解氧、叶绿素(Fluorescence seapoint)的探头以及高度计探头。其中SBE-911/17 plus CTD由SBE 9plus水下单元、SBE 11plus甲板单元和SBE 17自容单位等几部分组成。SBE 9+带有TC管的模块话温度和电导率传感器8个差分输入，低通滤波A/D通道不锈钢保护笼、SEAsoft软件、6800米耐压铝壳、6800米压力传感器；SBE 11+采取了IEEE-488及RS-232接口、控制采水调制解调器NMEA0183GPS接口与PAR专用通道触底报警系统。

主要技术特点：

• 高精度和稳定的标准温度和电导率传感器；

• 石英数字压力传感器；

• 温度和电导通过输送管用泵控制流动到最小盐度尖峰时间响应；

• 采样频率全频道24Hz；

• 深度达到 6800m；

• 8 A\D通道用于外加传感器；

• 调制解调器通道用于实时水样控制；

• 内置NMEA0183接口并入实时GPS数据。[2-4]

  
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SBE911-CTD主要技术指标

低成本可抛弃式XBT

投弃式温度剖面测量系统(expendable bathythermograph，XBT)也称为投弃式温度深度计，是一种快速机动测量海洋温度剖面的投弃式测量传感器，广泛应用于海洋环境调查、科学研究以及国防军事等领域。

1.XBT的结构和工作原理:

XBT由探头、传输线、发射器和数据采集系统组成。XBT探头入水后即开始海水温度的测量，XBT探头在下落过程中释放内藏的传输线，XBT所测温度经传输线传送到与其相连的船上数据收集系统。探体入水后，其上的电极通过海水与接地线形成回路，温度测量电路开始工作，采集海水温度的同时计算探体的下落深度，并由计算机显示，实时观察海洋的温度剖面。探体达到最大深度后，细铜线自动断开，完成本次测量。

2.XBT探体下落深度计算与分析:

为了确定海水的温度剖面曲线，需要将所测温度与相应的海水深度对应。XBT不携带压力测量元件，其下落深度需通过一个经验公式又称下降速率公式(falling rate equation，FRE) 计算得到。计算公式准确与否直接影响了XBT温度剖面曲线的可靠性，这一问题仍是世界各国学者讨论的热点。XBT探头的下降速率公式与探头的本身性质有关，同时也受投放环境的影响。[5]

XBT的结构和工作原理