华越国际：那些在预防海洋灾害中扮演着重要角色的压力仪表们！ - 海洋地震预警系统

/ ?% y2 ~9 ~8 d

# D# H! j) l1 x4 H

美国气候学家杰克（丹尼斯•奎德DennisQuaid饰）认为，温室效应正在引发地球的大灾难，北极冰川的融化，会让地球回到冰河世纪那样的劫难。他的提醒并没有引起美国当局的重视，一切都已经太晚：飓风、冰雹、洪水、冰山融化、极度严寒，一系列的地球巨变引发了一场不可挽救的灾难。美国政府组织北纬30度的民众转移到赤道周围，场面一片混乱。更糟糕的是，杰克的儿子，正困在曼哈顿的图书馆里，靠烧书生火来维持体温。大家怎样才能逃过这场灭顶的灾祸？冰天雪地的地球何时才能回暖？然而在今天，在人类活动和气候变化双重压力下，当前我国海洋生态安全总体形势不容乐观。海岸带地区受高强度开发干扰显著，海洋生态问题存量较多，海洋生态系统退化、生物多样性减少、生境丧失及破碎化问题突出，入海污染物总量依然很大，赤潮、绿潮等生态灾害多发，生态保护任务复杂艰巨。但是我们的科学技术在不断的革新，自然资源部办公厅印发通知，要求建立健全海洋生态预警监测体系，为系统科学开展生态保护修复、守住自然生态安全边界提供有力支撑。接下来小编带大家了解下精密压力测量领域的世界领先者Paroscientific的前沿预警方案

: R& n s' k0 ?% h

SOS(海洋灾害和测地仪用地震+海洋传感器)

+ }2 C, w4 f1 {& P3 `

地震+海洋传感器(SOS)

地震+海洋传感器(SOS)已经被开发出来，用于灾害预警、测地仪和气候变化测量。地震和海啸等短期事件用高分辨率绝对压力计和三轴加速度计进行测量。一种现场校准方法，A-0-A，消除了漂移，以允许长期测量大地测量线和海平面的变化。SOS模块可以在电缆系统、远程海底记录器和水下运载器上工作。

灾害预警系统

SOS模块包含三轴加速度计和绝对压力计，它们可以独立测量动态的短期事件，如地震和海啸。

6 T# J% a0 `! g

在测量巨大推力地震和海啸时，压力传感器和加速度计不会停止（饱和）。纳米分辨率处理电子产品提供了亿分之一的分辨率，对千百米深度的微米进行敏感的压力测量，用3克全尺度加速度计对纳米g进行加速度测量。

测地线

目前还需要改进的海上大地测量方法，包括慢滑事件和由于全球变暖引起的海平面变化（见附录“摘录”）。缓慢的长期变化可以被仪器的漂移所掩盖。已经开发了一种原位校准a-0-a的方法来消除传感器漂移。如附加链接所述，漂移有两个根本原因：增加输出方向的（1）卸载（排气）和增加输出方向的（2）加载(Creep)

0 @& x! m$ H1 E R* p

减少输出。由于出气和蠕变而引起的漂移随时间呈指数级减小。这两种影响的结合取决于任务概况的历史。A-0-A现场校准方法消除了漂移，因为漂移只影响0处的偏移量，而不影响跨度。

SOS施工

SOS模块包含（2）绝对压力表，可用范围为700、1400、2000、3000、4000和7000米，加上带有内部对准矩阵的（1）三轴加速度计，加上（1）数字石英®晴雨计，加上（3）纳米分辨率处理电子产品。压力连接线是真空充油的，可以连接到一个三通球阀，在海水压力(a)和一个内部储油罐（0）之间切换。

5 t, O( f+ c# l2 |

所有传感器均提供了温度补偿和线性化的RS-232输出：

! Q6 z7 I' \6 D/ V9 T* u8 d

海水压力(A)和每个压力表（1端口）上的温度读数

, [, y! f$ a1 C

X-Y-Z加上总矢量加速度和加速度计温度读数（1端口）

室内外壳气压（0）和气压计温度读数（1端口）

1 i2 {7 P& {+ U( K% a

所有的传感器都可以使用PPS输入进行同步和加盖时间戳。

0 c$ V8 e% \6 P/ f/ {1 e

SOS块图

6 G$ |; v* D2 {- R " j; \1 U' ]5 ?$ q6 q

9 N. C2 @& Z( Q! `: Y, m

A校准法的实验室试验结果:

A-0-A使用一个定期在海水压力a和内部壳体压力0之间切换的阀门。压力A下的输出通过参考校准点0处的漂移测量进行校正（用壳体内部的气压计测量）。在实验室进行了三年的漂移测试，使用主标准活塞计DWT来测量a的跨度漂移。

: a: |' m/ V: o5 m! t

日本国家计量研究所(AIST)开始使用初级标准活塞计DWT测试a-0-A校准方法。6个100MPa

6 h+ N# t o) J5 U4 v. u: g$ A6 J

（10000米）范围的传感器已被用于国际传输标准比较7年，它们处于环境大气压力，0，大部分时间漂移朝着输出增加的方向进行。当施加100MPa的恒定压力时，漂移沿输出减少的方向进行。然而，跨度保持不变，因此如果A的读数修正漂移，那么漂移可以消除。这如下图所示，其中使用A-0-A方法已经消除了漂移到百万分之一。

2 `8 F1 Z( z7 R: U / n! o) {8 n* K$ D# P% Q

在未来的两年里，模拟科学公司的其他测试包括80个3000米范围的传感器。从11月起，该校准方法应用

- R* C" B c/ V1 a$ L# ]% U% |3 f

于3000米范围的20个传感器。2015年3月至12月。29,2015.在测试结束时，19个传感器被释放到大气压下几个月，直到2016年4月19日至2016年8月19日的另一次模拟全面部署。对于两种模拟部署，跨度的平均漂移在±1.4cm内(等于全尺度精度波段的±5ppm

在蒙特雷加速研究系统(MARS)上进行的SOS海洋测试

华盛顿大学于2017年6月中旬在火星部署了SOS模块。共定位的三轴加速度计和2个绝对压力计(APGs)对与陆地和海洋地震相关的压力和加速度进行高分辨率测量。下图为2017年9月7日墨西哥M8.1恰帕斯地震相关的垂直和水平加速度以及压力变化。 ; E6 {* ^4 e& O

+ O% B3 W, y" }$ U

2017年9月3日，朝鲜在蒙特雷9000公里外在蒙特雷测量的一个核装置。如下图所示，三轴加速度计在所有轴上记录的事件的大小约为1微克。绝对压力表(APGs)记录Paroscientific的压力信号大小约为0.01hPa

$ V2 g, L$ ~! \5 }

（900米深为0.1毫米）。

7 c% M1 X, s) M2 t7 O, m+ Y9 B# P

该地块由华盛顿大学提供

- i5 G# ~ E9 t+ D4 Y

MARS实验的一个主要目的是确认A-0-A现场校准方法消除了压力传感器的漂移。在实验室进行了三年的漂移测试，使用主标准活塞计DWT来测量a的跨度漂移。华盛顿大学在MARS的SOS部署通过测量两个同步的绝对压力表(APGs)之间的压力读数的差值来确定跨度的稳定性。

定期将2个绝对压力表从海水压力A切换到内部壳体气压0,5分钟，然后返回到A。4th计算（P1气压）、（P2气压）和（P1P2）的0分钟平均值。P1和P2的0偏移量向相反的方向漂移，在0时的相对漂移量约为4.2hPa。然后从A处的读数中减去0处的漂移读数，以确定跨度的稳定性。

; Q! I, Y$ \- _' e5 V

经过900天的部署和150A-0-A驱动，漂移达到每年1毫米（1ppm）。

% M# n, E; k7 `9 R

结论:

地震+海洋传感器(SOS)通过高分辨率绝对压力计和三轴加速度计提供了改进的短期地震和海啸的海底测量。一种现场校准方法，A-0-A，消除了漂移，以允许长期测量大地测量线和海平面的变化。SOS模块可以在电缆系统、远程海底记录器和水下运载器上工作。这种平台的选择提供了经济和技术上的灵活性，以满足各种任务要求。

多维度自动化监测平台

图片

- H' H( i% a1 D) ^/ a& u( W$ h) n

做好海洋生态灾害预警监测与应急处置工作，实时监控预警信息，为渔业生产提供辅助决策支撑，将最大程度地减轻海洋生态灾害造成的经济损失和社会影响。

1 Y& ~7 s K4 }5 H9 }4 X

品牌推荐

4 G q$ g5 `+ m F. ]

Paroscientific

+ x5 ^! F4 K& n+ M3 e v

Paroscientific是精密压力测量领域的世界领先者。

+ K7 n V ~3 d& G; s- q( ~0 |) O

Digiquartz®传感器基于Paroscientific在过去五年中开发的谐振石英晶体技术。通过使用一种特殊的石英晶体谐振器，其振荡频率随压力引起的应力而变化，达到了与最佳初级标准相当的十亿分之一的分辨率和精度。优点包括固有的数字输出、高分辨率和准确度、低功耗、对环境因素不敏感、高可靠性和出色的长期稳定性。

Digiquartz®产品已成功应用于多个领域，例如计量学、海洋学、气象学、大地测量学、水文学和航空航天。我们的传感器在测量和预测地震、海啸、火山爆发、恶劣天气和洪水的灾害预警系统中发挥着关键作用。

Paroscientific于1972年由JeromeM.Paros在对数字力传感器进行了十年的研究后创立。该公司位于一个屡获殊荣的工厂内，该工厂拥有生产世界上最精确的压力仪表所需的所有技术人员和先进的制造和测试设备。我们的质量体系和对卓越的承诺确保客户获得出色的产品和服务——解决方案在第一次和未来几十年都有效。

0 y7 w% F' r! e2 G1 P3 a6 z/ L1 h

在历史Paroscientific的就是创新，不断提高产品质量的历史和展现卓越承诺。

经典产品

有超过30种全量程绝压和表压传感器，压力范围从±2psig(0.015MPa)到40,000psia(276MPa)。传感器采用多种配置封装，包括智能变送器、深度传感器、便携式和实验室标准、宽带气压计、气象测量系统和水位系统。智能电子配置具有双向RS-232和RS-485接口，允许用户调整分辨率、更新速率、工程单位、采样命令和其他操作参数。

5 f* n* i7 t5 b 6 C. q6 F$ m6 `# z. R, c6 `2 X

1 F$ X8 p2 o+ L9 @7 W