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2018-6-11 閱讀(1569)
2015年12月,，“向陽紅10號(hào)”船將搭載我國(guó)自主研制的4500米級(jí)深海資源勘查系統(tǒng)（AUV）“潛龍二號(hào)”前往西南印度洋我國(guó)多金屬硫化物勘探合同區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)性應(yīng)用與航次勘查工作。來自國(guó)家海洋局第二研究所的張金輝教授級(jí)高工作為“潛龍二號(hào)”項(xiàng)目副總師、探測(cè)系統(tǒng)研制課題組組長(zhǎng)對(duì)“潛龍二號(hào)”傾注了大量的心血,。近日,，記者前往位于杭州的國(guó)家海洋局第二海洋研究所，對(duì)張金輝進(jìn)行了du家專訪,。
自主研發(fā)AUV磁力儀 打破國(guó)外技術(shù)壁壘
2011年,，國(guó)家863計(jì)劃設(shè)立“十二五”重大項(xiàng)目“4500米級(jí)深海資源自主勘查系統(tǒng)”,，張金輝任 “4500米級(jí)深海資源自主勘查系統(tǒng)－探測(cè)系統(tǒng)研制”課題負(fù)責(zé)人,。該課題主要研究?jī)?nèi)容之一研制深海AUV三分量磁力儀,用來探測(cè)近底高精度地磁數(shù)據(jù)，服務(wù)于多金屬硫化物資源調(diào)查,。因AUV三分量磁力儀不僅可用于科學(xué)調(diào)查,，亦具有軍事應(yīng)用價(jià)值,，屬于高科技敏感設(shè)備，而我國(guó)尚未有AUV磁力儀的應(yīng)用先例,，國(guó)外對(duì)我國(guó)高精度三分量磁力儀進(jìn)行技術(shù)封鎖,，難以從國(guó)外進(jìn)口購(gòu)置，因此要想得到AUV近底磁測(cè)數(shù)據(jù),，必須依靠自主研發(fā),，需要解決磁力儀的高精度、小型化,、較強(qiáng)的磁梯度適應(yīng)性和AUV磁干擾校正等技術(shù)問題,。
課題組成立以來，他們對(duì)AUV磁力儀的研制花了很大的精力,，首先要研制高精度、小型化,、高穩(wěn)定性的三分量磁力儀,，更要攻克AUV磁力儀的磁干擾校正技術(shù)。課題組采用了無磁探頭艙,、24位高精度A/D轉(zhuǎn)換、電路高集成度小型化等技術(shù)設(shè)計(jì),，小到每顆固定螺絲均需經(jīng)測(cè)試合格的無磁材料，通過大量實(shí)測(cè)及元器件定型,，實(shí)現(xiàn)了AUV磁力儀的高精度及小型化,。由于“潛龍二號(hào)”上存在下沉壓鐵、上浮壓鐵,、電池艙和電子艙等磁性物質(zhì),，對(duì)磁力儀探測(cè)造成嚴(yán)重的磁干擾，影響AUV磁力儀的探測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量,，所以要想得到可靠、具有應(yīng)用價(jià)值的AUV磁測(cè)數(shù)據(jù),，必須解決AUV對(duì)磁力儀的磁干擾校正技術(shù)問題,。張金輝團(tuán)隊(duì)閱讀了的國(guó)外研究資料,，結(jié)合大量陸上,、湖上測(cè)試數(shù)據(jù)，采用“AUV圓周旋轉(zhuǎn)參數(shù)擬合法”解決AUV對(duì)磁力儀的磁干擾校正問題,。在今年7,、8月份的南海海試中,，AUV磁力儀大工作水深達(dá)4500米，海試過程中工作正常,。探測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)磁干擾校正處理,，磁測(cè)結(jié)果與測(cè)區(qū)地磁場(chǎng)查詢結(jié)果吻合，探測(cè)結(jié)果質(zhì)量較好,，成功實(shí)現(xiàn)了我國(guó)AUV近底磁測(cè),。張金輝對(duì)記者說，目前,，我國(guó)自主研發(fā)的AUV磁力儀工作非常穩(wěn)定,，性能可靠,，不僅可以搭載在“潛龍二號(hào)”自主潛器上，還可以搭載在“蛟龍?zhí)?rdquo;,、“海馬號(hào)”等潛器中,。“現(xiàn)在不論從技術(shù)上還是材料上，深海AUV磁力儀要實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)*沒有問題”,，張金輝自豪地說,。
“潛龍二號(hào)”集光、聲,、電多傳感器同步探測(cè),，快速數(shù)據(jù)融合輸出結(jié)果
“潛龍二號(hào)”集地球物理、物理海洋,、海洋化學(xué),、光學(xué)等探測(cè)技術(shù)，除了研制磁力儀,，張金輝帶領(lǐng)的AUV探測(cè)系統(tǒng)研制課題組還負(fù)責(zé)AUV上搭載的其他探測(cè)傳感器的配置,、維護(hù)和數(shù)據(jù)處理分析。此次大洋40航次,，AUV探測(cè)系統(tǒng)研制課題組負(fù)責(zé)保障AUV各探測(cè)設(shè)備工作正常，確保探測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠,。為了使各探測(cè)設(shè)備時(shí)間的同步,，“潛龍二號(hào)”各探測(cè)設(shè)備的探測(cè)數(shù)據(jù)都通過串口傳送到AUV控制中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行保存。由于各探測(cè)設(shè)備探測(cè)數(shù)據(jù)沒有定位信息,，需要基于時(shí)間信息與“潛龍二號(hào)”組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)得到定位數(shù)據(jù)進(jìn)行融合得到位置信息,，為了保證海上作業(yè)的及時(shí)決策，需要快速得到AUV探測(cè)數(shù)據(jù)處理結(jié)果,。課題組開發(fā)了“AUV探測(cè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”和“AUV多參數(shù)探測(cè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”,，在南海海試中得到很好應(yīng)用，對(duì)于30多個(gè)小時(shí)長(zhǎng)航程潛次的探測(cè)數(shù)據(jù),，可在3個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)快速融合,、入庫(kù)管理和輸出預(yù)處理結(jié)果，為下一步海上作業(yè)提供科學(xué)依據(jù),。
張金輝說,，此次大洋科考將前往西南印度洋，該海區(qū)海況比較惡劣,，海底地形復(fù)雜,，這對(duì)“潛龍二號(hào)”及其探測(cè)設(shè)備將是真正的考驗(yàn)，通過本次南海海試的成功經(jīng)驗(yàn),，對(duì)此還是充滿信心,，并相信AUV磁力儀將在熱液硫化物礦區(qū)資源調(diào)查中發(fā)揮重要作用,。張金輝解釋道，熱液硫化物礦區(qū)分為活動(dòng)和非活動(dòng)的,，對(duì)于活動(dòng)的熱液硫化物,，可通過溫鹽深儀、多參數(shù)水質(zhì)儀和甲烷探測(cè)儀等物理海洋,、海洋化學(xué)傳感器來探測(cè)熱液異常,；而對(duì)于非活動(dòng)停止的礦區(qū)，這些傳感器將無能為力,，而利用AUV磁力儀還可以探測(cè)到其異常,AUV近底磁測(cè)數(shù)據(jù)還對(duì)多金屬硫化物礦區(qū)的三維結(jié)構(gòu),、礦區(qū)儲(chǔ)量研究具有重要科學(xué)意義。
為了“潛龍二號(hào)”總設(shè)計(jì)師感動(dòng)落淚 AUV將在海洋調(diào)查中大有可為
講到“潛龍二號(hào)”,，張金輝非常自豪,，他對(duì)沒有見過潛龍二號(hào)真面目的記者描述道：“它外觀很漂亮，流體立扁型,，像一條魚,，機(jī)動(dòng)性非常好，專門針對(duì)西南印度洋海底復(fù)雜地形而設(shè)計(jì)的”,。
他還向我們透露了一個(gè)秘密：此次南海海試三亞總結(jié)會(huì)上,，“潛龍二號(hào)”總設(shè)計(jì)師劉健感動(dòng)落淚。“剛開始進(jìn)行的5個(gè)潛次試驗(yàn)進(jìn)展都不大順利,，雖然大家都知道研制高科技產(chǎn)品不會(huì)總是一帆風(fēng)順,。但真親身遇到情況，參研人員都非常擔(dān)心海試失敗,。相到國(guó)家花了那么多錢投資下去研發(fā)一個(gè)裝備,，要是后海試結(jié)果失敗了是誰都不愿意看到的結(jié)果，所以大家肩負(fù)的壓力都挺大,，好在劉健總師臨危不懼,，穩(wěn)扎穩(wěn)打，步步解決發(fā)現(xiàn)問題,，后“南海龍王”可能都被我們的精神感動(dòng)了,，后面潛次試驗(yàn)都非常順利，在二次長(zhǎng)航程潛次試驗(yàn)中,，潛器都工作了31個(gè)多小時(shí),，直到電池能耗到設(shè)定閥值潛器才拋載上浮壓鐵而出水，各個(gè)探測(cè)設(shè)備工作都正常,，海試非常成功,。作為責(zé)任心特別強(qiáng)的劉總師，整個(gè)海試期間所受壓力是大的,，所以會(huì)在南海海試三亞總結(jié)會(huì)上感動(dòng)落淚,。在會(huì)上劉健總師感謝海試過程中上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和理解,，兄弟參研單位在解決問題時(shí)的通力合作和密切配合，是我們遇到困難解決問題的重要精神支柱”,，張金輝說,。
北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司，成立于2009年8月,，成立至今已經(jīng)和國(guó)內(nèi)多家教育機(jī)構(gòu),，全國(guó)各地多家企業(yè)有過長(zhǎng)期的合作關(guān)系，專注于新型材料試驗(yàn)機(jī)的研究,，長(zhǎng)期聘請(qǐng)清華大學(xué)精密儀器系的專家為技術(shù)顧問,，并成立新型材料檢測(cè)儀器研發(fā)中心。
北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司是集專業(yè)設(shè)計(jì),、開發(fā),、生產(chǎn)與銷售于一體的高新技術(shù)股份制企業(yè)，專注于新型材料試驗(yàn)機(jī)的研制,、材料檢測(cè)技術(shù)的提高及材料試驗(yàn)方法的創(chuàng)新,，是國(guó)內(nèi)的材料試驗(yàn)檢測(cè)儀器的生產(chǎn)企業(yè)。
富瑞恒創(chuàng)儀器研發(fā)部擁有行業(yè)內(nèi)zui的,、的研發(fā)力量及技術(shù)團(tuán)隊(duì),，，并成立新型材料檢測(cè)儀器研發(fā)中心,，是對(duì)推動(dòng)國(guó)內(nèi)材料檢測(cè)技術(shù)的提高和試驗(yàn)方法創(chuàng)新的重要技術(shù)保證力量,。富瑞恒創(chuàng)同時(shí)還與中科院自動(dòng)化研究所、國(guó)防科技大學(xué)等全國(guó)數(shù)十所科研院所開展緊密合作,，并為中國(guó)國(guó)fang軍工企業(yè)及航天科技企業(yè)和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室定制生產(chǎn)了大量標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試儀器。
“AUV可實(shí)現(xiàn)目前常規(guī)的船載,、拖曳調(diào)查方式無法完成的任務(wù),，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在近底全覆蓋精細(xì)地形調(diào)查、近底高精度地磁調(diào)查,、熱液羽狀流三維分布研究和近底高清相片拍攝等方面,，可為科學(xué)家提供高精度的海洋探測(cè)數(shù)據(jù)以滿足不同科學(xué)研究的需要。隨著AUV研制技術(shù),、AUV可靠性和應(yīng)用技術(shù)的提高及研發(fā)成本的降低,，相信不久以后將會(huì)采用多AUV水下同時(shí)作業(yè)模式，這將大大提高AUV作業(yè)效率及調(diào)查成本,，相信AUV在大洋調(diào)查中大有可為,，將在西南印度洋我國(guó)1萬平方公里多金屬硫化物合同區(qū)詳查中發(fā)揮重要作用”，張金輝信心滿滿地說,。
