打破*壁壘，我國自主研發(fā)AUV磁力儀

2015年12月，“向陽紅10號”船將搭載我國自主研制的4500米級深海資源勘查系統(tǒng)（AUV）“潛龍二號”前往西南印度洋我國多金屬硫化物勘探合同區(qū)進(jìn)行試驗性應(yīng)用與航次勘查工作。來自*第二研究所的張金輝教授級高工作為“潛龍二號”項目副總師、探測系統(tǒng)研制課題組組長對“潛龍二號”傾注了大量的心血。近日，記者前往位于杭州的*第二海洋研究所，對張金輝進(jìn)行了du家專訪。
　　

　　自主研發(fā)AUV磁力儀 打破*壁壘
　　2011年，863計劃設(shè)立“十二五”重大項目“4500米級深海資源自主勘查系統(tǒng)”，張金輝任 “4500米級深海資源自主勘查系統(tǒng)－探測系統(tǒng)研制”課題負(fù)責(zé)人。該課題主要研究內(nèi)容之一研制深海AUV三分量磁力儀,用來探測近底高精度地磁數(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)用價值，屬于高科技敏感設(shè)備，而我國尚未有AUV磁力儀的應(yīng)用先例，國外對我國高精度三分量磁力儀進(jìn)行技術(shù)封鎖，難以從國外進(jìn)口購置，因此要想得到AUV近底磁測數(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，小到每顆固定螺絲均需經(jīng)測試合格的無磁材料，通過大量實測及元器件定型，實現(xiàn)了AUV磁力儀的高精度及小型化。由于“潛龍二號”上存在下沉壓鐵、上浮壓鐵、電池艙和電子艙等磁性物質(zhì)，對磁力儀探測造成嚴(yán)重的磁干擾，影響AUV磁力儀的探測數(shù)據(jù)質(zhì)量，所以要想得到可靠、具有應(yīng)用價值的AUV磁測數(shù)據(jù)，必須解決AUV對磁力儀的磁干擾校正技術(shù)問題。張金輝團(tuán)隊閱讀了的國外研究資料，結(jié)合大量陸上、湖上測試數(shù)據(jù)，采用“AUV圓周旋轉(zhuǎn)參數(shù)擬合法”解決AUV對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。探測數(shù)據(jù)經(jīng)磁干擾校正處理，磁測結(jié)果與測區(qū)地磁場查詢結(jié)果吻合，探測結(jié)果質(zhì)量較好，成功實現(xiàn)了我國AUV近底磁測。張金輝對記者說，目前，我國自主研發(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”自主潛器上，還可以搭載在“蛟龍?zhí)?rdquo;、“海馬號”等潛器中。“現(xiàn)在不論從技術(shù)上還是材料上，深海AUV磁力儀要實現(xiàn)量產(chǎn)*沒有問題”，張金輝自豪地說。
　　“潛龍二號”集光、聲、電多傳感器同步探測，快速數(shù)據(jù)融合輸出結(jié)果
　　“潛龍二號”集地球物理、物理海洋、海洋化學(xué)、光學(xué)等探測技術(shù)，除了研制磁力儀，張金輝帶領(lǐng)的AUV探測系統(tǒng)研制課題組還負(fù)責(zé)AUV上搭載的其他探測傳感器的配置、維護(hù)和數(shù)據(jù)處理分析。此次大洋40航次，AUV探測系統(tǒng)研制課題組負(fù)責(zé)保障AUV各探測設(shè)備工作正常，確保探測數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠。為了使各探測設(shè)備時間的同步，“潛龍二號”各探測設(shè)備的探測數(shù)據(jù)都通過串口傳送到AUV控制中心計算機進(jìn)行保存。由于各探測設(shè)備探測數(shù)據(jù)沒有定位信息，需要基于時間信息與“潛龍二號”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)的及時決策，需要快速得到AUV探測數(shù)據(jù)處理結(jié)果。課題組開發(fā)了“AUV探測數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)”和“AUV多參數(shù)探測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)”，在南海海試中得到很好應(yīng)用，對于30多個小時長航程潛次的探測數(shù)據(jù)，可在3個小時內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)快速融合、入庫管理和輸出預(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“潛龍二號”及其探測設(shè)備將是真正的考驗，通過本次南海海試的成功經(jīng)驗，對此還是充滿信心，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)分為活動和非活動的，對于活動的熱液硫化物，可通過溫鹽深儀、多參數(shù)水質(zhì)儀和甲烷探測儀等物理海洋、海洋化學(xué)傳感器來探測熱液異常；而對于非活動停止的礦區(qū)，這些傳感器將無能為力，而利用AUV磁力儀還可以探測到其異常,AUV近底磁測數(shù)據(jù)還對多金屬硫化物礦區(qū)的三維結(jié)構(gòu)、礦區(qū)儲量研究具有重要科學(xué)意義。
　　為了“潛龍二號”總設(shè)計師感動落淚　 AUV將在海洋調(diào)查中大有可為
　　講到“潛龍二號”，張金輝非常自豪，他對沒有見過潛龍二號真面目的記者描述道：“它外觀很漂亮，流體立扁型，像一條魚，機動性非常好，專門針對西南印度洋海底復(fù)雜地形而設(shè)計的”。
　　他還向我們透露了一個秘密：此次南海海試三亞總結(jié)會上，“潛龍二號”總設(shè)計師劉健感動落淚。“剛開始進(jìn)行的5個潛次試驗進(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。相到花了那么多錢投資下去研發(fā)一個裝備，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了，后面潛次試驗都非常順利，在二次長航程潛次試驗中，潛器都工作了31個多小時，直到電池能耗到設(shè)定閥值潛器才拋載上浮壓鐵而出水，各個探測設(shè)備工作都正常，海試非常成功。作為責(zé)任心特別強的劉總師，整個海試期間所受壓力是大的，所以會在南海海試三亞總結(jié)會上感動落淚。在會上劉健總師感謝海試過程中上級*的關(guān)心和理解，兄弟參研單位在解決問題時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)和國內(nèi)多家教育機構(gòu)，全國各地多家企業(yè)有過*的合作關(guān)系，專注于新型材料試驗機的研究，*聘請清華大學(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、開發(fā)、生產(chǎn)與銷售于一體的*股份制企業(yè)，專注于新型材料試驗機的研制、材料檢測技術(shù)的提高及材料試驗方法的創(chuàng)新，是國內(nèi)的材料試驗檢測儀器的生產(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，，并成立新型材料檢測儀器研發(fā)中心，是對推動國內(nèi)材料檢測技術(shù)的提高和試驗方法創(chuàng)新的重要技術(shù)保證力量。富瑞恒創(chuàng)同時還與中科院自動化研究所、國防科技大學(xué)等全國數(shù)十所科研院所開展緊密合作，并為中國國fang*企業(yè)及航天科技企業(yè)和重點實驗室定制生產(chǎn)了大量標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)的測試儀器。

　　“AUV可實現(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，相信不久以后將會采用多AUV水下同時作業(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。