水下作业工程设备

近日，由中国科学院深海科学与工程研究所主持的中科院A类先导项专项研发的深海底多功能移动作业系统在我国南海进行了海上试验。中国科学院宁波材料技术与工程研究所精密驱动与智能机器人团队参与了该项目，并提供了2套水下矢量推进器，实现了深海底爬行式多功能移动作业平台的入水出水定向、海水中调姿和海底爬行辅助推进等多项功能，顺利完成预定的各项任务和考核指标。 　　深海底爬行式多功能移动作业系统设计最大工作水深4500米，可在深海底实现爬行作业，属于有缆深海作业装置。该装置由光电缆提供电源动力和长距离通信，然而在作业装置的下放和回收过程中易由于海流和浪涌影响而产生不可控的旋转，不仅有损坏光电缆的风险，而且可能导致作业装置无法回收等严重问题。因此需要调姿系统时刻保持作业装置的准确航向，避免其翻转、倾覆。 　　为保证深海底多功能作业系统在布放与回收时的姿态控制，宁波材料所精密驱动与智能机器人团队将推进和姿态调整功能集成到一个系统，研制了基于对转双转子电机的水下矢量推进器。该推进器使用永磁同步双转子电机直接驱动对转螺旋桨，可解决传统推进装置重量大、效率低、噪声大、易侧翻或侧滚等问题，提高了水下作业装置的平稳性；矢量调姿系统采用三自由度并联机构和直线驱动系统改变推进方向，可显著增强水下作业装置的调姿灵活性和机动性。 　　该团队成功研发了深海电动推杆、新型矢量调节机构、对转双转子直驱电机及基于碳化硅的高效率电机控制器等功能部件，攻克了深海环境下并联机构及推进器的耐压、防腐、密封等技术难题，完全实现了推进器的国产化。研制的矢量推进器额定功率3kW，额定输出推力800N，电机效率达到82%以上；推进器的矢量姿态调节角度最大达到±30°，通过调节左右2套推进器的推力，可实现水下作业装置的定向精度优于0.1°。与传统的单桨推进器相比，该矢量推进器具有效率高、推力大、可调姿、噪音低等优点，可广泛应用于水下潜航器、作业装置等的推进和调姿。 　　此次海试由探索二号试验船担任母船，宁波材料所精密驱动与智能机器人团队2名科研人员参航。水下矢量推进器搭载于深海底爬行式多功能作业系统，完成了一系列功能与性能验证测试，达到了4500米级深海装备标准，通过了现场海试专家组的考核，圆满完成了试验任务。

S-ROV水下机器人观测平台是法国TMI-Orion公司研发的一款智能型水下机器人平台，标配4个垂直推进器和4个水平推进器，在水下可实现精确的3D移动控制。S-ROV具有超强的搭载能力，可同时搭载7个附加功能模块，适用几乎所有类型的传感器。传感器接口为即插即用模式，可快速连接。S-ROV有效负荷3.5kg，最大工作深度305米，可应用于水下作业、视频观测、水质监测等领域。l S-ROV可以对珊瑚礁、人工礁石、礁石、海底等水下物体进行视频观测，为海洋生态环境评估提供视频影像资料l 水产养殖监控，可对各种网箱养殖进行视频监控，观察生物体的生长、进食、饵料剩余等情况l 水质监测，目标海域水环境剖面监测l 河流湖泊水底地质状况影像观测及水质监测l 沉船打捞搜救，水上安防抢险，飞机火箭等残骸的水下搜索打捞l 大坝、水库闸门以及水电站冷凝池、涵洞等重点水下建筑部位的安全巡查l 海底管线铺设、海底输油管道检查、海上风电业务、海上钻油平台等海底工程验收创新点：S-ROV是一款小型高精度水下机器人，其最大的创新是配有8个推进器，可以实现前后、上下、左右等多个方向的行进。 S-ROV水下机器人

煤炭矿井行业是一个具有特殊性和危险性特点的高危行业，为确保井下每位工人的生命，安全无疑是煤矿的“天字号”工程。对于矿井而言，在地质构造及地层沉积过程中在岩体内掩蔽着一系列有毒或易燃易爆的气体，为确保井下施工安全无事故，需要监测井下诸如CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、O2、N2等气体含量，并通过气体成分的变化趋势，判定发火趋势和火情，预报煤炭自燃的趋势等。煤矿用便携式气体分析仪因其能实时探测煤矿中有毒有害气体的浓度，可以及时发现及时控制灾害的传播与加重，可以减少矿难的发生，所以在当下及未来有着巨大的应用前景。GC-4195煤矿用便携式气体分析仪GC-4195煤矿用便携式气体分析仪是东西分析研发生产的新一代煤矿用便携式气体分析仪。仪器通过国家安标中心矿用产品标志认证，获得《矿用产品安全标志证书》和防爆认证，符合矿用安全和防爆要求。仪器特点可分析CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、O2、N2等组份；采用高精度气体热传导传感器，采用硅微技术，功耗低、温度范围广、灵敏度高、检出限低、检测精度高；十通阀进样，一次进样，即可分析多组分矿井气体含量；三通道设计，全分析不大于8min：通道A：O2、N2、CH4；通道B：CO2、C2H6、C2H4、C2H2；通道C：CO；具有无线通讯功能，实现井下数据上传；配合EW-GC-195煤矿用气体分析数据处理系统（内置爆炸三角形分析系统），进行数据处理和分析。矿井多组份气体含量分析结果示例应用范围主要应用于矿井下空气成分分析，可用于矿井作业现场或实验室的矿井气体全组份分析、监测煤自燃过程中气体组份浓度变化规律，防治自燃发火和瓦斯爆炸。东西分析自1994年开始研发、生产煤矿安全仪器装备，至今已有近三十年历史。这些产品都是用来监测煤矿、检测瓦斯气体及煤炭中易燃性气体的组份含量，以保证煤矿安全生产和工人生命安全的质量过硬的产品。值得骄傲的是，目前全国大多数煤矿采用的是“东西分析”不同型号的煤矿专用气相色谱仪。这些仪器在恶劣的环境下，依然保持良好的运行。煤矿产品至今近三十年，没有由于仪器误报/不报而产生的一例死亡事故，挽救了千万矿工兄弟的生命！煤矿安全无小事，井下设备系生命。选择具有煤安标志、防爆合格证等相关资质的仪器，共同擎起矿区一片安全蓝天！

2014年，江苏中海达（300177）海洋信息技术有限公司选址落户在江北新区智能制造产业园北斗大厦，开始在导航定位技术、水下声呐技术、无人平台技术等相关领域发力突破。而在当时，水下测量领域几乎被海外产品垄断，海外产品市场占有率达95%以上，并且价格昂贵。中海达的目标就是“实现高端水下测量国产化”。　　水下放大镜——　　声学多普勒流速剖面仪　　“我们的征途是星辰大海！”中海达海洋公司常务副总经理周正朝在谈及公司主营业务时说道。既然踏上征途，那么一定要有“硬核科技”加持，才能让星辰大海的奥秘熠熠生辉，而这一切的基础便是声呐技术。　　“利用声波在水下的传播特性，通过电声转换和信息处理，完成对水下目标进行探测、定位和通信，这也就是我们俗称的声呐。”周正朝介绍，这款声学多普勒流速剖面仪（ADCP）通过换能器向水中发射超声波脉冲，并接受水体反射信号，获取水中颗粒物的运动轨迹和水体分层流速信息，从而测量出水流的速度。　　据了解，这款ADCP由中海达海洋公司自主设计、研发和生产，是国内首个量产化的产品。其作为水文行业流速、流量测验的利器，目前广泛运用在河流、航道流量测验及海上流场水文调查等领域。　　“安全、可靠、便捷、精确，是我们研发产品的核心追求。我们相关产品的综合性能已经达到国际先进水平。”周正朝表示，企业以ADCP为主力，配合中海达的其它产品，无论是面对高泥沙还是大流量，都能应对自如。　　位于山东省济南市泺口镇黄河大堤南岸的泺口水文站，常年为国家防总和黄河防总测报水情，由于汛期来临，受黄河上游调水调沙及冲刷的影响，黄河山东段的河水含沙量大，流速和流量增加，使得泺口水文站一直面临在较大含沙量环境下测流的难题。　　“面对这样的情况，我们除了配备专业的ADCP，还派出了我们研发的最新测深仪和定位定向仪。中海达海洋公司推出“全明星”（改单引号）阵容，最终克服大含沙量的恶劣条件影响，完成了测量作业任务。”周正朝自豪地说。　　乘风破浪向前去——　　iBoat智能无人测量船　　“要ADCP发挥出功效，所用载体平台非常重要。”周正朝说，这就要瞧瞧我们的iBoat智能无人测量船了。　　中海达iBoat系列智能无人测量船，配备中海达测深仪，及HiMAX控制测量集成软件。船体采用载重型三体船设计，拥有阻力小、载重大、航行平稳、小巧轻便、可单人作业、运输方便等特点。“如果是使用传统航标船测量的话，体积大、油耗高自不用说，而且需要配足人手，无法进行单人操作。现在有了无人测量船，一个人就能搞定。开车的话，直接把船放在后备厢就行，简单便携。”　　至于动力，中海达iBoat系列智能无人测量船标配智能化电池，高度集成，超大容量，而且外置可拆卸，更换电池只需三分钟。“所有测量结果都可以一体化导出，效率大大提升。”透过周正朝手持的控制台，所有信息在显示器上一目了然。　　这款酷炫的无人测量船现在已经广泛应用于内陆水域的河道断面测量、水库库容测量、淤积土方测量、港口施工测量、航道水深测量等专业领域。　　在安徽省怀远县境内的淮河河道，中海达iBoat系列智能无人测量船承担着水下地形测量的重任。在作业过程中，iBoat BSA智能无人测量船既可以自动生成航迹线，又可以现场手动布线。所谓手自一体，也在无人测量船上实现。当经过复杂水域环境时，iBoat BSA智能无人测量船能轻松穿越水上树林，获取水深数据。　　通过作业，iBoat BSA智能无人测量船获取了高精度的水下地形测量成果，为淮河流域的河道管理、非法采砂治理等工作的科学决策提供了可靠的数据依据。　　侧扫声呐上阵——　　水下无秘密　　除了声学多普勒流速剖面仪和无人测量船，中海达海洋公司还自主研发了单波束测深仪、双变频测深仪、浅水多波束测深仪、惯性导航系统、侧扫声呐等专业设备。　　近期，在东海某海域海上风电装机的升压站周边基础地形和海底电缆路由监测任务中，中海达海洋公司投入多台设备进行协同作业，对浅埋海底电缆进行搜寻、探测，并评估其冲刷状况，从而获取更加详实、精确的水深地形数据及水下结构图像。　　“iSide 5000多波束侧扫声呐兼具低速和高速两种模式。低速模式为单波束双频侧扫，高速模式为高频多波束侧扫。一般的产品会随着量程的增加导致分辨率下降，但这款产品就能做到高速高分辨力全覆盖侧扫。简单来说，就是出来的图像更清晰，工作覆盖的监测范围更大、更精确。两种模式的搭配使用好比汽车的闭缸技术，既能做到高品质，又兼顾经济实用。”周正朝介绍。　　随着产品技术和质量的不断提升，作为国产高端水下探测装备的中坚力量，中海达海洋公司的许多产品也已走出国门，远销海外。“希望通过我们的努力，为国家在海洋探测和水文水利领域提供先进的科技支持和保障，也希望能有更多的人在我们产品的助力下，去深入了解大川大河，浩瀚碧海。”周正朝说。　　江河湖海，孕育生命万物，塑造人类文明。作为这颗蔚蓝星球上普遍又神秘的存在，其最深处的景色无时无刻不在召唤着我们。一切正如凡尔纳所言：“这是一种超自然而又神奇的生命载体，它是运动，是爱，像一位诗人所说的，是无垠的生命。”　　中海达海洋公司所研制的海洋探测和水文水利产品，如同一艘艘承载梦想和使命的鹦鹉螺号潜艇，有了它，我们能更加轻松、便捷、从容地化身为阿龙纳斯教授和尼摩船长，潜入那令人心驰神往的水波，漫游在海底两万里。

据安徽省交通运输厅1月8日消息，日前，由省港航集团自主研发的国内首台重大技术装备——“水下工程多功能检测移动平台”顺利通过验收，该装备是省港航集团承担交通运输部交通强国建设试点任务、省级重大关键核心技术“尖30”攻关项目以及省级工程研究中心建设任务的重大科创成果。该平台通过多维度（水下的水下机器人平台、水面的无人船平台、水上的无人机平台）检测系统集成控制及智能算法等技术多源融合，实现专项检测、环境监测、现场指挥、应急救援四大功能，具备快速化反应、智能化检测、自动化预警、集成化处置等特性。该装备可广泛应用于水运水利等水下工程检测、水下地形地貌扫测、水上应急搜救等领域，大幅提升水下工程综合检测效率、能力和水上应急救助等能力，应用前景广阔。目前，已在15座船闸、43个港口码头、500余公里高等级航道和7座桥梁等水下建筑健康诊治中实现应用。

近日，哈尔滨工程大学研发了国内首套海洋结构物水下无损检测机器人，并通过了国家科技部组织的验收，实现了国内水下无损检测的工程化示范应用。记者从哈尔滨工程大学获悉，该水下检测机器人可在水下500米完成各类海洋结构物的无损检测，填补了国内在该领域的空白。国内首套海洋结构物水下无损检测机器人。哈尔滨工程大学供图机器人可在水深500米内的海洋结构物上稳定精准操作海洋钻井船、海洋钻井、采油平台、海上风电塔桩等海洋装备大都采用钢结构桁架式结构，钢管对接、相贯线焊缝质量直接关系到结构安全。而受到风浪水流冲击和长年累月海水侵蚀等因素作用，结构物会形成裂纹，为了避免构件断裂，影响海洋装备的运营安全，就需要进行周期性的焊缝检测，提前发现潜在安全隐患。据不完全统计，我国海上风电塔有4300个，但能完成60米以下的专业水下结构物检测人员却不到200人。作业水域较深时，人工下水检测过于危险且成本过高，许多因素取决于探伤人员的经验和技术。国外已经研制了一系列的水下检测机器人，然而国内在该领域仍处于起步阶段。面对这一痛点，哈尔滨工程大学船舶工程学院副教授王刚带领学生们在5年前开展水下检测机器人的研发任务。水下作业不同于陆地，不仅面临水深的影响，而且存在扰流复杂，如何保证检测过程中机器人和探头的稳定，是极具挑战性的难题。机器人下水操控检测。哈尔滨工程大学供图王刚称，该校船舶学院一直致力于培养行业创新型新工科人才，注重学生的实践能力，很多大二的学生研发的相关技术已经运用于水下检测机器人。“目前，市场上运用的检测工具需要两位检测人员分别在水上和水下密切配合，而我们的技术给机器人增加了辅助定位系统，降低了检测人员的操作复杂度，从而使其能够更专注于检测数据的判断，提高作业效率，整个操作过程岸上一人就可以完成。”来自研发团队的陈思文表示。据介绍，水下焊缝辅助定位系统已经获得国家软件著作权，该技术也让研发团队的陈思文与其同学赢得了“挑战杯”黑龙江省大学生创业计划竞赛金奖。机器人检测信号图像。哈尔滨工程大学供图机器人可自主跟踪焊缝，简化检测人员操作据了解，团队通过多年攻关，还相继突破了水下扰流环境下可靠吸附、海洋结构物构型差异大、TKY型节点焊缝不易检测等难题。检测作业过程中水流扰动是无法回避的问题，在这种环境中如何保证机器人的稳定吸附与灵活运动是一大挑战。对此，研究团队设计了一套非接触式吸附系统，通过流速计感知检测机器人的流场情况，进而实时调整吸附力大小，找到检测过程中吸附牢靠与灵活运动之间的平衡点。此外，海洋结构物管径最小是0.5米，而最大的可达8米左右，面对管径差距如此悬殊的海洋结构物钢桩，如何兼容各种形式的海洋结构物的管径也是一大难题。团队成员巧妙地将机器人的结构设计成可重构的三段铰接形状，通过改变铰接处的角度即可调整内切圆直径，满足了机器人兼容不同管径的检测任务。机器人进行小管径检测。哈尔滨工程大学供图为了把岸上检测人员从复杂的空间相贯焊缝操作中解放出来，团队研究开发了人在环中的半自主检测技术，机器人可以自主跟踪焊缝，在检测到疑似缺陷时，操作人员可以专注操作探头角度，其他的运动操作则由机器人自动解算完成，极大降低了检测人员的操作难度。去年，团队携带机器人先后在渤海锦州25-1油气田和中广核如东海上风电场进行了实际检测，机器人表现出色，完成了国内的首次风电塔桩水下机器人无损检测示范应用。海洋结构物水下机器人检测，不但避免了人工潜水检测的安全风险，还能提高检测效率，降低运维成本，有利于海洋各类资源的高效开发，为我国海洋能源安全提供了强有力的保障。据悉，该团队还将继续改善水下检测机器人环境感知和智能决策能力，为水下机器人全自主作业技术贡献力量。新京报记者 张建林编辑 刘茜贤 校对 刘越

近期，上海海洋大学科研团队成功研发出一款软体仿生鱼，模仿蝠鲼（俗称“魔鬼鱼”）的体态，翼展1米，取名“文鳐”。虽然在空气中的“体重”达到35斤，但在水里游动却是灵活无比，令人真假难辨。图片来源：央视新闻客户端“文鳐”的核心器部件已全部国产化，其效率高、能耗低、功能多，同时具备共融性、超仿生、隐身性三大优势，满足长续航、高机动、大负载、大范围作业需求。仿生鱼产品内部具备超大有效载荷空间，基于多传感器协同的智能监测技术，通过搭载多款高精度传感器，给仿生蝠鲼装上“眼睛”和“耳朵”，可胜任对300米以内水深的水下监测等工作。在仿生蝠鲼身上搭载成像声呐测扫设备，以更灵活、成本更低的方式描绘海洋的地形地貌、鱼群情况。搭载水下成像系统的蝠鲼，基于人工智能的水下目标识别技术，通过对目标检测和图像分割进行监测实现分类识别，准确率高达90%。“文鳐”不仅外形仿生，且功能强大，仅3节微小电池便可在水里续航3个小时以上，无论是转弯、360度翻滚还是回旋，都可以畅游自如。“文鳐”可以搭载多款高精度传感器，满足对鱼群的实时状态监测，实现全空间内水下鱼群智能识别与互动。它也可以作为观赏鱼，带来全新的视觉享受。未来新一代“文鳐”将搭载华为芯片，实现“智慧鱼脑”。

“机器人技术正在深刻改变着人类的生产和生活方式，中国空间站机械臂助力我们完成了两次出舱任务。在2021年世界机器人大会召开之际，神舟十二号飞行乘组预祝大会取得圆满成功!”9月10日上午，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波向正在举行的2021世界机器人大会开幕式发来中国空间站的视频祝福。　　机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”，机器人技术水平、应用广度与深度已成为衡量科技创新实力的重要指标。中国科协党组书记、主持日常工作副主席、书记处第一书记张玉卓在2021世界机器人大会开幕式致辞中说，以机器人为代表的智能科技产业正在为经济高质量发展注入新动能、激发新活力，开放包容、互学互鉴的全球机器人生态体系不断完善。我们愿与全球科技界、产业界一道，抢抓智能产业发展先机，深化实质性创新合作，为科技支撑人类命运共同体建设作出贡献。　　近年来，中国机器人产业全面加速，从技术突破到应用探索，机器人产业作为中国高科技产业的典型代表，已成为展现中国科技力量的重要载体。　　这一切，都浓缩在2021世界机器人大会中。透过这扇窗，可以看到机器人领域新技术、新产品、新模式、新业态、新趋势。　　机器人领域创新发展重要平台　　2021世界机器人大会由北京市政府、工业和信息化部、中国科协共同主办，中国电子学会、北京市经济和信息化局、北京经济技术开发区管委会承办。世界机器人大会自2015年举办以来，受到党和国家领导人的深切关怀。历经6年发展至今，已成为沟通中国与世界、融合科技与产业、交流技术与应用的重要平台。　　本届世界机器人大会， IEEE机器人与自动化学会(IEEE RAS)、国际机构学与机械科学促进联合会、国际机器人研究基金会、欧洲机器人协会、美国机器人工业协会、英国工程技术学会(IET)、俄罗斯机器人协会(RAR)等20余家国际组织作为支持机构全面参与。　　同时，来自俄、美、日、德等国的顶尖科学家、国际组织代表、企业家代表，以及我国工程院院士、国家重点实验室带头人、长江学者和青年专家参会，将围绕技术前沿、技术创新与突破、国际合作机遇、新兴产业应用开展讨论。　　新款机器人彰显“中国力量”　　本届大会以“共享新成果，共注新动能”为主题，包括论坛、博览会、机器人大赛等活动。论坛由3天主论坛、20余场专题论坛及开闭幕式组成。博览会按照“3+C”体系布局：“3”是工业机器人、服务机器人、特种机器人三大展区，“C”是创新展区，重点展示机器人本体、关键零部件、产业链上下游及关联领域尖端成果和首发新品，110余家企业和科研机构携500多款产品参展。　　展览中，我国自主研发的多款工业和特种机器人让人眼前一亮。京东智能快递车是工业机器人的代表之一，它基于5G、人工智能、大数据、云计算及物联网等底层技术，极大提升快递效率。　　融合了水下仿生、运动控制、水下通讯、水下协同等多项关键性技术的水下作业机器人也是工业机器人发展的方向，可为环境保护、海洋工程、能源勘探、水域运输等提供行业解决方案。　　展会上，中信重工带来了防爆轮式巡检机器人。工作人员介绍：“这款防爆轮式机器人可广泛应用于Ⅱ类爆炸环境中，代替巡检人员进行设备及环境巡检，能够减轻劳动强度，降低安全隐患，提升巡检质量。”　　除了面向制造业的工业机器人和特种机器人，本届机器人博览会上，与人们生活息息相关的服务类机器人也频频亮相。　　在展会上自动行走的一台憨态可掬的消杀机器人，上部可以喷雾消毒，下部配备4组紫外线杀菌灯的机器人全程无需人工操作，任劳任怨地在场馆中360度无死角消毒杀菌。　　在骨科机器人展台前人头攒动，一台3D模式骨科机器人利用智能算法，控制机械臂运动到规划位置，为骨科医生提供精准稳定的导针置入路径。“我们推出的骨科机器人之前不为人知，但通过这届展会，许多观众来了解询问，借助机器人大会，既扩大了产品知名度，也进行相关科普，提升了公众科学素质。”天智航工作人员说。　　“机器人总动员”精彩上演　　在今年的机器人大会上，2021世界机器人大赛同期举行。作为机器人领域的“奥林匹克”，历届世界机器人大赛共吸引全球20余个国家15万余名选手参赛，是目前国内外影响广泛的机器人领域官方专业赛事。　　本届机器人大赛围绕科研类、技能类、科普类三大竞赛方向，设共融机器人挑战赛、BCI脑控机器人大赛、机器人应用大赛、青少年机器人设计大赛四大赛事。　　来自北京陈经纶中学的九年级学生陈星潼和同学带来的参赛作品是一辆小型智能汽车。“这个汽车由我们自主编程，能完成躲避障碍、自主沿路线行驶等任务。”陈星潼在学校就参与了相关科技社团，“参与这次机器人大赛，更加提高了我们的创新热情。”　　2021世界机器人大会既是一场各领域高新机器人各显身手的“机器人总动员”，也是一场由机器人引领创新的产业盛会，更是一场面向公众、面向未来的科普盛宴。

p 　　根据新华社“科学”号7月26日电& nbsp 搭乘“科学”号远洋综合科考船的“发现”号遥控无人潜水器与“探索”号自治式水下机器人，26日同时在南海北部下潜作业，这也是我国首次实现两类无人潜水器同时海底作业。 /p p 　　 strong 特别值得注意的是，此次“发现”号的主要任务是搭载中国科学院海洋研究所自主研发的拉曼光谱仪对冷泉进行探测，拉曼光谱仪是用于探测目标物成分的一种探测设备。 /strong /p p strong 　　中国科学院海洋研究所副研究员杜增丰介绍，这是国内首套用于深海冷泉和热液探测的探针式拉曼光谱仪，操作者利用“发现”号遥控无人潜水器上的机械手拿着探针，在海底灵活探测目标物。 /strong /p p & nbsp /p

7月31日，中国海洋石油集团有限公司对外宣布，具有我国自主知识产权的全球首套深水钻井防台风核心装备——隔水管悬挂系统海试成功，破解了我国海洋油气安全开发面临的“台风”这一关键障碍，标志着我国深水油气开发防台应急能力实现国际领跑。钻井隔水管是开发深水油气的关键工具，用于连接海面钻井平台与海底井口，将海水与钻完井使用的钻具隔离开，以保证水下作业安全。台风来临时，平台需停止所有作业，并将隔水管悬挂起来随平台一起撤离台风路径区域进行应急避台。用于悬挂隔水管的悬挂系统是深水钻井防台风的核心装备。早期，传统的悬挂避台措施面临隔水管顶部受力复杂和隔水管串升沉幅值过大等问题，存在整套隔水管断裂落海、隔水管底部总成碰撞海底的风险。之后，各公司均采取保守的避台策略，逐根取回全部隔水管撤离避台后再回接，仅单口深水油气井需耗费工期4天以上，增加费用约1400万元。为彻底破解台风对深水钻完井作业安全性和时效性的制约，中国海油成功研制深水钻井隔水管悬挂系统，并形成了基于该系统的平台防台应急和钻井井间移位新方案。“我们研发的这套装备弥补了传统悬挂方式的不足，可缓冲隔水管串随钻井平台在恶劣海况下的大幅升沉运动，显著改善隔水管串顶端的受力状态，并对悬挂隔水管避台实施‘提前预测-监测预警-远程控制-事后评估’。”中海油研究总院有限责任公司项目负责人许亮斌说，项目研发团队克服了设计原理复杂、制造标准严苛、新冠肺炎疫情停工等挑战，先后攻克了“悬挂短节结构设计与锻造”“大型中空液缸制造与测试”等20余项技术难题，已申请国家发明专利17项。深水钻井隔水管悬挂系统适用水深3000米，可满足全球大部分深水钻完井作业水深；轴向承载能力超过900吨，相当于可同时提挂600辆家用小汽车。使用该系统可将恶劣海况和紧急情况下的平台应急动复员时间压缩至8小时以内,将钻井平台悬挂隔水管的海况适应能力提高至百年一遇，极大提升了深水钻井平台防台应急的安全性与时效性。日前，该套装备在奋进号钻井平台开展了8天深水海试，完成了悬挂隔水管动载测试、航行测试等共计80余项测试作业，悬挂隔水管的逆流航速从常规0.3节提高到1.0节以上，全面验证了整套装备的适用性、安全性和功能可靠性。“深水钻井防台风核心装备的成功研制和海试，填补了国际上深水油气开发安全高效防台应急技术与装备的空白。未来，我们将持续加大原创性、引领性科技攻关，为实现高水平科技自立自强、抢占科技竞争制高点作出石油人的积极贡献。”中海油研究总院有限责任公司钻完井总工程师李中说。

为加快贯彻落实国务院发布的《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，按照工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部、国务院国有资产监督管理委员会、国家海洋局联合发布的《海洋工程装备制造业中长期发展规划》明确的技术方向，近日，工业和信息化部发布海洋工程装备科研项目指南(2012年)，引导企业加强深海资源开发所需装备的研制，加快提升设计建造能力。　　海洋工程装备科研项目指南(2012年).doc　　海洋工程装备科研项目指南(2012年)　　为加快贯彻落实国务院发布的《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》,工业和信息化部、国家发展和改革委员会、财政部联合发布的《高端装备制造业“十二五”发展规划》(工信部联规[2012]145号)，以及工业和信息化部、国家发展和改革委员会、科学技术部、国务院国有资产监督管理委员会、国家海洋局联合发布的《海洋工程装备制造业中长期发展规划》(工信部联规[2011]597号，以下简称《海工规划》)，引导企业加强深海资源开发所需装备的研制，形成我国开发深海资源装备的设计制造能力，特制定本指南。　　本指南围绕海洋资源勘探、开采、储存运输和服务四大环节的需求，选择《海工规划》明确的部分急需海洋工程装备重点产品和关键技术，按照海洋资源勘探、开采、作业装备，关键系统和设备，基础共性技术和标准等三个领域，形成了2012年海洋工程装备研发的重点方向。　　一、海洋资源勘探、开采、作业装备　　(一)深海半潜式生产平台总体设计关键技术研究　　1、研究目标　　(1) 掌握深海半潜式生产平台的设计理念，突破平台总体设计关键技术 　　(2) 紧密结合我国南海海域的自然环境条件，研究开发出一型深海半潜式生产平台设计方案，其功能满足我国南海海域深海油气资源开发的需求 　　(3) 完成基本设计并通过国内外相关船级社的审查。　　2、主要研究内容　　(1) 总体方案设计技术研究 　　(2) 平台设计环境条件及总体性能研究 　　(3) 平台结构设计技术研究 　　(4) 超深海定位系统设计与海上安装技术研究 　　(5) 平台模型试验技术研究 　　(6) 平台立管系统设计技术研究 　　(7) 平台上部采油、生产作业流程设计研究 　　(8) 平台系统集成及集成控制设计研究。　　3、成果形式　　(1) 各种相关技术研究报告 　　(2) 基本设计图纸、计算书、试验报告 　　(3) 相应的专利 　　(4) 半潜生产平台设计指导性文件 　　(5) 与上述平台配套的生产立管研制技术要求 　　(6) 半潜生产平台设计技术标准名录。　　(二)浮式液化天然气生产储卸装置(LNG-FPSO)总体设计关键技术研究　　1、研究目标　　(1) 跟踪国外LNG-FPSO的技术发展趋势，重点开展船型关键技术和关键系统研究，突破LNG-FPSO的总体设计关键技术 　　(2) 紧密结合我国南海海域的自然环境条件，开发出一型用于深海大型气田的大型LNG-FPSO设计方案，该型LNG-FPSO的年产量约为300万吨，舱容约30万立方米 　　(3) 完成基本设计并通过国内外相关船级社的审查。　　2、主要研究内容　　(1) 总体方案优化技术研究 　　(2) 水动力性能分析与模型试验技术研究 　　(3) 全船结构分析及设计技术研究 　　(4) 系泊分析及系统设计技术研究 　　(5) 工艺处理模块及方案设计研究 　　(6) 液化处理系统设计研究 　　(7) LNG-FPSO基本设计方案。　　3、成果形式　　(1) 各种相关技术研究报告 　　(2) 基本设计图纸、计算书、试验报告 　　(3) 相应的专利 　　(4) LNG-FPSO设计指导性文件 　　(5) 提出与上述LNG-FPSO配套的离岸液化装置及工艺处理装置研制技术要求 　　(6) LNG-FPSO设计技术标准名录。　　(三)深海半潜式支持平台研发　　1、研究目标　　(1) 掌握深海半潜式支持平台的设计理念，突破深海半潜式支持平台总体设计关键技术 　　(2) 结合当前国内外深海油气资源开发需要，开发出一型集钻井支持、海上安装、供应、居住等功能为一体的半潜式支持平台的设计方案 　　(3) 完成基本设计并通过国内外相关船级社的审查，具备承接工程项目的条件。　　2、主要研究内容　　(1) 平台总体方案论证研究 　　(2) 深海耦合多点系泊系统设计及栈桥技术研究 　　(3) 钻机模块自安装技术研究 　　(4) 钻井作业材料输送技术及流程研究 　　(5) 动力供应及接口技术研究 　　(6) 人员居住安全及环保技术研究 　　(7) 平台振动与噪声控制技术研究 　　(8) 平台建造方案及关键设备安装调试技术研究。　　3、成果形式　　(1) 各种相关技术研究报告 　　(2) 基本设计图纸、计算书、试验报告 　　(3) 相应的专利 　　(4) 半潜式支持平台设计指导性文件 　　(5) 半潜式支持平台设计与建造技术标准名录。　　(四)浮式液化天然气储存及再气化装置(LNG-FSRU)总体设计关键技术研究　　1、研究目标　　(1) 掌握LNG-FSRU的设计理念，突破LNG-FPSO的总体设计关键技术 　　(2) 结合国内外市场需要，开发一型舱容在20万立方米以上、年气化能力约为200万吨的LNG-FSRU的设计方案 　　(3) 完成基本设计并通过国内外相关船级社的审查，具备承接工程项目的条件。　　2、主要研究内容　　(1) LNG-FSRU船型及海况分析研究 　　(2) 船体运动性能及液货晃荡分析技术研究 　　(3) 液货舱结构强度及疲劳分析技术研究 　　(4) 系泊分析及系统研究 　　(5) 货物输送系统研究 　　(6) 液货存储系统选型研究。　　3、成果形式　　(1) 各种相关技术研究报告 　　(2) 基本设计图纸、计算书、试验报告 　　(3) 相应的专利 　　(4) LNG-FSRU设计指导性文件 　　(5) LNG-FSRU设计技术标准名录。　　(五)海上油田环保作业船研发　　1、研究目标　　(1) 掌握海上油田环保作业船的设计理念，突破此类船舶的核心技术 　　(2) 以大功率、大收油舱容、具备高海况作业能力和应急能力为主要目标，开发一型经济、收油效果好及综合作业能力强的海上油田环保作业船的设计方案 　　(3) 完成基本设计并通过国内外相关船级社的审查，具备承接工程项目的条件。　　2、主要研究内容　　(1) 大船、收油艇与内置式收油机联合操作技术 　　(2) 节能减排技术 　　(3) 溢油回收设备分析、选型技术 　　(4) 船舶推进装置技术 　　(5) 空调通风系统技术 　　(6) 浮油回收舱布置技术 　　(7) 区域及设备防爆处理技术 　　(8) 总体建造方案及关键设备安装调试技术研究。　　3、成果形式　　(1) 各种相关技术研究报告 　　(2) 基本设计图纸、计算书、试验报告 　　(3) 相应的专利 　　(4) 海上油田环保作业船设计指导性文件 　　(5) 海上油田环保作业船设计与建造技术标准名录。　　二、关键系统和设备　　(六)海洋钻井平台用深海隔水管系统研究及关键部件研制　　1、研究目标　　(1) 开展钻井隔水管及相关配套设备的技术研究，掌握钻井隔水管设计制造关键技术 　　(2) 开发一套适合我国南海2000m水深作业要求的钻井隔水管系统及关键设备配套方案 　　(3) 完成钻井隔水管提升装置、卡盘、200K钢丝绳式隔水管张紧装置、灌注阀、隔水管主体单根的样机研制，并完成样机的API认证。　　(4) 完成钻井隔水管伸缩装置原理样机的研制 　　(5) 完成万向节、隔水管伸缩装置、隔水管终端接头的图纸设计并经相关机构或单位认可，符合API相关规定。　　2、主要研究内容　　(1) 系统配套技术研究 　　(2) 万向节技术研究 　　(3) 隔水管终端接头技术研究 　　(4) 隔水管伸缩装置技术研究 　　(5) 隔水管提升装置研制 　　(6) 卡盘研制 　　(7) 200K钢丝绳式隔水管张紧装置研制 　　(8) 灌注阀研制 　　(9) 隔水管主体单根研制 　　(10) 隔水管主体及关键设备功能试验技术研究。　　3、成果形式　　(1) 各种相关技术研究报告 　　(2) 钻井隔水管系统及关键设备配套样机设计图纸、计算书、试验报告 　　(3) 相应的专利 　　(4) 钻井隔水管系统及关键设备配套方案设计指导性文件 　　(5) 钻井隔水管系统及关键设备技术标准名录。　　(七)深海轻型J型海底管道铺设系统研制　　1、研究目标　　(1) 以满足深海油气田井口间短距离小管径管道铺设需求和水下设施安装需求为主要目标，开展轻型J型铺设系统设计方案和关键设备的研究 　　(2) 开发一套作业水深300-1000米，满足6-12寸海管铺设, 200吨以内水下设施安装，适用我国海洋油气开发铺管船的轻型J型海底管道铺设系统设计方案 　　(3) 完成轻型J型铺设系统工程样机的制造并在实船安装和测试。　　2、主要研究内容　　(1) 国外轻重型深海J型铺设系统分析研究　　(2) 深海J型铺设管道预处理与输送技术研究　　(3) 深海J型铺设系统水下安装与监测技术研究　　(4) 轻型J型铺设系统总体方案研究　　(5) 轻型J型铺设系统设备集成设计技术研究　　(6) 轻型J型铺设系统工程样机研制　　(7) 轻型J型铺设系统实船适应性升级技术研究　　(8) 轻型J型铺设系统海上风险分析　　3、成果形式　　(1) 各种相关技术研究报告 　　(2) 轻型J型铺设系统工程样机及样机设计图纸、计算书、试验报告 　　(3) 相应的专利 　　(4) 铺管船用轻型J型铺设系统设计指导性文件 　　(5) J型铺设系统及关键设备技术标准名录。　　(八)水下连接系统及关键设备研制　　1、研究目标　　(1) 以突破适用于1500米深海环境下水下生产系统连接系统的设计、制造、测试、安装关键技术为目标，开展相关技术研究和设备研制 　　(2) 完成深海水下连接系统设计方案 　　(3) 完成一套卡箍式连接系统工程样机，设计水深1500米，连接器连接管径6英寸，实现海试及示范应用 　　(4) 完成一套螺栓法兰连接系统工程样机，设计水深1500米，连接器连接管径24英寸，实现海试 　　2、主要研究内容　　(1) 水下连接系统材料选择及材料工艺特性研究 　　(2) 水下连接系统与ROV接口技术研究 　　(3) 水下连接系统密封技术研究 　　(4) 水下连接系统模拟仿真技术研究 　　(5) 卡箍式连接系统工程样机研制及示范应用研究 　　(6) 卡箍式连接系统安装与测试技术研究 　　(7) 螺栓法兰式连接系统工程样机研制 　　(8) 螺栓法兰式连接系统安装与测试技术研究。　　3、成果形式　　(1) 各种相关技术研究报告 　　(2) 卡箍式连接系统工程样机和螺栓法兰式连接系统工程样机及相应的设计图纸、计算书、试验报告 　　(3) 相应的专利 　　(4) 深海水下连接系统设计指导性文件 　　(5) 水下连接系统及关键设备技术标准名录。　　(九)FPSO原油外输系统集成技术研究及关键设备研制　　1、研究目标　　(1)以满足30万吨级及以下FPSO配套需求为主要目标，开展FPSO原油外输系统集成设计技术研究和关键设备研制 　　(2)完成一型外输能力为每小时3000-5000 立方米的FPSO原油外输系统集成设计，完成系统样机及快速应急拉断阀(ESD阀)、快速拉断接头等关键部件研制和试验验证，获得相关船级社的认可。　　2、主要研究内容　　(1) 大流量安全输送、快速应急等原油外输系统安全保护及集成技术研究 　　(2) 原油外输系统ESD阀、快速拉断接头等关键部件研制 　　(3) 原油外输系统试验验证技术研究。　　3、成果形式:　　(1) 各类技术研究报告 　　(2) 30万吨级FPSO配套的原油外输系统集成设计方案(设计文件与图纸) 　　(3) 相应的专利 　　(4) FPSO原油外输系统设计指导性文件和试验验证规范 　　(5) FPSO原油外输系统技术标准名录。　　(十)悬链式单点系泊装置研制　　1、研究目标　　(1) 攻克海洋浮式结构物悬链式单点系泊装置的核心设计和建造技术，研制出具有自主知识产权的悬链式单点系泊装置，形成装置总包能力 　　(2) 完成一台具备系泊30万吨级以下大型油轮、设计传输能力每小时5000立方米、设计寿命25年的悬链式单点系泊装置的研制，完成主轴承及立管的研制。　　2、主要研究内容　　(1) 悬链式单点系泊装置功能分析、类型选择和设计参数论证 　　(2) 锚链-浮筒-船舶耦合水动力分析和模型试验研究 　　(3) 海洋环境动载荷作用下海底桩锚定位设计与分析 　　(4) 悬链式单点系泊装置结构设计和多种接卸管路系统设计与分析 　　(5) 悬链式单点系泊装置建造、安装、调试技术研究 　　(6) 主轴承及立管等主要配件研制及试验验证技术研究。　　3、成果形式　　(1) 各种相关技术研究报告 　　(2) 主轴承及立管等样机及样机设计图纸、计算书、试验报告 　　(3) 相应的专利 　　(4) 悬链式单点系泊装置设计指导性文件 　　(5) 悬链式单点系泊装置相关技术标准。　　(十一)内转塔式单点系泊系统开发及液体旋转接头研制　　1、研究目标　　(1)对FPSO单点系泊系统技术进行系统研究，开发一套适应我国南海100米工作水深FPSO需要的内转塔式单点系泊系统的设计方案 　　(2)完成基本设计，完成液体旋转接头、电滑环等关键设备样机的研制，通过船级社认可。　　2、主要研究内容　　(1) 国外内转塔式单点系泊系统功能(多种接卸管路系统能力)分析 　　(2) 内转塔式单点系泊系统总体设计技术研究 　　(3) 内转塔式单点系泊系统与FPSO船体的匹配设计研究 　　(4) 内转塔式单点系泊系统水动力性能分析与模型试验 　　(5) 内转塔式单点系泊系统海上安装方案研究 　　(6) 内转塔式单点系泊系统核心部件——液体旋转接头及电滑环研制 　　(7) 内转塔式单点系泊系统及关键部件功能验证试验技术研究。　　3、成果形式　　(1) 各种相关技术研究报告 　　(2) 液体旋转接头、电滑环样机及样机设计图纸、计算书、试验报告 　　(3) 相应的专利 　　(4) 内转塔式单点系泊系统设计指导性文件 　　(5) 内转塔式单点系泊系统设计及关键部件的技术标准。　　(十二)海洋平台及FPSO用大容量发电模块设计技术研究　　1、研究目标　　(1) 以满足海洋平台及FPSO用大容量电站系统中发电模块工作需要为目标，通过开展海洋平台及FPSO用大容量发电模块设计技术研究，突破电站系统中发电模块匹配仿真、试验验证等关键技术，掌握海洋平台及FPSO用大容量电站系统中发电模块设计技术和集成方法。　　(2) 完成一套大容量电站系统中发电模块的设计，其技术指标：1)电压11kV，2)单机功率≥5000—10000KW，3)电站模块匹配仿真软件仿真精度≥90%，4)电站结构噪声隔振量≮15dB(A)，5)中压系统THD4%，400V系统THD5%，6)排放满足Tier Ⅲ要求。　　2、主要研究内容　　(1) 大容量电站系统中发电模块集成设计技术研究 　　(2) 大容量电站系统中发电模块匹配仿真技术研究 　　(3) 大容量电站系统中发电模块试验验证技术研究。　　3、成果形式　　(1) 各种相关技术研究报告 　　(2) 仿真软件理论文本、使用说明、源代码文件、目标文件、测试报告，软件著作权登记证书 　　(3) 机组样机设计图纸、计算书、试验报告 　　(4) 相应的专利 　　(5) 海洋工程用大容量发电模块技术标准。　　(十三)LNG-FSRU再气化模块总体设计关键技术研究及相关设备研制　　1、研究目标　　(1) 以形成LNG-FSRU再气化模块总包能力为主要目标，开展再气化模块总体设计技术研究和相关设备的研制工作，具备设计建造LNG-FSRU再气化模块的能力，完成相应的工程样机。　　(2) 工程样机的目标输出压力为10MPa，日产气量最大为3.75亿立方英尺，设计寿命大于20年。　　2、主要研究内容　　(1) ORV、SCV、IFV/STV、AAP等工艺在LNG-FSRU上应用的可行性研究 　　(2) 再气化模块总体布置方案研究 　　(3) 再气化模块关键流程工艺研究 　　(4) 再气化模块关键建造工艺研究 　　(5) LNG增压泵、中间介质泵、加热蒸发器等再气化模块关键设备的关键工艺技术研究及设备研制 　　(6) LNG吸入罐和中间介质罐研制 　　(7) 再气化模块主结构材料和舾装件研制 　　(8) 再气化模块建造用特殊焊接材料研制 　　(9) 再气化模块样机研制及测试。　　3、成果形式　　(1) 各种相关技术研究报告 　　(2) 一套LNG-FSRU再气化模块样机及样机设计图纸、计算书、试验报告 　　(3) 相应的专利 　　(4) LNG-FSRU再气化模块的技术标准名录。　　(十四)深海作业起重机主动升沉补偿系统研制　　1、研究目标　　(1)以满足深海作业起重机配套需要为目标，开展主动升沉补偿系统共性技术研究，突破深海作业起重机主动升沉补偿系统设计及研制技术 　　(2)完成一型满足500米至3000米深海作业环境工作要求、能够为200吨及以下的海洋起重机配套的主动升沉补偿系统样机及试验系统，获得船级社的认可。　　2、主要研究内容　　(1) 深海作业起重机主动升沉补偿系统环境适应性、检测及控制等共性技术研究 　　(2) 深海作业起重机主动升沉补偿系统设计及研制 　　(3) 深海作业起重机主动升沉补偿系统试验验证技术研究。　　3、成果形式　　(1) 各种相关技术研究报告 　　(2) 配套200吨深海作业起重机的主动升沉补偿系统设计技术文件及工程样机图纸、计算书、试验报告 　　(3) 配套200吨及以下的深海作业起重机的主动升沉补偿系统试验系统 　　(4) 相应的专利 　　(5) 深海作业起重机主动升沉补偿系统设计指导性文件和试验验证规范 　　(6) 深海作业起重机主动升沉补偿系统技术标准名录。　　三、基础共性技术和标准　　(十五)岛礁中型(总长300米级)浮式结构物关键技术研究　　1、研究目标　　针对南海岛礁经济发展、渔业资源开发与政府管辖的需求，开展深远海多种结构型式中型浮式结构物(岛礁后勤支持平台)总体性能、结构特性、运动性能控制、水池模型试验、总体设计、海上安装、系泊定位、防波等关键技术与相应技术标准的研究，掌握南海典型岛礁环境下大型浮式结构物概念设计技术。完成一型总长300米级、水深大于200米、可抗百年一遇海况的深远海大型浮式结构物及防波设施的概念设计方案，具备人员居住、船舶停靠、物资储存、能源补给、淡水制造、医疗中心、可再生能源利用、信息枢纽等多种功能，并通过水池模型试验验证。　　2、主要研究内容　　(1) 南海典型(目标)岛礁自然环境(风、浪、流、海床结构、台风、高温等)测量技术研究 　　(2) 南海典型(目标)岛礁的使用特征与技术指标优化论证 　　(3) 不同功能的浮式结构物符合舒适性、使用性、维护性要求的总布置研究 　　(4) 浮式结构物总体性能分析技术研究 　　(5) 浮式结构物系泊定位技术研究 　　(6) 浮式结构物防波技术研究 　　(7) 浮式结构物、防波设施水池模型试验技术研究 　　(8) 浮式结构物运输与安装技术研究 　　(9) 新型材料在南海浮式结构物设计中的应用技术研究 　　(10) 浮式结构物、防波设施在高温自然环境下防腐技术研究 　　(11) 环境测量装置研制和典型(目标)岛礁环境测量技术研究 　　(12) 浮式结构物、防波设施安全标准研究。　　3、成果形式　　(1) 各类研究报告 　　(2) 完成的概念设计图纸通过中国船级社审核 　　(3) 浮式结构物、防波设施水池模型试验研究报告 　　(4) 浮式结构物、防波设施设计与安全分析指导性文件 　　(5) 环境测量装置样机 　　(6) 相关技术标准名录 　　(7) 相关专利。　　(十六)海洋工程涡激振动(VIV)和与涡激运动(VIM)专用工程计算软件开发　　1、研究目标　　从求解N-S方程出发，建立海洋立管涡激振动和Spar平台涡激运动的CFD计算方法，开发海洋立管涡激振动(VIV)和Spar平台涡激运动(VIM)的CFD软件，解决海洋立管VIV和VIM引起的疲劳强度预报问题，为海洋工程立管和平台的设计提供自主知识产权的数值分析工具。　　2、主要研究内容　　(1) 南海海流和内波测量和建模研究 　　(2) 基于任意物体高雷诺数(Re104～106)绕流的CFD方法研究和软件开发 　　(3) 挠性结构(如深海立管)的动力学计算方法研究和软件开发 　　(4) 流体结构耦合计算方法研究和软件开发 　　(5) 软件包前处理和后处理功能开发 　　(6) 软件功能及计算精度多种验证方法研究(实际结构、模型试验、国外声誉良好的同类工程计算软件比较)。　　3、成果形式　　(1) 相应的各类研究报告 　　(2) VIV、VIM计算软件理论文本、使用说明、源代码文件、目标文件、测试报告、软件著作权登记证书 　　(3) 软件计算功能与精度的深水池模型验证、实际结构验证与工程应用、国外同类软件比较等报告。　　(十七)自升式钻井平台设计建造信息化管理技术研究　　1、研究目标　　(1) 以实现系列化、批量化建造自升式钻井平台的国内海工企业为示范典型，在研究总结国内外自升式钻井平台项目管理经验的基础上，建立与国际海工项目相适应的管理体系，采用现代软件开发技术，研发具有自主知识产权的海洋工程项目信息化管理平台，实施自升式钻井平台项目数据流和物流的信息化管理，实现项目设计、制造、管理信息及异构专业软件平台的有效集成，全面提高自升式钻井平台的设计建造效率，为提升项目总承包能力奠定基础。　　(2) 该信息化管理平台应具备良好的开放性及可配置性，对海工企业设计建造自升式平台的管理具有适用性，对平台项目管理中的进度控制、物资采购及配套管理、机械完工和调试管理、质量管理、成本管理等方面的覆盖面达90%以上，在典型企业中得到示范应用。　　2、主要研究内容　　(1) 项目管理模式和体系研究 　　(2) 项目管理关键技术研究 　　(3) 项目信息化管理平台体系架构研究 　　(4) 项目信息化管理平台功能模块研究 　　(5) 项目信息化管理平台开发技术研究 　　(6) 项目管理数据集成技术研究 　　(7) 自升式钻井平台设计建造信息化管理示范应用。　　3、成果形式　　(1) 各种相关技术研究报告 　　(2) 海洋工程项目信息化管理平台理论文本、使用说明、源代码文件、目标文件、测试报告 　　(3) 软件著作权登记证书及论文 　　(4) 相关技术标准名录。　　(十八)海洋工程装备设计建造标准体系顶层研究　　1、研究目标　　以国际主流海洋工程装备及关键系统和配套设备为重点，在对国外海洋工程装备设计建造规范、国际标准和国外先进标准进行全面研究分析的基础上，重点围绕我国典型海洋工程装备的科研生产需求，开展标准应用研究及需求分析，深化我国海洋工程装备专业标准体系研究，提出急需制定的海洋工程装备标准项目并明确标准主要内容及要求，为进一步开展海洋工程装备标准制定，建立我国海洋工程装备标准体系，提升我国海洋工程装备设计建造水平奠定基础。　　2、主要研究内容　　(1) 海洋工程装备重点国际标准、国外先进标准、设计建造规范研究(包括ISO/IEC国际标准、API标准、NORSOK标准、DNV海工规范等) 　　(2) 国内典型海洋工程装备应用国际标准和国外先进标准分析研究(重点围绕自升式钻井平台、半潜式钻井平台、FPSO、钻井船及重要配套系统设备等典型产品) 　　(3) 我国相关行业标准在海洋工程装备科研生产中的适用性研究(包括船舶工业标准、石油工业标准等) 　　(4) 我国海洋工程装备标准体系深化研究及急需制定标准分析。　　3、成果形式　　(1) 《海洋工程装备重点国际标准、国外先进标准和设计建造规范研究》报告 　　(2) 《国内典型海洋工程装备设计建造应用国际标准和国外先进标准研究》报告 　　(3) 《我国相关行业标准在海洋工程装备科研生产中的适用性研究》报告 　　(4) 《海洋工程装备标准体系深化研究》报告 　　(5) 国内急需制定的海洋工程标准项目、主要内容及要求。

使用超声波探头为人体植入电子设备无线充电的示意图图片来源：韩国科学技术研究院　　科技日报北京4月19日电 （记者张梦然）随着人口老龄化和医疗技术的进步，使用人工心脏起搏器和除颤器等植入式电子设备的患者数量在全球范围内不断增加。韩国科学技术研究院（KIST）宣布，由电子材料研究中心宋宪哲博士领导的研究团队开发了一种可应用于人体植入物的超声波无线能量传输充电技术，该技术也可为监测海底电缆状况的传感器等水下仪器的电池充电。相关研究近日发表在《能源和环境科学》杂志上。　　电磁感应和磁共振可用于无线能量传输。电磁感应目前用于智能手机和无线耳机。但其使用的限制是电磁波不能穿过水或金属，导致充电距离短。此外，由于充电过程中产生的热量是有害的，因此这种方法不能轻易地用于为植入式医疗装置充电。磁共振法要求磁场发生器和发射装置的共振频率完全相同，存在干扰其他无线通信频率（如Wi-Fi和蓝牙）的风险。　　KIST团队采用超声波而不是电磁波或磁场作为能量传输介质。使用超声波的声呐通常用于水下环境，在器官或胎儿状况诊断等各种医疗应用中，超声波在人体中的安全性已得到验证。然而，现有的声能传输方法由于声能传输效率低，不易实现商业化。　　研究小组开发了一种模型，该模型使用摩擦电原理接收超声波并将其转换为电能，该原理可有效地将微小的机械振动转换为电能。通过在摩擦发电机中添加铁电材料，超声波能量传递效率从不到1%显著提高到4%以上。其可在6厘米的距离处充电超过8毫瓦的功率，这足以同时操作200个LED或在水下传输蓝牙传感器数据。新开发的装置具有较高的能量转换效率并产生少量热量。　　宋博士说：“这项研究表明，电子设备可通过超声波以无线充电方式来驱动。如果未来设备的稳定性和效率进一步提高，这项技术可应用于为植入式传感器或深海传感器无线供电。”

根据来自中国大洋第75航次消息，由中国科学院沈阳自动化研究所联合北京先驱高技术开发有限责任公司等单位研制的矿址近底自主光学精细调查测量系统“洞察”号自主水下机器人，近日在西太平洋先驱多金属结核矿区完成了海试。 　　“洞察”号自主水下机器人作为大洋深海资源光学调查专用的高技术无人化装备，具有体积小、重量轻、续航力强等特点。科研团队采用复合材料与高强度钛合金融合的一体化轻质耐压结构设计技术，实现了长续航、轻量化设计目标；采用深海自适应浮力均衡技术，实现了不同工作深度高效航行与近底稳定运动能力。“洞察”号最大工作深度为6000米，空气中重量约600公斤，主要搭载深海照相机等，可长距离执行矿址近底光学精细调查测量任务。 　　本次海试，“洞察”号开展了8天共6个潜次的试验任务，先后完成了3000米、5000米潜深测试和近海底矿床光学调查作业试验。试验中，“洞察”号最大工作水深超过5100米，获得了多金属结核矿区近底高清照片，验证了“洞察”号系统功能。 　　“洞察”号有望大幅度提高深海资源评估调查效率，具有广阔的应用前景。科研团队将在本次海试基础上进一步完善升级，尽快开展矿区实际调查应用。

p style=" line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" font-family: 宋体,SimSun " 近日，河北省人民政府公布关于2019年度河北省科学技术奖励的决定，对为河北省科学技术进步、经济社会发展作出突出贡献的科学技术人员和组织给予奖励。 /span /p p style=" line-height: 1.75em " span style=" font-family: 宋体,SimSun " 　　根据《河北省科学技术奖励办法》的规定，经省科学技术奖励评审委员会评审、省科学技术奖励委员会审定，报请省政府批准，授予王新东同志河北省科学技术突出贡献奖；授予“纳米材料的生物学效应及其应用基础研究”等3项成果河北省自然科学奖一等奖，授予“晚古生代黑色岩系成矿有机—无机耦合机制”等6项成果河北省自然科学奖二等奖，授予“南黄海夏季环流结构及其变化规律”等10项成果河北省自然科学奖三等奖；授予“面向核电站在役检修的耐辐照多功能水下作业机器人系统”等3项成果河北省技术发明奖一等奖，授予“动车组高压安全联锁系统”等9项成果河北省技术发明奖二等奖，授予“修井作业自动起下油管技术装备研发及应用”等6项成果河北省技术发明奖三等奖；授予“天通一号卫星移动通信系统终端核心芯片组及应用”等22项成果和长城汽车股份有限公司等2家企业河北省科学技术进步奖一等奖，授予“食品中化学污染物高效分析关键技术”等64项成果河北省科学技术进步奖二等奖，授予“航空材料用高纯五氧化二钒生产技术研究与产业化”等107项成果河北省科学技术进步奖三等奖；授予沃尔夫冈· 菲斯特教授等4名外国专家和清华大学河北省科学技术合作奖。 /span /p p style=" text-align: center " img title=" 44_副本.png" style=" max-height: 100% max-width: 100% " alt=" 44_副本.png" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/6598dabf-c7aa-458d-803f-e9741f2d7fa4.jpg" / /p p style=" line-height: 1.75em " span style=" font-family: 宋体,SimSun " /span /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp /p p & nbsp /p

据中船综研院2011年1月24日综合报道，美国海军实验室的一个研究团队最近对一种水下声源激光技术进行了能力测试，这项技术或将可以使飞行器在不拖曳水下设备的情况下，与潜艇进行声音或数据通信 为潜艇或水下机器人提供导航数据 在浅水域定位水雷或其它水下物体。 　　进入21世纪，与潜入水下的潜艇进行通信仍是一项具有挑战性的任务，现实中为了实现通信经常要求潜艇浮出水面从而使艇组人员暴露在潜在风险之下。使用拖曳天线或浮标进行通信也会降低潜艇的机动性和匿踪能力。水下无人设备目前也还依赖于容易出错的惯性导航技术。此外，搜索水雷在任何任何情况下都仍是困难、危险和费时巨大的任务。海军实验室等离子物理组负责领导水下激光声源技术团队的特德?琼斯解释称，激光水下声源技术具备在这些领域提供帮助的潜力。 　　琼斯表示，目前水下发源首先需要有一个声源，这样就要求装备必须处于指定位置并且有可能受到威胁。研究团队开发了一种激光声学源，从而无须在水下放置任何物体。之前也有研究人员曾使用激光在水下产生声音，但该研究团队进行了大量创新性的工作，进一步完善了激光声源技术，使其在海军和其它商用领域的实用性方面前进了一大步。 　　这些创新性的工作包括使用窄脉冲高强度激光使水电离，通过小体积过度加热产生微小往复运动，从而产生强烈的声学脉冲。研究团队使用水下传播性能最好的波长，从而使其能够控制往复运动的形态和声学脉冲的强度。此外，他们还使用非线性光学聚焦技术，以提高激光源可以距离水面的高度 使用被称为群速度色散的技术来精确地控制声学脉冲。群速度色散技术利用不同颜色激光不同的传播速度，让速度低的激光作用在脉冲的开始，速度高的激光作用在结尾，以此拉伸脉冲，并精确控制纵向压缩的量。 　　该实验在印第安纳州克兰市格兰度拉湖水声实验场进行，标志着该技术第一次走出实验室。封装在漂浮装置内的毫微米波长激光制造了水下声学脉冲，并被远处一艘装备了水听器的船只捕捉到。转向镜引导激光通过聚焦镜片射入水面。每个激光脉冲产生一个大约190分贝声压级的声学脉冲，传播了190米，而之前实验室测试只传播了3米。 　　研究团队计划在春夏进行更多致力于提高水下传输距离的测试。初步实验的成果表明，有可能使用不超过1焦耳能量的激光脉冲脉冲产生230分贝的声压。 　　美国国内其它的研究人员在此领域的研究集中在通信和信号处理技术，海军实验室所做的研究工作将在这些领域也提供参考。琼斯表示，海军实验室希望能利用最紧凑的激光发生器产生尽可能强的声源。

2016年11月9日-11日，第四届上海国际海洋技术与工程设备展览会（OI China）在上海跨国采购会展中心顺利举行，展会吸引了来自20余个国家近200家参展商参展，共计5000余位业内人士莅临现场参观。应主办方励展博览集团邀请，上海奕枫仪器设备有限公司参展了OI China 2016。通过展示国内顶尖技术和设备，OI China致力于成为亚洲地区最具专业性的海洋科技展览会，旨在推动中国、亚洲乃至全球在海洋资源开发利用、海洋生态环境保护、海洋石油天然气勘探、海洋工程及海洋监测等领域的学术研究、信息交流和国际合作。在OI China 2016期间，上海奕枫仪器设备有限公司展出了Maritime海事监测、固有光学特性测量IOP系统、海洋表观光学、海洋水下拖车、深海水质测量传感器、声学换能器、水下气体测量传感器、水下声学测量系统、水质参数测量传感器、水中溶解气体测量系统、无人监测船、溢油监测系统、藻类荧光测量系统等众多海洋仪器设备。此外，奕枫仪器现场展出的AquaRead AP-7000水质多参数分析仪、Trios RAMSES水下高光谱仪和HydroScat-6P后向散射测量仪也备受业内人士关注。奕枫仪器设备致力于为中国海洋生态环境保护、海洋工程和海洋监测等相关领域提供便捷、先进的仪器设备。展会期间，广大新老客户莅临奕枫仪器展台，与公司技术人员进行了深入的技术探讨和交流，奕枫仪器海洋监测设备受到了业内人士的一致好评。

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近日，中关村材料试验技术联盟发布公告，中国材料与试验团体标准委员会（CSTM标准委员会）批准发布T/CSTM 00349-2022《非金属矿实验室选矿试验作业规范》团体标准。该团体标准规定了与非金属矿实验室选矿试验作业相关的方法原理、设备、仪器、药剂、样品采集、试样制备、破碎及粒度分析、工艺矿物学试验、磨矿试验、擦洗（捣浆）/脱泥（分级）试验、水力分级试验、重选试验、磁选试验、浮选试验、化学提纯试验、色选试验、试验方法选择、数据处理、安全要求等。在仪器、设备部分，对X 射线衍射仪、体视显微镜、偏光显微镜、扫描电镜、ICP 电感耦合等离子发射光谱仪、激光粒度仪、颚式破碎机、球磨机、电子秤、电热鼓风干燥箱等提出要求。标准信息标准状态现行标准编号T/CSTM 00349—2022中文标题非金属矿实验室选矿试验作业规范英文标题Specification for mineral dressing test in non-metallic ore laboratory国际标准分类号73.080中国标准分类号Q 69国民经济分类C309 石墨及其他非金属矿物制品制造发布日期2022年04月07日实施日期2022年07月07日起草人吴建新、钱潜、张武艺、张红林、金成国、吴玉梅、李佳、郑长文、李佩悦、尹国亮、张乾伟、周志强。起草单位中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司、厦门欣意盛新材料科技有限公司、咸阳非金属矿研究设计院有限公司、宜宾学院。主要技术内容本文件规定了与非金属矿实验室选矿试验作业相关的方法原理、设备、仪器、药剂、样品采集、试样制备、破碎及粒度分析、工艺矿物学试验、磨矿试验、擦洗（捣浆）/脱泥（分级）试验、水力分级试验、重选试验、磁选试验、浮选试验、化学提纯试验、色选试验、试验方法选择、数据处理、安全要求。本文件适用于各种非金属矿实验室选矿试验，包括可选性及流程试验研究。是否包含专利信息否标准文本文本下载链接https://www.instrument.com.cn/download/shtml/1082081.shtml

黏附材料在工程材料领域有非常重要的应用，然而在高强度、高湿度（水下）的应用环境中（渔船、游船、划艇、潜艇等），水分子极易破坏胶黏剂的黏合界面，导致功能失效。市面上现有的大多数胶黏剂水下黏附强度低、耐水性弱，无法满足长期的水下应用需求。因此，开发具有较强界面黏合力、耐水性和机械耐受性的黏附剂是工程应用和技术领域的挑战之一。 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室周峰研究员团队与兰州大学梁永民教授团队合作，基于分子链软硬片段设计制备了一种具有优异水下黏附性、耐水性和机械耐受性的湿黏附材料（SRAD）。 研究成果以“Molecular Engineering Super-Robust Dry/Wet Adhesive with Strong Interface Bonding and Excellent Mechanical Tolerance”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces上，兰州大学高璐瑶博士为论文第一作者，兰州大学梁永民教授，兰州化物所麻拴红副研究员和马延飞助理研究员为通讯作者。 图1 高性能黏附胶SRAD的设计理念研究人员通过在高分子聚合物中引入黏附功能组分，并协同考虑聚合物网络柔性与刚性之间的平衡，最终获得黏附力和内聚力适配的高分子黏附材料。该黏附胶表现出优异的黏附性能，包括强大的界面黏合性，在金属、合金、塑料、木材和陶瓷等各种基材上均具有较高的黏合强度（干态max：7.66 MPa，湿态max：2.78 MPa）；高耐水性，在水中浸泡半年后仍具有稳健的黏合强度（2.11 MPa）；强机械耐受性，静态浸入水中180天后的胶黏剂@Al(在铝基底上进行的黏附)可承受30N负荷下的30次机械加载-卸载循环。 图2 SRAD的黏合强度随水下存放时间的变化图3 SRAD在多种基材的干/湿黏合强度图4 SRAD的黏合强度测试在高分子黏附胶中，分子链片段的柔性和刚性占比对其黏附性能具有重要的影响，极大地控制着界面黏附力和内聚力的适配性，进而决定高分子黏附材料的黏附强度、耐水性和机械耐受性。研究人员通过协调分子网络柔性和刚性之间的平衡，设计制备了一种新型超级黏附胶，在陶瓷、木材、塑料和金属的各种基材上呈现出高的黏合强度（~7.66 MPa）；在高速流体剪切、静态负载和动态机械微动等恶劣环境下，表现出强大而持久的黏附性能，该研究为发展新型高性能黏附材料提供了一定的指导。 以上工作得到了国家自然科学基金、中科院战略性先导科技专项、山东省自然科学基金、中科院青促会和中科院特别研究助理项目等的支持。

行走在位于青岛蓝色硅谷核心区的青岛海洋科学与技术国家实验室，绿树、碧草、湖水相映成趣，12栋独立的现代科研建筑散落其中。“海洋国家实验室是2015年10月底启用的，总占地640亩，总建筑面积15万平方米。目前已成立了海洋动力过程与气候等8个功能实验室，启动了高性能科学计算与系统仿真等大型科研平台建设。”实验室主任吴立新院士对记者表示，在未来5到10年内，要将青岛海洋科学与技术国家实验室建成与斯克利普斯海洋研究所、伍兹霍尔海洋研究所等全球一流的海洋研究室比肩的世界海洋研究中心。　　打造像青岛海洋科学与技术国家实验室这样的海洋科技高地，彰显了青岛市着力打造海洋科技城、实现蓝色引领的决心。作为我国老牌的海洋科研城，青岛市拥有28家以海洋科研与教育为主的机构，拥有各类海洋人才15000人 建有海洋科学观测台站11处，拥有各类海洋科学考察船20余艘。近年来，青岛市通过着力完善海洋科技创新体系，推动海洋科技转型升级，有力发挥了对蓝色经济的引领和支撑作用。　　搭建国家级海洋科技创新平台　　“瞄准国家建设海洋强国重大战略需求，建设海洋领域国家重大科技创新平台，凝聚一批国家级创新团队，是我们打造海洋科技城的重要路径之一。”青岛市科技局局长姜波告诉记者，海洋国家实验室基础建设总投资13亿元，未来3年，山东省、青岛市还将投入10亿元经费，支持海洋国家实验室用于仪器设备采购、科研团队建设等，推动实现可持续发展。“目前已经确定了海洋动力过程与气候变化、海洋生命过程与资源利用、海底过程与油气资源、海洋生态环境演变与保护、深远海和极地极端环境与战略资源、海洋技术与装备的重点研究方向。”　　距青岛海洋国家实验室只有几公里远的海边，另外一个国家重大科技创新平台——国家深海基地建设也已于2015年3月份启动。在位于青岛即墨市鳌山湾畔的国家深海基地，记者看到项目一期的工程码头、车间、厂房、水池都已启用。　　国家深海基地管理中心主任于洪军介绍，国家深海基地是继俄罗斯、美国、法国和日本之后的世界上第5个深海技术支撑基地，码头可同时停泊两艘6000吨级的海洋科考船，并具有超强的抗风浪性能。除码头外，还建有“蛟龙号”的实验水池和维护维修车间，具备“蛟龙号”试验和维护的条件。“作为‘蛟龙号’深潜器的母港，国家深海基地具备水下勘查作业、装备研发及应用、水下监视与安全、水下运载器深潜作业、水下工程装置布放维护、水下救捞打捞等业务能力，还主要承担深海科学考察、资源勘查和环境观测，深海技术与装备研发和海试等任务，是我国目前唯一的国家级深海科学技术综合性研究机构和支撑保障平台。”于洪军说。　　构建海洋工程装备创新体系　　在搭建国家级海洋科技创新平台基础上，青岛市又瞄准全球海洋高端产业，大力引进新建一批高端研发机构，增强海洋科技发展持续竞争力。　　走进位于青岛西海岸的中船重工厂区，塔吊林立，各类大型海上装备齐全。深入采访会发现，其科研力量更是令人惊叹。　　目前，中船重工集团在青岛已经布局建设了与船舶与海工装备配套相关710所、712所、716所、702所等8个研究所，成为青岛市海洋工程装备研发创新的主力军。2014年9月，中船重工集团又与青岛签署了合作协议，总投资70亿元，力争用3到5年的时间，建设青岛海工装备科技城和研究院。重点围绕海洋资源开发装备、海洋环境监测系统等，开展海洋水文气象观测设备等海洋装备关键技术和产品的研发、转化、实验、服务和产业化，建成综合实力强、专业特色明显、部分专业具有国际影响力的海洋装备研发及产业化基地。　　在青岛，这样的海工装备高端研发机构不止一家。“我们前不久刚引进了天津大学海洋技术研究院，他们将设立12个与海工装备相关的研究所。”姜波告诉记者。　　据了解，青岛还引进了TSC天时海洋工程及石油装备研究院(青岛)有限公司、克瓦纳海工(青岛)工程技术有限公司等项目，该项目由海洋石油(青岛)有限公司与克瓦纳公司强强联合、合资成立，将重点进行深水海洋工程装备的高端产品开发，为海洋油气资源开发工程提供可行性分析、概念设计、工程总包、国际采办等服务。“这对优化青岛市海工装备产业结构，促进产业转型升级，提升海工设计能力、项目管理能力和国际市场开拓能力具有重要意义。”姜波说。　　同时，青岛市还搭建了船舶与海工装备创新平台：依托国家深海基地管理中心，建设了深海技术装备研发公共服务平台 依托质检局检测中心，建设了海洋设备检验检测公共研发服务平台 依托青岛海洋仪器仪表研究所，建设了中乌特种船舶研发设计公共服务平台。“通过实施青岛市自主创新重大专项，重点支持712所的船用电力推进系统研发及产业化项目，725所的船用压载水装置的研发及产业化项目等，使青岛在船用电力推进系统、船用压载水、海洋石油钻井平台总包设计等领域处于领先水平。”姜波说。　　海洋技术创新领跑全国　　以科技创新为基础，日前青岛市印发了《青岛市“海洋+”发展规划(2015-2020)》，提出到2020年，重点完成海洋+新模式、海洋+新业态、海洋+新产业、海洋+新技术、海洋+新空间、海洋+新载体六大任务。　　其中关于海洋科技创新的目标为：到2020年，海洋科技自主创新建设取得明显成效，新引进和建设海洋高端研发机构20家，总数达到40家。海洋科技服务能力大幅度提升，海洋特色创客蓬勃发展，培育海洋领域科技型中小企业500家以上，海洋高新技术产业产值占海洋经济总产值的比重达到45%，海洋科技人才占全市的比重达到65%以上。　　事实上，青岛海洋科技创新已经形成了万马奔腾的趋势。除了海洋科研院所、新引进的科研机构和海洋科技型企业在海洋科技创新方面不断发力，一些传统企业也开始向海洋科技领域进发。　　传统酒类生产企业青岛琅琊台集团就是其中一例。日前，记者在琅琊台集团下属企业——青岛科源海洋生物有限公司研发车间看到，科研人员正在为海洋微藻DHA产品的相关指标数据分析而忙碌，公司高级工程师徐建春说：“这种产品对宝宝的智力和视力发育至关重要，产品附加值很高，目前已和国内知名的奶粉生产企业展开合作。”琅琊台集团已经成功转型为海洋科技型企业，成为国家863计划、国家海洋生物高技术产业化、山东半岛蓝色经济区重点产业项目承担实施单位，并建成了世界最大的衣康酸研发生产基地和国内最大的海洋微藻DHA、异麦芽酮糖研发生产基地。

水下智能检查机器人 　　近日，由中科院光电技术研究所自行研制的多功能水下智能检查机器人通过了专家组鉴定。专家组认为该机器人各项性能指标均达到预期目标，在水下动密封技术、水下姿态检测、多传感器信息融合、图像识别、水下测量等关键技术上达到了国内领先水平。 　　水下智能检查机器人是在中科院“西部之光”资金及所专项资金的大力支持下，由光电所四室科研团队历时2年完成。与其他水下智能机器人不同的是，光电所研制的智能检查机器人可以在水下高辐射环境中，从事核电水下探测、堤坝检查、管道检测、异物水下打捞等工作。目前，光电所四室已先后为秦山核电有限公司、中国核动力设计研究院、广东核电集团等多家单位提供了定制设备，产品应用后受到了用户的一致好评。 　　水下智能检查机器人的成功研制填补了国内核电智能机器人的空白，也为光电所承担的2013年国家973计划“核电站紧急救灾机器人的基础科学问题”积累了丰富的前期研发经验。 产品化的机器人检查设备

近期，中国科学院半导体研究所研发的“水睛”水下高分辨率环视摄像机完成了针对水下礁盘的摸底海试工作。海洋观测是开发海洋资源、保护海洋生态的关键技术，受到全球的关注，但是目前海洋生物群落及环境变化监测技术仍无法满足海洋大时空数据获取的需求，特别是深海。光学成像技术可提供高分辨率、符合人眼视觉特征的图像，但是在保障高分辨率的前提下存在视场小的问题，难以实现大范围的海底详查的需求。针对此种情况，半导体所周燕、王新伟及其科研团队研制了水下高分辨率环视摄像机“水睛”，可实现水下高分辨率大视角的光学成像，具备180°下视走航观测和360°原位环视观测两种模式（图1）。本次海试中，“水睛”搭载半导体所海面移动光学试验平台“冲浪者”号（图2），在约1000平方米海域进行了水下高分辨观测，完成了海上走航式观测、定点原位观测等摸底性观测试验，验证了设备具备5900万像素下良好的实时彩色成像功能。图1 水下环视摄像机的下视及环视工作模式（上图下视模式，下图环视模式）图2 搭载冲浪者号走航式观测过程中的“水睛”摄像机此次海试，研究人员利用水下摄像机多次完成了礁盘生态系统的观测，拍摄了大量的珊瑚、海星、贝类、鱼类等，形成了水下光学彩色图像库（图3），可用于海洋光学图像处理、目标识别等算法研究。图3海域美丽的珊瑚、鱼类、海星、砗磲等除珊瑚及鱼类等生物要素外，本次海试中，在海底还发现了生物附着的碗和盘子各一只（图4）。图4 生物附着的盘子和碗此次海试由半导体所和南开大学共同组织完成，除“水睛”摄像机外，还利用多参量海洋水体测量系统完成了海洋温盐深、核素、水体光学衰减系数等海洋水体多物理化学参量采集。相关工作得到了南方海洋实验室、中科院青促会项目的经费支持。 图5 项目团队及设备在海试现场

可穿戴传感器可以通过非侵入的方式捕捉人体的各种信号并转化为可识别的电信号，从而达到实时监测的目的，在健康管理等领域展现出了重要价值。相比于传统的刚性可穿戴传感器，由导电凝胶等软材料构建的皮肤式可穿戴传感器能与动态皮肤形成紧密的共型结构，提高传感器的传感准确性和稳定性，甚至实现对人体运动状态的实时感知。 　　尽管基于导电凝胶的可穿戴传感器研究已经取得巨大进展，并广泛应用于动作监测、健康管理、表情和声音识别、人机交互等诸多领域，但由于导电凝胶在水环境中存在吸水溶胀、导电组分流失、粘附性能衰退等问题，限制了其在水下探索等领域的应用与发展。近年来，通过对导电凝胶进行耐水性能的设计，研究人员实现了导电凝胶基可穿戴传感器的水下传感领域的应用，促进了该领域的研究快速发展 　　近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料团队陈涛研究员、肖鹏副研究员和魏俊杰博士基于在耐水导电高分子凝胶的构筑及其水下传感方面的研究基础，在Advanced Materials上发表题为“Water-Resistant Conductive Gels Toward Underwater Wearable Sensing”的综述文章(Adv. Mater. 2023, DOI: 10.1002/adma.202211758)。 　　在该综述中，作者首先对提高导电凝胶耐水性的方法进行了总结，归纳提出了封装设计、疏水网络结构和多重交联作用这三种耐水设计策略，并详细讨论了各种策略的耐水原理、具体设计方法以及存在的优缺点，从而为未来的耐水导电凝胶设计提供指导。随后对用于水下传感领域的耐水导电凝胶的多功能性质进行了介绍。除了水下稳定性之外，探讨了耐水导电凝胶的拉伸性质、水下粘附性质、水下自修复性质、可回收性质和3D打印性等性质对导电凝胶基水下可穿戴传感器的传感性能和制造加工工艺的影响，并重点讨论了这些性质的优化改善方法。此外，对现有耐水导电凝胶在水下传感领域的具体应用方向进行了汇总，着重总结了耐水导电凝胶在水下运动感知、水下健康监测、水下通讯、水环境分析几个方向的研究进展，并分析了耐水导电凝胶在这些应用中存在的不足，为未来的水下传感研究指明了方向。 　　尽管导电凝胶的耐水设计和传下传感研究已经取得了一定的成果，但该领域的发展尚处于起步阶段，仍然存在一些问题和挑战亟需解决。导电凝胶在水环境中的传感性能与陆上性能有着明显差异，相关的水下传感机制和传感模型有待进一步阐明；耐水导电凝胶的水下稳定性和水下传感性能测试还没有标准的方法，亟需建立统一的检测方法进行有效对比和评估；在耐水导电凝胶和水下可穿戴传感器的多功能设计上需要进一步努力，例如实现基于变色功能的可视化感知、基于自清洁功能的抗污能力和基于生物可降解的环境友好等。 　　为了满足耐水导电凝胶基水下可穿戴传感器的实际应用需求，需要进一步发展与水下可穿戴传感器匹配的无线传输技术和自供能技术；如何实现多感知功能和多技术模块在水下凝胶传感系统中的一体化集成，尤其是如何实现“软”凝胶材料与“硬”电子元件的稳定界面结合依然是该领域需要面临的一个重要挑战。 　　该论文得到了国家自然科学基金(51773215)、中国博士后科学基金(2021M690157、2022T150668)、宁波市自然科学基金(2121J206)、国家重点研发计划项目(2022YFC2805204、2022YFC2805202)等项目的支持。耐水导电凝胶的设计策略与水下传感应用 　　(中科院海洋新材料与应用技术重点实验室 魏俊杰)

英国科学家首次展示了一种新型激光雷达系统，其使用量子探测技术在水下获取3D图像。该系统拥有极高的灵敏度，即便在水下极低的光线条件下也能捕获详细信息，可用于检查水下风电场电缆和涡轮机等设备的水下结构，也可用于监测或勘测水下考古遗址，以及用于安全和防御等领域。相关研究论文刊发于4日出版的《光学快报》杂志。　　在水下实时获取物体的3D图像极具挑战性，因为水中的任何粒子都会散射光并使图像失真。基于量子的单光子探测技术具有极高的穿透力，即使在弱光条件下也能工作。在最新研究中，研究人员设计了一个激光雷达系统，该系统使用绿色脉冲激光源来照亮目标场景。反射的脉冲照明由单光子探测器阵列检测，这一方法使超快的低光检测成为可能，并在光子匮乏的环境（如高度衰减的水）中大幅减少测量时间。　　激光雷达系统通过测量飞行时间（激光从目标物体反射并返回系统接收器所需的时间）来创建图像。通过皮秒计时分辨率测量飞行时间，研究人员可以解析目标的毫米细节。最新方法还能区分目标反射的光子和水中颗粒反射的光子，使其特别适合在高度浑浊的水中进行3D成像。他们还开发了专门用于在高散射条件下成像的算法，并将其与图形处理单元硬件结合使用。在3种不同浊度水平下的实验表明，在3米距离的受控高散射场景中，3D成像取得了成功。

p style=" line-height: 1.75em " 　　此时此刻某个水源的水质情况如何?可以不需要原来的取样、化验、分析滞后的书面报告了，有关部门和关注水质情况的人们只要登录电脑，或打开手机APP就能实时得到有效数据。4月16日，国内第一个水下观测网水质在线监测系统通过鉴定。据悉，这项新技术打破了国际垄断，填补了国内空白。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　据介绍，提供这项高新技术的是中天科技海缆有限公司四名博士组成的专家团队，他们联合浙江大学的专家教授经过较长时间的攻关，终于成功地应用于长江流域的水下观测水质在线监测。据郭朝阳博士介绍，这项系统技术应用起来十分方便，提供的监测数据具有实时、稳定、连续、可靠的优越。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　由于世界性水危机，地表水和地下水都遭到了不同程度的污染，水质日益恶化，于是人们对水质监测的神经特别敏感。一项水质报告显示，中国29个重点城市中，只有15个城市中的20项饮用水指标全部合格，约占抽检城市的52% 而14个城市存在一项或多项指标不合格。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　据了解，长期以来，我国对水质监测方式停留在传统取样和浮标监测，实时性和可靠性低，而且不能够真正达到原位监测的目的，较为先进的监测系统基本都依赖进口。而中天科技海缆研发的水下观测网集成多种声学、图像、物理、化学、生物等传感观测设备，布设在重要水源底部，进行长期连续、实时、原位观测，并能将原始数据和解算后的参数信息发送至各种信息终端，对饮用水安全和水环境保护有重要的民生价值。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　中天科技海缆总经理薛建凌表示，开发具有民生和经济价值的水下观测网水质在线监测系统，对饮用水安全进行全方位的检测和预警，不仅具有重要的社会意义，也为公司提供了新的利润增长点，并能够带动海光缆，海工器件等配套产品的生产和销售，具有良好的市场前景。 /p p style=" line-height: 1.75em " 　　该项目组织者杨华勇博士表示，这一系统的研制成功，有效提高监测参数的原位性、实时性和可靠性，同时也为其它应用场合，包括海洋观测、水质水文研究等提供了基础研制条件，将为我国饮用水源监测在内的环保领域的发展提供有力的保障。 /p p br/ /p

小型反应釜除了食物、生物科技行业中大量应用外，还广泛应用于冶金、医药、农药、染料、化学工业多种多工程中，为我们的社会带来了很大便利。但是，小型反应釜和搅拌罐的区别在哪呢?我们为大家详细介绍下：　　小型反应釜和搅拌罐的区别在哪　　1、小型反应釜上盖为封头 搅拌罐上盖常为平盖，可半开，很少是封头形式。　　2、加热设备：小型反应釜需加热夹套，或盘管加热与冷却，即介质的搅拌与混合进程是在温度的伴随下完成反应的 而搅拌罐一般只作为单纯的搅拌混合设备，不参加反应的过程就不需加热。　　3、制作成本：搅拌罐的结构比反应釜简单，直接表现于制作成本上，所以相同规格的小型反应釜价格也高于搅拌罐。　　4、密封功能：小型反应釜一般要在抽真空或是在一定压力下作业，要装机械密封能力达到要求 搅拌罐则多数是常压上开盖款式，不带机械密封。　　5、观察物料的方法：小型反应釜是经过视镜查询釜内物料的混合状况 搅拌罐经过上平盖或人孔观察，可观察范围大于反应釜的视镜。　　总体来说，搅拌罐与小型反应釜在外形结构上类似，都能对物料进行加热、搅拌、保温，安装方法也一样，在生产线上都能用于液体、液固的混合。但不锈钢搅拌罐的种类较多，有单层搅拌罐、双层搅拌罐、保温搅拌罐、真空型搅拌罐、压力型搅拌罐，小型反应釜大多数指需抽真空或是在一定压力下作业的罐体，所以反应釜可以是搅拌罐的一种。

3月14日，由中国计量科学研究院(以下简称“中国计量院”)牵头承担的国家重点研发计划“国家质量基础设施体系”重点专项(以下简称“NQI专项”)“水下探测网与目标感知量值溯源关键技术研究”项目实施方案论证会在中国计量院昌平院区召开。中国计量院副院长杨平及相关部门负责人、项目和课题负责人、各承担单位代表共40余人参加会议。中国工程院院士杨德森、崂山国家实验室副主任刘保华、中国船舶集团有限公司第七〇七研究所副总工杨晔等7位项目领域专家，与来自哈尔滨工业大学的项目责任专家刘俭教授，共8位专家组成项目咨询专家组对实施方案进行论证。会上，项目负责人、中国计量院副院长杨平从项目背景与目标、主要研究内容、技术路线及预期成果等方面汇报了项目的总体情况。来自中国计量院、清华大学、中国计量大学等单位的课题负责人详细介绍了各课题的具体任务及实施方案。项目咨询专家组成员听取了项目和各课题的详细汇报，对项目研究的必要性给予充分肯定，论证了项目实施方案的可行性，并从各自专业角度为项目及课题实施提出了建设性意见，同意通过实施方案论证评审。中国计量院相关部门负责人介绍了项目管理和经费管理的制度办法。据项目负责人杨平介绍，海洋中温度、水色、声压、磁力与重力等参数及其分布场的准确测量，是开展海洋科学研究、气候预报与环境保护、导航与目标识别的重要保障。随着多尺度、多参数、全天候水下探测网的建设，对关键参数的测量能力、探测网的校准能力，难以满足海洋精准测量、水下探测网在线/原位校准需要，响我国海洋开发治理和海洋安全。项目面向海洋水下探测与目标感知对海洋关键参数精准测量及量值溯源的迫切需求，通过开展相关参量的高准确度量值复现新方法研究，研制高稳定性传递标准器与装置，构建集多参数的水下校准平台，在典型水下探测网、海上试验场开展在线/原位校准与现场评价示范应用，解决海洋相关传感器、仪器及水下探测网的在线/原位校准问题。项目完成后，将形成海洋温、光、声、磁、重力等关键参数的精密测量能力、以及水下探测网/标准场的原位校准能力，为提高海洋探测与目标感知精准度提供质量基础保障，服务海洋基础科学研究与海洋装备产业发展。

科学家估计，超过95%的地球海洋从未被观测到过，而为水下摄像机长时间供电成本太高，阻碍了对海底的广泛探索。美国麻省理工学院（MIT）研究人员开发出一种声波驱动的无电池无线水下相机，为解决这一问题迈出了重要一步。该相机的能效比其他海底相机高出约10万倍，即使在黑暗的水下环境中，也能拍摄彩色照片，并通过水无线传输图像数据。研究论文发表在最近的《自然通讯》上。　　该相机的自主摄像头由声波驱动。它能将穿过水的声波的机械能转化为电能，为其成像和通信设备提供动力。在捕获和编码图像数据后，相机还使用声波将数据传输到重建图像的接收器。因为它不需要电源，所以相机可在探索海洋之前连续运行数周，使科学家能够在海洋的偏远地区寻找新物种。它还可通过拍摄监测海洋污染情况或水产养殖场鱼类的健康和生长。　　团队成员称，这款相机最令人兴奋的应用之一是气候监测。科学家正在建立气候模型，但缺少来自95%以上海洋的数据。这项技术可以帮助他们建立更准确的气候模型，更好地了解气候变化如何影响海底世界。　　为制造可长时间自主运行的相机，研究人员需要一种可在水下单独收集能量而自身功耗很少的设备。相机使用由压电材料制成的传感器获取能量以及超低功耗成像传感器，即使图像看起来黑白相间，红色、绿色和蓝色的光也会反射在每张照片的白色部分。图像数据在后处理中合并时，就可重建彩色图像。　　研究人员在几种水下环境中测试了相机。在其中一次，他们捕捉了漂浮在新罕布什尔州池塘中的塑料瓶的彩色图像。他们还能拍摄出高质量的非洲海星照片，照片中甚至连沿着海星手臂的微小结节清晰可见。该设备还有效地在一周的黑暗环境中反复对水下植物进行成像，以监测其生长情况。

近年来，随着水生态环境工作要求及“全面推行河长制”等政策落实，对水环境监测的需求越来越大，加强水环境的管理建设和水污染防治行动越发重要。　　传统的水环境监测，主要靠工作人员现场采水样，带回实验室检测分析。工作量大，周期长，效率较低，且无法连续实时覆盖水体。　　如今，这些难题被无人船一一破解，堪称“水下医生”的它开启了水环境监测新征程，以其智能走航、环境感知、移动物联等科技手段，实现了时空高覆盖，为水环境精准化监管提供了技术支撑。在水污染防治及水生态保护修复治理中发挥了重要作用。　　无人船适用范围比较广泛，可用于水质全自动在线监测、水质自动采样、水下环境探测、航道走航等多个领域。　　2021年11月29日，山东青岛市水质采样环境应急监测无人船投入使用，设备可完成远程操控、自动采样、自动返航、自动监测、无线实时展现数据等功能。与传统人工监测相比，此款无人船3分钟不到就能完成一个断面的走航监测，工作效率提高。这也标志着无人船在水质环境监测能力再上新台阶。　　11月18日，浙江舟山市搭载“水环境巡航监测系统”的“无人船”完成试航，主要用于河道水质摸排、入河排污口排查、水质日常监测、应急监测等，对水中的pH值、溶解氧、氨氮、总磷、高锰酸盐等指数可同时监测。　　9月6日，浙江宁波市在溪下水库投入使用5G无人船，通过5G技术实现自动走航，船上搭载着水质监测传感器、专业声呐、高清摄像头、警示灯、高音喇叭等智能设备，可实现自动巡航、水质信息采集与监测等功能。5G无人船的使用也推进了宁波“智慧溪下水库”建设工作，进一步实现水质监测智治。 8月中旬，海洋牧场养殖观测无人船在山东威海市德明海洋牧场交付使用，也推动了当地智慧海洋牧场和透明海洋的发展。该无人船可自主规划路线，自主航行，搭载水下机器人，实现水下画面实时传输，轻松观看海洋生物水下情况。　　3月初，为进一步摸清水生态环境质量状况，浙江杭州市富春江渔山断面开展无人船走航监测。使用无人船搭载水质五参数及流动注射分析仪，开展全水域走航监测，助力富春江水质“体检”智慧化、精准化。　　1月26日，江苏扬州市采用新一代无人监测船对瘦西湖周边支流水质状况进行高密度监测，改变了过去依靠“人工采样-实验室分析”和岸边自动站点的传统监测模式。水体无人监测船的正式投入运行，将为扬州水环境质量的改善提升发挥积极支撑作用，并为全国的水环境治理贡献“扬州样本”和“江苏方案”。　　不论是无人监测船还是5G无人船，水质环境监测设备的创新之路已经打开。在全面打赢碧水保卫战的治理道路上，无人船装备一直提供着强有力的技术保障，在环保、海洋等领域的重要性日益凸显。

p 　　独有辐射屏蔽技术，可在水平方向360度旋转无盲区，即便在水下100米工作也依然稳定可靠……这套由中国科学院光电技术研究所研发的核级水下高分辨率耐辐射摄像系统，近期成功应用于国内各大核电基地。这标志着我国在该领域打破国外垄断，真正实现“中国造”。 /p p 　　此前，国内核电基地水下监测设备均采购国外产品。中国科学院光电技术研究所微电子装备总体研究室副主任冯常介绍说，这套系统由该所研究人员花费两年时间自主研发而成，专门在核环境下应用，从2015年起，被广泛应用于我国核电基地。 /p p 　　记者了解到，这套高分辨率耐辐射摄像系统IOE-CPR-M独有辐射屏蔽技术，可在5000Gy/h的剂量率条件下稳定工作100小时。同时，因采用高性能图像传感器，分辨率达200万像素，可输出1080P高清视频，在精密电机驱动下，任何速度下都能捕捉到无抖动的画面图像。 /p p 　　“该系统能够提高核燃料操作的安全性，确保燃料组件入堆后能长期安全运行。”冯常举例说，像在核电站大修堆芯换料过程中，可全方位监控水下燃料组件操作，以确保燃料正确就位 并对核燃料组件进行专项水下高清外观检查和测量，了解燃料组件的运行状况。此外，还可对核电站乏燃料水池及堆芯燃料组件进行最终安全检查，以确保燃料组件正确装载。 /p p 　　据了解，国内核电专家对此套系统在我国各核电基地大修过程中发挥的高性能、高可靠、高稳定的表现，提出一致肯定。 /p p br/ /p