CN109540174A - 基于海上试验场的多站点同型号海洋仪器设备的比对方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于海上试验场的多站点同型号海洋仪器设备的比对方法，包括：各站点仪器设备采集数据、各站点数据分类汇总以及分类数据对应比对和综合比对；通过分类数据比对，有效判断仪器设备测量数据的准确性和仪器设备是否正常工作，体现测量仪器设备对不同站点的环境适应性，促进多站点海洋仪器设备公共检测试验场的发展，有利于协助近海环境监测网传感器维护和更新，解决单一海域试验场无法完成的检测内容，尤其针对长江口海域泥沙含量高、咸淡水相交的海域提供权威可信的检测结果。
Description
技术领域
本发明涉及海上试验场仪器设备的检测方法，具体说是一种基于海上试验场的多站点同型号海洋仪器设备的比对方法，适其主要用于海上试验场仪器设备的检测和比对。
背景技术
目前，由于能够反映复杂海况的试验场和测试平台缺乏，很多海洋监测仪器设备都没有实现定型，导致不能进入市场，形成国家一次次投入，成果一次次获奖，技术一次次束之高阁的局面。与其它海域相比，长江口及其附近海域咸淡水相交，泥沙含量大，营养盐丰富导致生物附着物生长能力强，复杂的海况导致很多现有设备达不到使用要求，必须进行严格测试。目前，常规海洋仪器设备测试场一般只有一个监测海域，工作方法相对单一，有一定国家标准体系予以支撑，但是仪器设备的检测结果权威性不足。另外，由于多站点检测试验场还未有成熟的运作经验，需要从传感器等海洋仪器设备的准确性、稳定性、环境适应性等方面出发进行相关检测方法深入研究，除了单台设备在测试平台进行常规检测外，为更好的评估某一仪器设备的性能，减少偶然性，需要进行仪器设备比对研究。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于海上试验场的多站点同型号海洋仪器设备的比对方法，解决单一海域试验场无法完成的检测内容，针对长江口海域泥沙含量高、咸淡水相交的海域提供权威可信的检测结果。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
基于海上试验场的多站点同型号海洋仪器设备的比对方法，所述比对方法包括以下步骤：
步骤1，各站点仪器设备采集数据；
步骤2，步骤1中各站点数据分类汇总；
步骤3，对步骤2分类的数据进行对应比对和综合比对；其中，
所述步骤1包括以下子步骤：
步骤1.1，传感器采集水质水文参数数据，每天11时记录，整点前3min平均采集3次数据，经误差处理后计算样本数据的平均值，用整点前3min的平均值作为该整点的采集数据，记录下当时温度；
步骤1.2，摄像头拍照观测传感器的污损生物生长和腐蚀情况，图片像素为1080*720，每隔三天记录一次，每次11时拍照，连拍三张，其中挑选一张最清楚的图像作为该整点的采集图像，记录下当时温度；
所述步骤2包括以下子步骤：
步骤2.1，将各站点采集的水质水文参数数据和包含污损生物生长和腐蚀情况的图片信息分类汇总，按时间顺序做汇总表；
步骤2.2，将各站点标准的水质水文参数数据分类添加到上述汇总表中；
所述步骤3包括以下子步骤：
步骤3.1，将汇总的水质水文参数数据与标准的水质水文参数数据进行对应比对；将汇总的包含污损生物生长和腐蚀情况的图片信息进行比对，观测传感器的污损生物生长和腐蚀情况；
步骤3.2，将汇总的水质水文参数数据与标准的水质水文参数数据进行综合比对；其中，当观测值在10个测量周期内与标准设备观测值之间偏差持续超过30％，认为测量仪器设备不能正常使用。
进一步地，所述的水质水文参数包括pH值、温度和盐度。
本发明的有益效果在于：通过将分类数据进行对应比对和综合比对，有效地判断仪器设备测量数据的准确性和仪器设备是否正常工作，体现测量仪器设备对不同站点的环境适应性，促进多站点海洋仪器设备公共检测试验场发展，有利于协助近海环境监测网传感器维护和更新，解决单一海域试验场无法完成的检测内容，尤其是针对长江口海域泥沙含量高、咸淡水相交的海域提供权威可信的检测结果。
附图说明
图1为本发明实施例中比对方法的流程示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此。
海上试验场的多站点同型号海洋仪器设备比对测量的准确度包括以下测试参数和设备情况：
1)污损生物附着、腐蚀的图像清晰度为720P，图片像素为1080*720。准确度与不同天气有关。
2)测量仪器水文和气象参数的单位和准确度主要依据GB/T14914-2006海滨观测规范，水质参数信息的单位和测量单位和准确度。
3)大部分测试仪器设备采用一个设备安装有多个测量电极，用于测量不同水质参数。在考虑设备是否损坏是对测量参数进行分析和比对，可以得出设备可连续正常工作使用时间(h)，设备观测值在10个测量周期内与标准设备观测值之间偏差持续超过30％，则认为测量仪器设备不能正常使用。
如图1所示，基于海上试验场的多站点同型号海洋仪器设备的比对方法包括：各站点仪器设备采集数据、各站点数据分类汇总和对分类数据进行对应比对和综合比对，具体为：
传感器采集PH值、温度、盐度等水质水文参数数据，每天11时记录，整点前3min平均采集3次数据，经误差处理后计算样本数据平均值，用整点前3min的平均值作为该整点的采集数据，记录当时温度。同时，摄像头拍照观测传感器污损生物生长和腐蚀情况，图片像素为1080*720，每隔三天记录一次，每次11时拍照，连拍三张，挑选一张最清楚的图像作为该整点的采集图像，记录当时温度。
再将各站点采集到的PH值、温度、盐度和图片等数据分类汇总，按时间顺序作出汇总表，将各站点标准的PH值、温度、盐度等数据分类添加到上述相应的汇总表中。
然后将汇总的PH值、温度、盐度与标准的PH值、温度、盐度进行对应比对，将汇总的图片信息进行比对，观测传感器污损生物生长和腐蚀情况；将汇总的PH值、温度、盐度与标准的PH值、温度、盐度进行综合比对，当设备观测值在10个测量周期内与标准设备观测值之间偏差持续超过30％，认为测量仪器设备不能正常使用。
针对位于长江口海域泥沙含量高、咸淡水相交的上海地区，依据GB/T14914-2006海滨观测规范布置安装海上试验场的多站点同型号海洋仪器设备，并进行数据测量和记录，然后用上述比对方法进行包括数据整理、挑选、处理以及比对处理，得出权威可信的检测结果，具体方法为：
依据GB/T14914-2006安装测量水文和气象参数的仪器设备，保证完全定位，设备、安装品台和其他设备之间无干涉，保证各自之间能够正常工作，还考虑设备在提升和下降的可靠性，在上升时摄像头能够完全拍摄到仪器设备生物附着和腐蚀情况，设备拍摄完成后把设备重新放入测试海水中，选用快拆接头对设备进行快速换接，便于设备清洗和拆卸。
安装结束后预运行调试，运行包括数据采样、设备提升和下降、摄像头拍摄、设备清洗和设备快速更换的情况，观察同型号仪器测量参数值与标准测量仪器参数值保持在允许容差之内。定期对设备进行维护和校准，直到仪器设备在校准后与规定校准值的偏差超过30％，在仪器设备记录簿记录海洋仪器设备无法正常工作，同时发送指令，通过远程控制提醒观测人员对无法正常工作的仪器设备进行更换处理。新安装仪器设备每旬应检查一次变动情况，若一个月后没发生变动，可改为每三个月检查一次，在夏季检查设备在高温下氧化、防雷、正常使用情况，在台风前后对仪器设备进行及时检查并作适当调整，必要情况下把设备拆卸下来等适宜条件下再进行安装调试工作。
依据GB/T14914-2006对气象和水文参数进行测量，待采样数值稳定后记录，整点前3min平均采集3次数据，经误差处理后计算样本数据平均值；用整点前3min的平均值作为该整点的采集数据。污损生物附着情况应于11时进行观测，在海水温度超过32℃时，每隔48小时观测一次，在海水温度低于4℃时，每隔96小时观测一次，正常水温情况下，每隔72小时进行观测，具体海水温度数据在观测记录簿备注栏内注明。腐蚀性每隔3日在11时进行观测，正常情况下腐蚀情况和污损生物附着情况的测量值在同一张图片信息上。
根据自动测试站采集的水质水文和气象参数，生成相应EXCEL表格，对数据进行处理，挑选和比对；把水质参数的每个数值同标准仪器测量值保存在一起，标准测量数据的表头做加粗处理，污损生物附着和腐蚀情况的图片信息和温度信息保存在一起。把每天同型号传感器测量同参数数据整理在一个表格中，在表格最后记录标准测量仪器的测量数据，便于后期数据比对，污损生物附着和腐蚀情况图像信息需要在三张图片中挑选一张最清楚图像，便于后面的污损生物生长和腐蚀情况分析。
把同型号的仪器测量数据同标准仪器的测量数据进行数学处理，计算出测量数据与标准数据的极差、偏差和方差，并结合仪器设备的正常使用时间对数据进行统计分析，同型号的仪器测量数据两两做差处理，并对做出结果进行统计分析。每天不同时间段的测量数据和同一时间段不同数据进行统计分析处理，分别得出仪器设备在不同时间段的数据变化特性和同一时间段数据适应性。同时，将上面挑选出来的图片根据测量时间先后顺序排列，观察生物附着情况，同时对污损生物种类和数量进行分析和记录，形成EXCEL表格。
通过分析比对测量仪器上的污损生物生长图，结合测量站点水质、水文和气象参数，以及污损生物种类和数量，比对观察生物附着和腐蚀的不同，在测量仪器设备生产时有针对性的对仪器进行保护。对数据处理结果进行分析，通过设定不同仪器设备损坏条件，对仪器设备测量数据的准确性和设备是否正常工作进行判断，作为评估设备正常使用寿命的参考指标。多站点同型号仪器设备的测量数据与标准仪器的比对主要体现测量仪器对不同站点的环境适应性。
Claims (2)
1.基于海上试验场的多站点同型号海洋仪器设备的比对方法，其特征在于，所述的比对方法包括以下步骤：
步骤1，各站点仪器设备采集数据；
步骤2，步骤1中各站点数据分类汇总；
步骤3，对步骤2分类数据进行对应比对和综合比对；其中，
所述步骤1包括以下子步骤：
步骤1.1，传感器采集水质水文参数数据，每天11时记录，整点前3min平均采集3次数据，经误差处理后计算样本数据的平均值，用整点前3min的平均值作为该整点的采集数据，记录当时温度；
步骤1.2，摄像头拍照观测传感器的污损生物生长和腐蚀情况，图片像素为1080*720，每隔三天记录一次，每次11时拍照，连拍三张，其中挑选一张图像作为该整点的采集图像，记录当时温度；
所述步骤2包括以下子步骤：
步骤2.1，将各站点采集的水质水文参数数据和包含污损生物生长和腐蚀情况的图片信息分类汇总，按时间顺序做汇总表；
步骤2.2，将各站点标准的水质水文参数数据分类添加到上述汇总表中；
所述步骤3包括以下子步骤：
步骤3.1，将汇总的水质水文参数数据与标准的水质水文参数数据进行对应比对；将汇总的包含污损生物生长和腐蚀情况的图片信息息进行比对，观测传感器的污损生物生长和腐蚀情况；
步骤3.2，将汇总的水质水文参数数据与标准的水质水文参数数据进行综合比对；其中，当观测值在10个测量周期内与标准设备观测值之间的偏差持续超过30％，认为测量仪器设备不能正常使用。
2.根据权利要求1所述的基于海上试验场的多站点同型号海洋仪器设备的比对方法，其特征在于，所述的水质水文参数包括pH值、温度和盐度。
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