什么是海洋在线监测技术？在线监测的对象是什么？难点在哪里？如果你不了解，那么请你关注微信公众号：海洋生态大讲堂。海洋在说话，您我来代言！
2016年9月4日，“海洋生态大讲堂”邀请青岛水德仪器有限公司张国豪总经理和国家海洋技术中心孙秀军博士开讲“海洋在线监测技术”系列（三）主题讲座“ 海洋在线监测系统的技术现状与发展趋势”，现将主要内容摘录如下，以飨读者。
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大海虽然为我们提供了丰富的食物和矿产，但是环境污染以及风暴潮等海洋环境的变化正在影响着海洋生物的栖息和繁衍，甚至危机着人们的生命。我国拥有18000多公里的海岸线以及约300万平方公里的管辖海域，采用高新技术对海洋进行全方位检测迫在眉睫。
我国政府把“海洋监测技术”列入国家863计划“九五”研究计划中，此技术作为国家863计划的一个主题，对推动我国海洋检测高技术的发展具有重大意义，“九五”期间投入1.2亿元海洋检测高技术研究经费，“十五”期间投入2.4亿元，“十一五”期间为了加强海洋监测高技术研究，更加大了投入。
海洋监测参数随着海洋环境检测技术的不断创新，目前主要有：
——水文气象参数：风速、流速、气温、波浪、流向、水温等；
——物理化学参数：pH值、有机物、溶剂氧、盐度等；
——营养物质和毒性参数：各种营养盐、重金属、核辐射等。
长期以来，在监测各种有毒有害物质时，主要通过现场取样分析或取样进行实验室化学分析方法，因此缺乏时效性。相对来说，水文气象参数，如风速、流速、气温、波浪、流向、水温等，是可以实现长期在线监测的。
本次讲座内容包括两大部分内容：
——海洋在线监测技术现状，包括平台系统（多要素监测）和传感器系统（单要素监测）；
——讨论，包括技术发展特点及其主要趋势、我国的技术差距及原因和努力方向。
目前，水文气象要素基本都可以国产化了，然而，ADCP测流还不能大规模使用。我们国产的水文气象要素传感器可以服务于我们的海洋监测，但技术上比欧美国家落后一些。
比如超声波气象站，体积小、功耗小，有需要优势，然而我国还没有在这方面有大的突破。ADCP实际上早就有产品了，比如中船重工715研究所沈冰坚和中科院声学所的徐立军等人就是研制这些仪器的。十年前，国家海洋技术中心的梁捷是最早开展 ADCP研究的几个人之一。
平台技术分为智能平台、移动平台、固定平台三大类。
1、几种智能平台
AUV，属于智能移动平台类。
水下滑翔机
波浪滑翔器
ROV，缆控水下观测机器人
智能平台还包括：
——Argo剖面浮标；
——表层漂流浮标；
——无人船；——海洋空间站。
海洋空间站，是一类新型的大型智能平台。
“海洋空间站”是由法国建筑师雅克·鲁热里设计的世界首座新型海洋科学考察船。与普通船不同，“海洋空间站”是“竖着”的船，大部分船身处于水下，远看就像一艘快要沉没的巨轮。这座未来的世界第一艘直立船有望为海洋科学家观察海洋生物带来革命性变化。
“海洋空间站”还只是一个原型，但建筑师罗格里认为，由他设计的这个国际海洋观测站将“扬帆启航”。现在比较流行的移动平台主要是FerryBox船载走航式多要素监测系统。
Ferrybox是欧盟资助的项目，旨在更好地在时间和空间角度了解水质。为了实现这一目标，欧洲8条航线的渡轮上安装了带流通池的水质测量系统采集水质数据。该数据集将提供一个全面的沿海水系统的源评估，并有助于水上运输和环境参数生态模型的发展。每个Ferrybox系统至少需要四核心传感器。四个核心传感器：温度，盐度，叶绿素和浊度，当然可根据用户需求配置其他传感器。
2、固定平台
主要包括：台站、锚系浮标、潜标、海床基。
二、传感器系统
分三个方面阐述：
——水质生态参数；
——海洋动力环境参数；
——海洋声学参数。
1、水质生态参数
（1）浮游动物
原位图像采集：德国iSiTEC公司LOKI浮游动物水下快速照相系统、日本SEA公司VPR浮游动物记录仪、法国HYDROPTIC公司UVP水下颗粒物和浮游动物图像原位采集系统。
（2）浮游植物
原位图像采集分析：荷兰CytoBuoy公司野外浮游植物流式细胞仪。
原位叶绿素监测：美国Turner公司10-AU叶绿素荧光仪，Cyclops7水下传感器。
原位生理分析：德国WALZ公司Diving-PAM水下调制荧光仪。
（3）底栖生物
原位图像采集：德国OKTOPUS公司C-EBS底栖撬网影像系统、德国iSiTEC公司OFOS海底观测系统。
（4）溶解氧
膜法：响应时间慢、需要经常校准、价格低，丹麦OxyGuard公司以及各多参数水质仪公司，美国Hach公司，美国YSI公司等；
光学法：响应时间快、免维护、耐压可到6000米、价格贵，挪威Aanderaa公司、日本JFE公司，美国Hach公司、美国YSI公司，德国Sea & Sun公司。
（5）pH
电极法，瑞士Hamilton公司、德国AMT公司。
（6）营养盐
湿化学法，美国Green Eyes公司，意大利SYSTEA公司。
（7）浊度
光学法，美国Seapoint公司。
（8）温度
铂金电极，国内技术比较成熟。
（9）电导率
7极铂环，美国Seabird公司，德国Sea & Sun公司。
（10）压力
压阻式，瑞士Keller公司。
（11）防生物污损技术
传感器清洁刷、铜网隔离、高压空气冲击、特殊材料涂层、紫外灯照射、化学试剂缓释、定时深潜高压处理、人工定期维护。
2、海洋动力环境参数
（1）海流计：
机械海流计：中国海洋大学仪器厂。
多普勒海流计：挪威Aanderaa公司、挪威Nortek公司、美国SonTek公司、美国TRDI公司。
（2）验潮仪
英国valeport公司、加拿大RBR公司、德国General Acoustics公司、瑞士Keller公司。
（3）湍流仪
德国Sea & Sun公司、加拿大Rockland公司。
3、海洋声学参数
目前主要通过温深仪，尤其是抛弃式温深仪进行监测。
微型低功耗自容温深传感器
微型低功耗自容温深传感器能够按照用户设定的时间周期，自动测量所处位置海水的温度与深度信息，并把测量结果保存下来。它采用了小型化、高精度前端传感器，测量精度高、稳定性好，能够适应于科学探测、海洋调查等多种应用场合。国家海洋技术中心研制。
传感器具有极低的功耗，按照设定的工作周期，传感器完成测量与存储，随后立即进入休眠状态。采用类似AA大小的锂电池，可以工作一年的时间（5s为采样周期）。传感器将测量的数据存储到内部的micro SD卡中，SD卡内建了FAT32文件系统，测量数据将以文件的形式保存在卡中。长期观测后，用户将卡拔出可以直接通过读卡器在计算机上进行数据的获取，非常便捷。对传感器所有的设置，均通过传感器内部的一个micro USB接口完成，用户只需要一根标准的Android数据线，链接传感器与计算机USB口即可。仪器具有钛合金外壳，具有超强的抗压抗腐蚀能力，保证传感器可以适应复杂的工作环境。
6000米船载高精度CTD剖面仪，参数包括温度、深度、电导率、盐度，采水器，根据需求搭载其它类型传感器。
该仪器是一个温、盐、深综合剖面测量平台。核心部件是高精度快速采样的深海CTD剖面仪，主要组成部件有甲板单元（或电池仓）和采水器及其它自选类型传感器组成。
走航式温盐深剖面快速测量仪（UCTD）
采用探头自重导流技术，钛合金封装的温度传感器、高精度压力传感器，水中下降速度4.5m/s，采样率16Hz，大尺度、快速观测，内置大容量存储器，探头重量4.0kg（空气中），内置可充电锂电池，可连续观测30个剖面，最大耐压15MPa。
走航式温盐深剖面快速测量仪（UCTD）可在船舶走航过程中测量海水温度、电导率和深度剖面数据，由甲板单元和测量探头组成，甲板单元用于测量探头的投放和回收，整机结构紧凑、便携。UCTD测量仪与传统CTD剖面测量设备相比，无需停航、剖面测量时间短，无需大型拖曳设备；与投弃式剖面测量仪器（XCTD）相比，精度更高，无需丢弃，降低了海洋调查成本。
感应传输CTD链是国家“863”计划支持研制，海洋公益性行业科研专项项目产品化成果。采用感应耦合原理，将多台CTD传感器任意部署在浮标、潜标等平台系留用塑包钢缆上，进行原位、实时测量和传输从海洋表面到2000m相应深度海水温度、电导率（盐度）数据。该系统独立供电，使用寿命1年以上（测量周期1h），可方便地搭载于浮标、潜标等多种载体进行海洋水文动力环境长时序、实时观测。
滑翔机专用 CTD，小型化、低功耗，用于唯一的自主国产运动平台。
适用于水下glider平台上集成使用的一款高性能CTD测量仪器，具有自重轻、流阻小、精度高、功耗低的特点。搭载glider平台可对2000m水深海水温度、电导率、深度进行连续测量与数据处理。
自容式温盐深测量仪
ARGO剖面浮标专用CTD
船载高精度多参数剖面仪
海洋浅表层抗污染CTD
从以上介绍可以看出，大部分海洋监测设备的底层技术掌握在欧美日这些国家手中，尤其是传感器技术，但是感到非常欣慰的是，国家海洋技术中心在温盐深仪（CTD）方面有突破性成果。
国内外的传感器都向着智能化、模块化以及网络化、小型化、自动化以及多功能化发展。化学和生物传感器是发展载体平台自动取样分析技术的关键。
国外海洋在线监测技术有以下特点：
（1）集成度越来越高，发展趋势：
每个参数单独测量：如溶解氧仪、pH计、盐度计、温度计；
一次测量4个参数（YSI ProPlus）
一次测量5-10个参数（YSI EXO2）
一次测量10个以上参数（生态浮标）
（2）移动越来越灵活，由定点固定测量向移动平台测量发展。
（3）监测越来越立体化，由单点测量向综合测量发展，如FerryBox锚系。
（4）监测数据越来越连续，由定时航次调查向台站、锚系浮标长期观测转变。
（5）越来越向原位监测发展，由实验室检测向现场采样检测向原位实时监测发展。
由于海洋仪器基本属于科学仪器范畴，技术复杂、市场面窄、批量小，加上国内元器件市场混乱，导致了国内海洋仪器缺乏竞争力。如果不从体制上进行解决，很难扭转我国目前海洋仪器仪表行业日渐衰退和产品没有竞争力的局面。
国内海洋仪器基本是研究所研制的产品，由于生产能力不足、企业技术素质和开发产品能力不高，因此在现有体制下很难互补，这是目前国内海洋仪器行业存在的通病。
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主讲人简介：
张国豪，山西平遥人，1982年生。2004年中国海洋大学海洋生物学专业毕业参加工作。2006年创立“青岛乾豪商贸有限公司”，主营各种常规科研仪器，业务主要集中在海洋科研领域，在这期间为国内科研人员引进了近年来中国首台深海浮游生物分层采样网----MultiNet；2010年，创立“青岛水德仪器有限公司”，专注于代理进口海洋仪器，公司目前是多家国际知名海洋生态仪器品牌中国区总代理及技术服务中心(德国HYDRO-BIOS公司，德国Sea & Sun公司，德国iSiTEC公司，德国SubCtech公司，丹麦KC公司，法国HYDROPTIC公司，美国Green Eyes公司)。
孙秀军，博士，山东淄博人，国家海洋技术中心总工，2014年度863重大研究项目负责人，科技部海洋技术领域主题专家，2011年博士毕业于天津大学，2010年美国佐治亚理工大学访问学者。连续十年从事水下机器人研究，先后主持研发有缆控水下机器人（ROV），自主水下航行器（AUV），水下滑翔机（Underwater Glider），波浪滑翔器（Wave Glider），自持式剖面浮标等多款海洋机动观测平台。
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