GB/T 23247-2023 自动剖面漂流浮标

　　ICS 07 . 060 CCS N 92

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 23247—2023代替 GB/T23247—2009

　　自动剖面漂流浮标

　　Autonomous drifting profiler

　　2023-05-23 发布 2023-09-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 23247—2023

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 组成和分类 2

　　4 . 1 组成 2

　　4 . 2 分类 2

　　5 技术要求 2

　　5 . 1 外观和结构 2

　　5 . 2 功能 2

　　5 . 3 性能 3

　　5 . 4 环境适应性 4

　　5 . 5 电磁兼容 5

　　5 . 6 数据质量控制 5

　　6 试验方法 5

　　6 . 1 试验仪器仪表 5

　　6 . 2 外观和结构检查 5

　　6 . 3 功能检查 5

　　6 . 4 性能试验 6

　　6 . 5 环境适应性试验 6

　　6 . 6 电磁兼容 7

　　6 . 7 数据质量控制 7

　　7 检验规则 7

　　7 . 1 检验分类 7

　　7 . 2 出厂检验 7

　　7 . 3 型式检验 8

　　8 标志、标签和随行文件 9

　　8 . 1 标志和标签 9

　　8 . 2 随行文件 9

　　9 包装、运输和贮存 9

　　9 . 1 包装 9

　　9 . 2 运输 10

　　9 . 3 贮存 10

　　I

　　GB/T 23247—2023

　　附录 A (规范性) 自动剖面漂流浮标观测信息文件格式 11

　　附录 B (规范性) 叶绿素 a传感器检测方法 14

　　附录 C (规范性) 颗粒物后向散射系数检测方法 15

　　附录 D (规范性) 下行辐照度检测方法 16

　　附录 E (规范性) 自动剖面漂流浮标数据实时质量控制 17

　　参考文献 21

　　Ⅱ

　　GB/T 23247—2023

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　本文件代替 GB/T 23247—2009《 自持式剖面循环探测漂流浮标》, 与 GB/T 23247—2009 相比 , 除结构调整和编辑性改动外 , 主要技术变化如下:

　　— 更改了标准适用范围(见第 1 章 , 2009 年版的第 1 章) ;

　　— 增加了“循环”和“数据接收有效率”的术语和定义(见第 3 章) ;

　　— 更改了组成和分类(见第 4 章 , 2009 年版的第 4 章) ;

　　— 增加了功能要求 、生物地球化学传感器指标(见第 5 章) ;

　　— 更改了工作深度 、剖面次数 、循环周期(循环工作时间间隔) 、环境适应性中工作温度和贮存温度等内容(见第 5 章 , 2009 年版的第 5 章) ;

　　— 更改了检验规则部分内容(见第 7 章 , 2009 年版的第 7 章) ;

　　— 更改了标志 、标签和随行文件部分内容(见第 8 章 , 2009 年版的第 8 章) ;

　　— 更改了包装 、运输和贮存部分内容(见第 9 章 , 2009 年版的第 8 章) ;

　　— 更改了附录 A 的内容(见附录 A, 2009 年版的附录 A) ;

　　— 增加了附录 B、附录 C、附录 D 和附录 E(见附录 B、附录 C、附录 D 和附录 E) 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中华人民共和国 自然资源部提出 。

　　本文件由全国海洋标准化技术委员会(SAC/TC283)归口 。

　　本文件起草单位:国家海洋技术中心 、国家海洋局宁波海洋环境监测中心站 、国家海洋局北海海洋环境监测中心站 。

　　本文件主要起草人:李文彬 、张少永 、李扬眉 、吕九红 、彭家忠 、商红梅 、贝京阳 、崔力维 。

　　本文件于 2009 年发布 , 本次为第一次修订 。

　　Ⅲ

　　GB/T 23247—2023

　　自动剖面漂流浮标

　　1 范围

　　本文件规定了 自动剖面漂流浮标(以下简称“剖面浮标”)组成和分类 、技术要求 、试验方法 、检验规则 、标志 、标签 、随行文件 、包装 、运输和贮存的要求 。

　　本文件适用于自动剖面漂流浮标的设计 、生产 、采购 、检验及数据质量控制等 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 , 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件 , 其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 191 包装储运图示标志

　　GB/T 1019 家用和类似用途电器包装通则

　　GB/T 2828 . 1 计数抽样检验程序 第 1 部分:按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB/T 17626 . 3 电磁兼容 试验和测量技术 射频电磁场辐射抗扰度试验

　　GB/T 17626 . 6 电磁兼容 试验和测量技术 射频场感应的传导骚扰抗扰度

　　GB/T 32065 . 2 海洋仪器环境试验方法 第 2 部分:低温试验

　　GB/T 32065 . 3 海洋仪器环境试验方法 第 3 部分:低温贮存试验

　　GB/T 32065 . 4 海洋仪器环境试验方法 第 4 部分:高温试验

　　GB/T 32065 . 5 海洋仪器环境试验方法 第 5 部分:高温贮存试验

　　GB/T 32065 . 10 海洋仪器环境试验方法 第 10 部分:盐雾试验

　　GB/T 32065 . 14 海洋仪器环境试验方法 第 14 部分:振动试验

　　GB/T 32065 . 15 海洋仪器环境试验方法 第 15 部分:水压试验

　　JJF 1792 海水 PH测量仪校准规范

　　JJF 1793 海水营养盐测量仪校准规范

　　JJG 763 温盐深测量仪检定规程

　　HY/T 096 海水溶解氧测量仪检测方法

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3.1

　　自动剖面漂流浮标 autonomous drifting profiler

　　按照设定的时间间隔定期自动沉浮 , 在下沉之后于规定深度随海流漂移 , 最后下沉到最大工作深度;在上升过程中进行海洋参数剖面测量 , 并在海表面通过卫星系统传输数据和定位的海洋观测设备 。 3.2

　　循环 cycle

　　根据程序设定 , 剖面浮标被投放入水后顺序完成“下沉—定深漂流—继续下沉—上浮和测量—水面

　　1

　　GB/T 23247—2023

　　数据传输”一个连续工作的过程。 3.3

　　数据接收有效率 data reception effective rate

　　观测一个剖面实际接收到的非重复编码数据条数与应接收到的非重复编码数据条数的百分比。

　　4 组成和分类

　　4 . 1 组成

　　自动剖面漂流浮标由耐压密封壳体 、测量传感器 、体积调节部件 、数据采集控制系统 、卫星通信系统和电池等组成。

　　4 . 2 分类

　　按照最大工作深度分为常规自动剖面漂流浮标和深海自动剖面漂流浮标。

　　常规自动剖面漂流浮标的最大工作深度为 2 000 m,深海 自动剖面漂流浮标的最大工作深度为4 000 m~6 000 m 。

　　按照观测要素分为温盐深自动剖面漂流浮标 、海洋生物地球化学自动剖面漂流浮标和其他参数自动剖面漂流浮标。

　　温盐深自动剖面漂流浮标观测要素为温度 、盐度和压力。

　　海洋生物地球化学自动剖面漂流浮标观测要素为温度 、盐度和压力,可扩展观测要素为溶解氧 、硝酸盐 、叶绿素 a 、PH、颗粒物后向散射系数和下行辐照度等。

　　其他参数自动剖面漂流浮标观测要素为温度 、盐度和压力,可扩展观测要素为海洋环境噪声 、电磁信号等。

　　5 技术要求

　　5 . 1 外观和结构

　　外观和结构应符合下列要求:

　　a) 剖面浮标涂漆层不应有气泡留痕 、漏涂 、划痕 、底漆外露等现象,电镀件镀层不应有锈蚀点,表面不应有剥落 、露底 、鼓泡等缺陷,不锈钢件不应出现锈蚀点 ;

　　b) 剖面浮标所有紧固件 、连接件应装配牢固 ;

　　c) 传感器抽水管中应无异物,无生物附着 ;

　　d) 油囊护罩不应出现破损,阻尼盘不应出现松动 、变形 、位置挪动现象 ;

　　e) 天线顶盖位置应高于浮标其他部分 ;

　　f) 文字 、符号 、标识应清晰 、端正。

　　5 . 2 功能

　　5 . 2 . 1 自检功能

　　剖面浮标加电后应对自身主要部件进行自检,并通过串口连接线或蓝牙或卫星接收机等向操控计算机反馈自检信息。

　　5 . 2 . 2 自主沉浮功能

　　剖面浮标应能按照设定的程序和工作参数在水中下沉至要求的深度和上浮至水面,做循环剖面

　　2

　　GB/T 23247—2023

　　运动 。

　　5 . 2 . 3 剖面测量功能

　　剖面浮标应能按照设定的程序和工作参数完成温度 、盐度 、压力 、溶解氧(可选) 、硝酸盐(可选) 、叶绿素 a(可选) 、PH(可选) 、颗粒物后向散射系数(可选) 、下行辐照度(可选)及其他可选要素剖面测量功能 。

　　5 . 2 . 4 双向通信功能

　　剖面浮标应将采集到的数据通过卫星实时发送给用户终端 , 并可通过用户终端对剖面浮标的工作参数进行在线设定 。

　　5 . 2 . 5 剖面浮标状态实时记录功能

　　剖面浮标在运行期间 , 应实时记录自身状态信息和工作状态信息 , 包括剖面浮标电源状态 、水下漂移时温盐深传感器及生物地球化学传感器(可选)的数据 、传感器的工作状态 、内部真空度 、剖面浮标运行各工作阶段的时间信息等 。

　　5 . 3 性能

　　5 . 3 . 1 最大工作深度

　　常规自动剖面 漂 流 浮 标 最 大 工 作 深 度 为 2 000 m 。 深 海 自 动 剖 面 漂 流 浮 标 最 大 工 作 深 度 为4 000 m或 6 000 m 。

　　5 . 3 . 2 循环周期

　　剖面浮标循环周期宜按照用户需求设定 , 最小循环周期 24 h(常规自动剖面浮标)或 48 h(深海 自动剖面浮标);最大循环周期为 360 h 。

　　5 . 3 . 3 测量参数

　　5 . 3 . 3 . 1 常规自动剖面漂流浮标温度 、电导率和压力传感器测量参数指标按照参数水平分为 A+级 、A级 , 具体指标见表 1 。

　　表 1 常规自动剖面漂流浮标温度 、电导率 、压力传感器测量参数指标

　　序号

　　参数

　　测量范围

　　准确度等级

　　准确度

　　1

　　温度

　　(—2~35)℃

　　A+

　　±0 . 01℃

　　A

　　±0 . 02 ℃

　　2

　　电导率

　　(0~65) ms/cm

　　A+

　　±0 . 015 ms/cm

　　A

　　±0 . 03 ms/cm

　　3

　　压力

　　(0~20)Mpa

　　A+

　　±0 . 025 Mpa

　　注 : 8 个测量点的温度 、电导率 、压力同时达到同一等级指标时取该等级 , 否则取其中的最低等级 。

　　5 . 3 . 3 . 2 海洋生物地球化学传感器测量参数指标按照参数水平分为 A+级 、A级 , 具体指标见表 2 。

　　3

　　GB/T 23247—2023

　　表 2 海洋生物地球化学传感器测量参数指标

　　序号

　　参数

　　测量范围

　　准确度等级

　　准确度

　　1

　　溶解氧

　　(0~500)μmoL/kg

　　A+

　　±2 μmoL/kg 和测量值的1 . 5%中较大值

　　A

　　±6 . 25μmoL/kg

　　2

　　硝酸盐

　　(0 . 5~2 000)μmoL/kg

　　A+

　　±2 μmoL/kg 和测量值的10%中较大值

　　3

　　叶绿素 a

　　当荧光激发波长为 440 nm 或

　　470 nm , 接收波长为 695 nm 时 ,

　　(0 . 01~50)μg/L

　　A+

　　±0 . 03 μg/L和测量值的30%中较大值

　　4

　　PH

　　6 . 5~9 . 0

　　A+

　　±0 . 05

　　A

　　±0 . 1

　　5

　　颗粒物后向散射系数

　　当波长分别为 470 nm 、

　　532 nm 、650 nm 和 700 nm 时 ,

　　(0 . 002 4~5) m— 1

　　A+

　　±10 —5 m—1 和测量值的10%中较大值

　　6

　　下行辐照度

　　(0~300)μwcm— 2 nm— 1

　　A+

　　±5×10 —3 μwcm—2 nm—1 和测量值 3%中较大值

　　注 : 浮标海洋地球生物化学传感器测量参数同时达到同一等级指标时取该等级 , 否则取其中的最低等级 。

　　5 . 3 . 4 剖面测量层

　　剖面浮标单次剖面标准观测层应不大于附录 A 中 A. 1 定义的间隔 。

　　5 . 3 . 5 数据接收有效率

　　剖面浮标数据接收有效率应不小于 95% 。

　　5 . 3 . 6 水面姿态

　　剖面浮标在与卫星通信时应浮在水面 , 天线倾斜角小于 20。, 且天线(包括天线护罩和支撑杆)露出水面部分不小于天线总长的 2/3 。

　　5 . 4 环境适应性

　　5 . 4 . 1 工作温度

　　剖面浮标在温度为(—2~35)℃的环境中应能正常工作 。

　　5 . 4 . 2 贮存温度

　　剖面浮标在温度为(—10~45)℃的环境中贮存 , 其外观应正常 , 产品性能不受影响 。

　　5 . 4 . 3 恒定水压

　　剖面浮标壳体应能在试验压力下不产生残余形变 , 试验结束后应能正常工作 。其中常规自动剖面浮标的试验压力为 25 Mpa;深海自动剖面浮标(最大工作深度为 4 000 m)的试验压力为 50 Mpa , 深海

　　4

　　GB/T 23247—2023

　　自动剖面浮标(最大工作深度为 6 000 m)的试验压力为 75 Mpa 。

　　5 . 4 . 4 振动

　　在振动频率范围为(2~16)Hz时 , 位移幅值为 1 . 0 mm , 振动频率范围为(16~60) Hz 时 , 振动加速度幅值为 10 m/s2 , 扫频试验循环次数为 20 次的条件下 , 剖面浮标的结构应无明显变形 , 表面无裂痕 , 紧固件无松动 , 试验结束后应能正常工作 。

　　5 . 4 . 5 盐雾环境

　　在浓度范围为(4 . 9~5 . 1)% , PH 范围为 6 . 5~7 . 2(35 ℃)盐雾条件下 , 剖面浮标壳体金属结构不应出现明显腐蚀现象 。

　　5 . 5 电磁兼容

　　在频率范围为(80~100)MHz, 剖面浮标产生的电磁辐射强度应不大于 1 v/m 。 同时 , 应可以抵御150 KHz~80 MHz频率范围内 、强度 3 v/m 的电磁干扰 。

　　5 . 6 数据质量控制

　　剖面浮标观测值不应违背要素的定义及其时间 、空间分布特征和变化特征 , 观测数据应用计算机对其进行自动化处理和质量控制 , 若出现异常数据 , 应采取人工判断 。

　　6 试验方法

　　6 . 1 试验仪器仪表

　　试验用仪器仪表的性能 、准确度等参数应满足下列要求:

　　a) 恒压泵站:罐内直径不小于 100 mm , 罐内深度不小于 200 mm , 工作压力波动不大于 0. 5 Mpa ;

　　b) 压 力 罐: 罐 内 直 径 不 小 于 500 mm , 罐 内 深 度 不 小 于 2 000 mm , 工 作 压 力 波 动 不 大 于

　　0. 05 Mpa ;

　　c) 剖面浮标安装的测量传感器应采用相关标准和检定规程中规定的检验设备进行检验 。

　　6 . 2 外观和结构检查

　　按照如下方法进行检查:

　　a) 目视和触摸检查剖面浮标的外观 、文字和标识 , 应符合 5 . 1a) 、5 . 1c) 、5 . 1e) 、5 . 1f)的要求 ;

　　b) 检查剖面浮标的主体材料和连接件 , 应符合 5 . 1b) 、5 . 1d)的要求 。

　　6 . 3 功能检查

　　按照如下步骤进行检查 , 结果应符合 5 . 2 的要求:

　　a) 打开剖面浮标电源 , 计算机通过串口线或蓝牙或卫星接收机建立通信后 , 应能够接收到剖面浮标工作状态反馈信息 ;

　　b) 剖面浮标应按照预定程序控制外部油囊膨胀和收缩 ;

　　c) 剖面浮标的油囊和气囊(如有)膨胀完成后 , 开始发送观测数据 , 完成数据发送后 , 用户终端通过卫星系统接收并存储观测数据 , 存储数据文件的内容应包括 A. 2 要求的内容 ;

　　d) 剖面浮标完成数据传输后 , 用户通过卫星系统输入相关指令控制剖面浮标 , 剖面浮标反馈的工作参数应与输入的指令一致 。

　　5

　　GB/T 23247—2023

　　6 . 4 性能试验

　　6 . 4 . 1 最大工作深度

　　按照以下步骤 , 在恒压泵站进行体积调节部件的检验:

　　a) 将剖面浮标外部的皮囊放于泵站的压力罐内 , 完成密封 ;

　　b) 启动泵站 , 使压力逐渐达到剖面浮标最大工作深度的 1 . 25 倍 ;

　　c) 启动剖面浮标的体积调节部件 , 循环工作 10 次 , 检测其驱动能力在压力下连续工作性能并记录 。

　　检验结果应符合 5 . 3 . 1 的要求 。

　　6 . 4 . 2 循环周期

　　打开剖面浮标电源 , 进行循环工作检验 , 分别记录相邻 2 个剖面的最后一条数据的时间 。计算得到的循环周期应符合 5 . 3 . 2 中规定的限定值 。

　　6 . 4 . 3 测量参数

　　剖面浮标搭载传感器测量参数指标检验方法如下:

　　a) 温盐深测量传感器按照 JJG 763 的规定进行检验 ;

　　b) 溶解氧传感器按照 HY/T 096 的规定进行检验 ;

　　c) 硝酸盐传感器按照 JJF 1793 的规定进行检验 ;

　　d) 叶绿素 a传感器按照附录 B规定进行检验 ;

　　e) PH传感器按照 JJF 1792 的规定进行检验 ;

　　f) 颗粒物后向散射系数按照附录 C规定进行检验 ;

　　g) 下行辐照度按照附录 D进行检验 。

　　检验结果应符合 5 . 3 . 3 的要求 。

　　6 . 4 . 4 剖面测量层

　　打开剖面浮标电源 , 进行循环工作检验 , 用特制的快速连接管路把剖面浮标传感器压力接口与压力计连接起来(先要排除管路内的空气) , 当剖面浮标进入上浮数据测量阶段时 , 压力计按照不超过0 . 06 Mpa/min的速率从最大工作深度降至 0 Mpa , 完成的剖面测量层应符合 5 . 3 . 4 的要求 。

　　6 . 4 . 5 数据接收有效率

　　打开剖面浮标电源 , 进行循环工作检验 , 剖面浮标连续工作 1 个剖面后 , 通过卫星系统接收的剖面浮标数据应符合 5 . 3 . 5 的要求 。

　　6 . 4 . 6 水面姿态

　　在储水罐中加入与海表面密度(1 . 022~1 . 023)g/cm3 一致的盐水 , 按照以下步骤进行检验:

　　a) 打开剖面浮标电源 , 将剖面浮标放入储水罐中并使剖面浮标底盖中空气排出 ;

　　b) 使剖面浮标油囊 、气囊(如有)均按照程序设定预定量充油 、充气 , 检验结果应符合 5 . 3 . 6 的要求 。

　　6 . 5 环境适应性试验

　　6 . 5 . 1 温度试验

　　剖面浮标整机低温试验按照 GB/T 32065 . 2 规定的方法进行检验 , 高温试验按照 GB/T 32065 . 4 规

　　6

　　GB/T 23247—2023

　　定的方法进行检 验 , 低 温 贮 存 试 验 按 照 GB/T 32065 . 3 规 定 的 方 法 进 行 检 验 , 高 温 贮 存 试 验 按 照GB/T 32065 . 5规定的方法进行检验 , 检验结果应符合 5 . 4 . 1 和 5 . 4 . 2 的相关要求 。

　　6 . 5 . 2 恒定水压试验

　　剖面浮标整机恒定水压试验按照 GB/T 32065 . 15 规定的方法进行检验 , 检验结果应符合 5 . 4 . 3 的要求 。

　　6 . 5 . 3 振动试验

　　按照 GB/T 32065 . 14 规定的方法进行检验 , 检验结果应符合 5 . 4 . 4 的要求 。

　　6 . 5 . 4 盐雾试验

　　按照 GB/T 32065 . 10 规定的方法 , 对剖面浮标壳体金属结构进行检验 , 检验结果应符合 5 . 4 . 5 的要求 。

　　6 . 6 电磁兼容

　　按照 GB/T 17626 . 3 与 GB/T 17626 . 6 规定的方法进行检验 , 检验结果应符合 5 . 5 的相关要求 。

　　6 . 7 数据质量控制

　　检查剖面浮标某个观测数据是否为缺测数据 , 若为缺测数据不再进行其他检验;如果不是缺测数据 , 则按照附录 E进行检验 , 检验结果应符合 5 . 6 的要求 。

　　7 检验规则

　　7 . 1 检验分类

　　产品检验分为出厂检验和型式检验 , 具体情况如下:

　　a) 正常生产时仅进行出厂检验 ;

　　b) 有下列情况之一者需要进行型式检验:

　　1) 试制的新产品 ;

　　2) 间隔半年以上再生产时 ;

　　3) 连续生产的产品每年不少于 1 次 ;

　　4) 当产品的设计 、工艺 、材料等发生重大改变时 。

　　7 . 2 出厂检验

　　7 . 2 . 1 检验项目

　　检验项目要求按表 3 规定 。

　　表 3 检验项目

　　序号

　　检验项 目

　　要求

　　试验方法

　　出厂检验

　　型式检验

　　1

　　外观和结构

　　5.1

　　6.2

　　√

　　√

　　2

　　功能

　　5.2

　　6.3

　　√

　　√

　　7

　　GB/T 23247—2023

　　表 3 检验项目 (续)

　　序号

　　检验项 目

　　要求