新型便攜式海水密度計的原理與應用

彭青　劉書慧　劉沖偉

摘? 要：在水尺計重中，海水密度是關鍵性數據之一，測量海水密度的準確性將直接影響到最終水尺計重的準確性。新型便攜式海水密度計是一種高效、便捷的海水密度測量工具，相較于傳統的取樣測量方式，表現出較大的優勢。該文主要選擇DSM-PN型新型便攜式海水密度計作為研究對象，首先簡單概述其工作原理，然后探討其具體應用，希望能夠對新型便攜式海水密度計做的推廣應用提供幫助。

關鍵詞：海水密度計;水尺計重;DSM-PN

中圖分類號：TH83? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

在傳統的海水密度測量中，首先需提取規定深度的海水樣品，然后在現場完成海水密度的測量。但該測量方法的應用過程中，會出現較多的影響因素：所提取的海水樣品是否具有代表性、現場是否具有良好的測量環境、人為讀取數據是否準確等。在這些影響因素的作用下，不僅會影響到測量的效率，而且會影響到測量的準確性，進而對水尺計重工作的開展造成較大影響，因此研究新型的海水密度測量工具有較為積極的意義。

1 新型便攜式海水密度計的原理

新型便攜式海水密度計是一種基于微振筒測量原理的數字測量工具，通過應用現代精密傳感器，能夠較為便利的探測規定深度海水的密度和溫度，最終直接以數字的形式進行顯示。不僅避免海水取樣環節可能引起的誤差，而且能夠避免船舶穩定性、人為讀取數據等方面帶來的影響。

新型便攜式海水密度計在實際運用中，將傳感器浸入對應深度的海水之中，其內部的振動管發生振動，由此帶動海水與之一起發生振動并產生諧振，當處于不同密度的海水中時，其工作頻率會表現出較大差異。但因為振動管容積是固定的，所以測量所得的頻率與海水密度形成如下的關系，根據公式（1）能夠測得探測深度的海水密度。

式中：f表示海水密度為 ρ時的振動頻率。

fv表示一個大氣壓下空氣的振動頻率。

ρ表示被測海水的密度。

ρv表示便攜式海水密度計常數。

2 新型便攜式海水密度計的實際應用

該次研究主要選擇DSM-PN型新型便攜式海水密度計作為研究對象，對其在海水密度檢測中的應用方法展開研究，并提出實際應用中的一些注意事項。

2.1 DSM-PN型新型便攜式海水密度計概述

該便攜式海水密度計主要被應用于液體的溫度和密度測量中，整體較為輕便，攜帶較為便利，將其應用到海水密度測量中，其能夠浸入規定的深度直接進行測量，展現出較高的便利性和準確性。其外觀如圖1所示。

2.2 新型便攜式海水密度計應用方法

在應用DSM-PN型新型便攜式海水密度計測量海水的密度時，通常需經過以下4個步驟：1）長按開機界面中的“電源”按鈕（約2 s），完成顯示器啟動，傳感器開始正常工作，通常在開機完成后5 s左右，顯示器上會接收到來自傳感器的數據信號，同時保證儀器的靜電接地夾與船舶連接，通過菜單按鈕選擇密度測量。2）打開儀器的鎖緊裝置，然后通過搖柄控制密度計的探頭，使之緩慢進入待測位置的海水中，并注意觀測密度計探頭進入海水的深度，當到達指定的位置點時，關閉儀器的鎖緊裝置，完成對密度計探頭的固定。在整個過程中為保證探測深度的準確性，減少重復性操作，應勻速緩慢地搖動搖柄，且在即將到達指定位置時，進一步減緩搖動速度。3）在密度計探頭到達指定位置后，使其維持穩定一段時間，觀察顯示器上的數據信息，待顯示數據信息穩定之后，屏幕上會顯示OK字樣，表示讀取記錄數據，也可通過操作界面中的“保存”按鈕，進行數據存儲，以便后期對原始數據進行查看。4）在密度檢測完成之后，長按“電源”按鈕，將顯示器、傳感器關閉，然后打開鎖緊裝置，以相反的方向搖動搖柄，將密度計探頭回收到儀器設備中。在密度計探頭回收剩余1 m左右時，應保持較慢的速度進行回收，以避免由于回收速度過快，密度計探頭與儀器的底座或外殼發生碰撞，影響到密度計探頭的性能。同時，采用清潔的汽油、丙酮、純凈的酒精等對儀器傳感器、探頭進行清潔，避免表面黏附的污染物對傳感器、探頭的使用壽命造成影響，同時也有助于在下次探測時直接使用。此外，還應注意觀察屏幕和傳感器的電量情況，保證充足的電量是成功完成密度檢測的重要基礎。

2.3 應用注意事項

（1）在開機應用前，設備會進入自檢程序，在自檢完成且沒有發現異常狀況時才能夠使用設備進行密度檢測。

（2）在將密度計探頭放入海水之前，應仔細檢查探頭是否存在污垢，如果探頭上黏附有異物、雜質等，將會對密度檢測的準確性造成影響，因此在發現存在污垢時應立即清理干凈，然后再進行實際的測量工作。

（3）密度計探頭屬于高精度敏感元件，如果在使用過程中發生較大的碰撞，可能會影響到其靈敏性，甚至造成密度計探頭損壞，影響到最終密度測量的準確性。因此在日常應用過程中須重視對其的保護。

（4）密度計探頭的實際有效測量半徑為10 cm，如果在應用儀器進行密度測量時，在該范圍內存在異物，將可能對密度探測的結果造成影響。因此，在實際探測過程中，為有效提升探測數據的準確性，可基于某點位在其周圍做多次測量，以此來有效降低海水中其他異物帶來的影響。

（5）在讀取密度數據時，考慮到傳感器中可能存在少量的氣泡，將會對密度檢測數值造成一定的影響。因此可先將傳感器在海水中輕微的上下移動幾次，這樣可以將傳感器內部的氣泡消除。在進行測量時，應當盡可能保持穩定平衡，盡量避免搖晃傳感器，這也有助于提升密度檢測數據的準確性。

3 結語

綜上所述，將新型便攜式海水密度計應用于海水密度檢測中，相較于傳統的海水密度檢測方式，其不僅能夠有效提升海水密度檢測的效率，使整個操作過程更加方便快捷，而且能夠有效提升海水密度檢測的準確性，在實際海水密度檢測中具有較高的應用價值。但是需要引起注意的是，在采用該儀器設備進行檢測時，應嚴格按照相關的操作方法進行，并對其中的注意點加以控制，否則測量數據的準確性將會受到較大影響。

參考文獻

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