积极推动海洋监测技术与仪器自主研发——访国家海洋技术中心于连生研究员

　　进入21世纪以来，全球海洋经济快速发展，成为世界经济增长的重要组成部分和新的亮点。其中，2008年我国海洋生产总值29662亿元，占国内生产总值近10%。1996年海洋技术领域纳入863计划以来，我国海洋技术得到快速发展，海洋技术领域累计投入国拨经费近28亿元。仅“十一五”期间投入专项经费18.6亿元，在海洋油气勘探开发、海洋环境监测、海洋生物资源利用、深海探测等方面取得了一大批技术成果。

　　2010年4月29日-30日，“863计划海洋技术成果转化推广暨产品推介对接洽谈会”于青岛市召开。此次会上，国家海洋技术中心的于连生研究员展示了其研制的海洋监测仪器“光学悬沙粒径谱仪”、“激光悬沙测量传感器”。并且于洽谈会上，于连生研究员就“激光悬沙测量传感器”与国内知名的粒度仪厂商——丹东百特仪器有限公司签订了金额500万的技术转让协议。

　　近日，仪器信息网(以下简称：Instrument)采访了于连生研究员，就其科研成果与技术情况、产业转化、市场前景等相关问题进行了交流。

国家海洋技术中心 于连生研究员

海洋环境监测：了解、保护和合理利用海洋资源

　　Instrument：于连生研究员，您好!非常感谢您接受仪器信息网的采访。请您谈谈海洋环境监测重要意义?

　　于连生研究员：海洋是生命的摇篮，与人类的生存息息相关。海洋是地球上水循环的起点，海水受热蒸发，水蒸汽升到空中，再被气流带到陆地上来，使陆地上有降水和径流。陆地上有了水，生物才得到发展。海洋对地球上的气候起着调节作用，使气温变化缓和。所以说，海洋环境对陆地环境的形成也起着决定性的作用。

　　我个人认为：首先海洋环境是用表征海洋状况的特征参数来量化，这些参数主要包括地理参数，如海域面积、海岸线、水深等；水质参数，如盐度、溶解物、悬浮物等；海洋生物，如鱼虾贝类、海洋植物等；以及海底沉积物的数量、分布等。以上参数在海流、潮汐、风浪、光照的作用下不断的运动变化，海洋环境就是用这些参数及其运动规律来描述。

　　在正常的情况下，海洋参数运动变化，海洋生物生生息息，处于动态平衡状态，但是，由于外界因素，例如陆源污染、过度性开采等，打破了这种动态平衡，海洋环境就会遭到破坏。为了保护和合理利用海洋资源，首先要了解海洋，也就是对海洋环境参数进行监测，这就是海洋环境监测的意义所在。

　　Instrument：请您介绍一下，海洋环境监测与常规的环境检测有何不同?

　　于连生研究员：海洋环境监测与常规环境检测的不同是由于海洋环境与陆地环境不同造成的。其一，测量的参数不尽相同；其二，测量环境不同；其三，对仪器的要求不同。大家都知道，海水是咸的，具有腐蚀性；海上风浪巨大，破坏性强；海很深，每增加10米水深，就增加一个大气压，因此放在水下的仪器要耐高压；生活在海边的人都知道海草和海蛎子，它们都会在仪器上长，我们叫“生物附着”，这些都是海洋环境监测仪器要重点解决的特殊问题。

　　水中的悬浮颗粒、悬浮泥沙、微藻等是海洋环境参数之一，对它进行监测，是海洋环境监测的不可或缺的内容之一。悬浮泥沙的现场测量对研究泥沙运移规律，河口变迁、对航道疏浚、海中构筑物都有重要意义；微藻数量、种类测量对于赤潮研究具有重要价值。我们课题组研制的“光学悬沙粒径谱仪”、“激光悬沙测量传感器”就是测量海洋悬浮颗粒的仪器。

“海洋仪器研制的信息法”：利用信息技术，将成熟技术移植到海洋仪器上

　　Instrument：请介绍一下您在海洋仪器研发方面的经验?

　　于连生研究员：研制海洋现场仪器是非常重要的。例如，我们国家的海洋泥沙研究在世界上还是处于先进地位的，但理论模型的研究超前于现场测量方法和测量仪器，没有现场测量仪器和测量结果，尤其是实时结果对模型的验证，理论是缺乏公信力的。从这个意义上说，我国迫切需要自主研制海洋监测仪器。

　　在仪器研发过程中，我遵循这样一条原则：研制海洋仪器，技术攻关点或重点关注点放在海洋环境的特殊性上，利用信息技术，充分地收集有用的成熟技术移植到海洋上，很好地完成了这种移植，也就多、快、好、省地完成了仪器研制。我把这种方法叫做“海洋仪器研制的信息法”。

　　Instrument：您研制的“光学悬浮沙粒径谱仪”，其性能优势及应用情况如何?

　　于连生研究员：“光学悬沙粒径谱仪”是一种可以放在海水中自动成像的数字显微镜，将这种仪器放在水里，它就会自动地将水中悬浮的颗粒拍下图像，将这些图像传到计算机里，通过分析，给出颗粒的大小、浓度。“光学悬浮沙粒径谱仪”可以自动拍摄悬浮于水中的1微米到100微米的颗粒，基本可以满足平均粒径在30微米到50微米的悬浮泥沙颗粒的测量需求。

光学悬浮沙粒径谱仪

　　“光学悬沙粒径谱仪”就是一台可用于水下的数字显微镜，加上专用的颗粒图像分析软件，就构成了可用于水下的颗粒图像分析仪，863立项时主要是针对长江口的悬浮泥沙测量，所以叫“光学悬浮沙粒径谱仪”。这种仪器是我们第一个发明的，获得了国家发明专利。这种仪器国外还未见有关报导。

　　“光学悬浮沙粒径谱仪”已经在长江口、黄河口、辽河口、大连湾、鲅鱼圈等多个海区获得了大量现场资料，其关键技术已在磨料生产中成功应用，最近又获得了国家海洋公益性项目的支持，目标就是实现产品化，随着近年来数字成像技术的突飞猛进，相信在国家项目的支持下，具有独立知识产权的“光学悬浮沙粒径谱仪”不久就会形成批量生产能力。

　　Instrument：您研制“激光悬沙测量传感器”的研发过程、及其性能优势如何?

　　于连生研究员：运用“海洋仪器研制的信息法”，“激光悬沙测量传感器”就是将实验室的激光粒度仪移植到海水中，是一种可以放在水里测量悬浮颗粒的激光粒度仪。我们主要解决水下密封、防腐、自动工作等问题，而这些关键问题解决了，仪器也就基本做好了。仪器已经过了现场实验和比测，达到了预期目标。这种仪器在国内，我们是第一家，也申请了发明专利。

激光悬沙测量传感器

　　Instrument：请介绍一下您编写的《光学悬浮沙粒径谱仪》海洋行业标准的相关情况?

　　于连生研究员：实际上，《光学悬浮沙粒径谱仪》海洋行业标准是针对显微图像法光学悬浮沙粒径谱仪和激光悬沙测量传感器的性能检验起草的标准。本标准将为检验该类仪器的性能参数如粒径测量范围、测量准确度、双峰分离、分布宽度等参数提供统一方法。因为这两种仪器有其共性，并且都用于现场悬浮颗粒测量，虽然方法不同，但测量参数相同，所以把它们的检验纳入到一个标准中，这样有利于比较。

科研成果产业化：明确“用到哪里、怎么用、用的结果”

　　Instrument：除“光学悬沙粒径谱仪”、“激光悬沙测量传感器”外，您与企业合作的项目有哪些?

　　于连生研究员：以前与企业的合作主要是为企业提供声光器件和技术支持，说起来时间不短，如深圳大族激光公司成立最初，激光打标机的关键技术声光Q开关和驱动电源就是我提供的。中国大恒激光公司、桂林星辰公司等多家企事业单位都用过我为他们提供的声光器件和技术指导，包括国外声光器件修理。

　　Instrument：您认为我国科研成果产业化方面还存在哪些问题?

　　于连生研究员：科研与市场脱节，科研院所以争取到科研项目、科研经费为目标的现状是科研成果无法实现产业化的主要问题所在。

　　基础科学研究可以自由探索，但已有的成果要转化为产品，就不能自由探索，开拓市场，落实用户是成果向产品转化的关键，没有市场的产品是无法生存的。

　　我觉得科研成果能否转化为产品首先要明确用到哪里，怎么用，用的结果如何，得出了什么结论。

　　Instrument：请您介绍一下，您在实现科研成果产业化方面的经验?

　　于连生研究员：自“九五”以来我一直承担国家863计划海洋监测技术项目的研究。我觉得海洋仪器不同于其他产品，它的用户是国家，具有公益性特点，这样的仪器与市场上流通的商品具有明显的区别。

　　对于这类产品要针对国家需求，提出明确的目标，注重实用结果和得到的结论，就像气象预报，误报率少就是成功；因此国家的、明确的、可操作的、具体的目标要求是研制出高水平海洋监测仪器产品的关键，就像航天技术，国家的目标要求十分明确，任务完成的质量就非常容易判断。没有明确目标的探索性阶段要越短越好。

于连生研究员科研团队：“松散的”，但高效的联合体

　　Instrument：请介绍一下，您的工作经历、取得了哪些科研成果、正在进行哪些方面的研究工作、下一步的科研工作重心?

　　于连生研究员：我1974年毕业于中国海洋大学分配到国家海洋技术中心。三十多年的科研工作主要分为三方面的内容：1、声光技术研究；2、海洋卫星；3、悬浮颗粒测量。

　　近几年的工作主要是完成863计划支持的“激光悬沙测量传感器”的研制、“光学悬浮沙粒径谱仪海洋行业标准的编写”，并承担了海洋公益性项目“海滨自动观测仪器检测技术与规范子课题-声学测波仪鉴定设备改造”和“我国近海海洋综合调查与评价(908专项)赤潮灾害发生规律、预警和防治对策研究子课题-全自动显微成像仪赤潮监测技术”的研究，这几项课题目前都在验收过程中。

　　今后，主要想完成《实验声光学》一书；借助863产业化对接和新的海洋公益性项目的支持，把光学悬浮沙粒径谱仪的产业化工作做好。

　　Instrument：最后，请您介绍一下国家海洋技术中心的情况?以及您领导的科研团队情况?

　　于连生研究员：国家海洋技术中心是国家海洋局下属的事业单位，主要为国家海洋局提供技术支撑。

　　我们的科研团队是一个“松散”的联合体，成员不光有海洋技术中心的在编人员，还有来自工厂的技术能手，来自大学的老师、在读博士、博士后，主要研究方向是声光技术及其在海洋环境监测中的应用。自“九五”开始，我们承担了5项863计划课题，1项海洋局课题，2项国家科研专项课题。在项目研制的过程中，始终与企业和实验场保持紧密的联系。这种联合扩大了人才空间，有效地集中了经费，避免了许多体制弊病，实践证明效率是高的。

　后记

　　于连生研究员谈到与丹东百特仪器有限公司关于“激光悬沙测量传感器”的合作时，说，“目前，该转让工作正在有序进行，我们和丹东百特仪器有限公司有很好的合作基础，相信会成功的。”

　　于连生研究员谈到充分发挥科研成果的作用时，曾说到，一台新的测量仪器，可能还不稳定，不精确，但是可以作为教学实验仪器使用，或可为建立独具特色专业实验室提供很好的途径。而且，于连生研究员不是被动的等待成果的产业化，如其研制的“光学悬浮沙粒径谱仪”，在产业化之前已经获得了大量现场应用数据，那么一旦有了机遇，很快就会形成批量生产能力。

　　采访过程中，给编者印象最深的是贯穿于于连生研究员整个科研工作中的求真、严谨、务实精神。于连生研究员研制的每一项成果均根据实际需求来确定科研方向，也因此他的科研成果能很快得到推广应用，并解决海洋监测实际问题。这种定位于实际、定位于解决问题的求真务实科研精神，值得每一个科研工作者借鉴和思考。

　　采访编辑：刘丰秋

　　附录：于连生研究员简介

　　于连生，研究员，中国声学学会理事，高级会员，中国仪器仪表学会视听工程学会理事，天津声学学会理事；曾任中国声学学会超声电子学分会委员；天津激光学会理事。多年从事声光技术和海洋仪器研制，主持了多项国家科研攻关项目，曾获中科院青年奖励基金，海洋局、天津市、阜新市有关奖项。取得专利4项。发表论文50余篇。