项目名称：基于机器海豚和微型水质传感器的港口水质监测系统的研发及其产业化

项目负责人/联系方式：徐国卿gq.xu@siat.ac.cn， 13632685667/0755-86392189

李卫民wm.li@siat.ac.cn， 15915374149/0755-86392145

项目依托单位：中国科学院深圳先进技术研究院

领域：海洋高端设备

项目主要研究内容、技术路线： 针对港口水质在线、安全、全方位监测这一国家战略需求，研发一套可进行全面、全天候监测的基于机器海豚和微型水质传感器的新型水质监测系统。系统将机器海豚移动检测与原位式长期定点监测有机结合起来，研发了基于微机电系统技术（MEMS）的水质传感器。研究集中于机器海豚外形设计、机构与仿生运动、微型移动水质检测传感器、能源管理与驱动系统、无线传感网、整体系统集成、水下声波通讯等关键技术。可以及时反映水质参数，实现水功能区内重点地区、重点水域和供水水源地的水质自动、全面、长期和动态的监测，提高水质自动监测信息数据传输和分析效率，为环境污染和赤潮等环境灾害提供预警、有效保护水资源，降低环境污染程度。

开发阶段：本项目的实验室研发已经基本完成，目前处于优化设计和小试阶段，第一台样机已经进行过海洋真实实验，效果良好。预计2014到2015年进行中试，对产品的工艺流程、原材料成本核算、生产效率、生产设备、产品质量、废料处理、生产安全、产品维修等问题进行验证。2015年底开始着手进行产业化，将前期成果切实可行的服务于科研、环保、民生等领域。

主要实现的技术、经济指标：机器海豚长1.2m，波动关节数为4，转弯关节数为2，任务载荷>5kg，续航时间>2h，通过携带的水质检测传感器，可实现对pH值、电导率、温度、盐度、深度、溶解氧、浑浊度和营养盐浓度的连续在线监测；能源管理与优化系统电池单体电压偏差≤0.1V，电池单体容量偏差≤6%，电池SOC估算误差≤6%，母线电压检测精度≤0.2V；永磁交流伺服系统载波频率10～100K，编码器512线，反馈模式为AB单端反馈，能效比为80%以上，电机驱动方法为SVPWM；水声换能器采用压电陶瓷柱形换能器，直径50mm，高80mm，工作于超声频段，通信距离不小于500m；3个原位式节点可自动带状组网、多跳无线传输；可在线监测pH值、电导率、温度、盐度、深度、溶解氧、浑浊度和营养盐浓度等八项参数，单一节点支持可达3种；支持太阳能供电方式。本项目建成后生产的主要产品为仿生机器海豚及相关能量管理和优化系统，能源管理与优化系统，永磁交流伺服系统，水声换能器、微型水质检测传感器和水质在线监测传感网。仿生机器海豚设计年产能为1000套；永磁交流伺服系统年产能为5000套；微型水质检测传感器年产能为3000套；水质在线监测传感网年产能为1000套。