海水与大气CO2分压全自动连续监测系统*

刘 凯，蒋 凯，汤亚伟

(浙江大学生物医学工程与仪器科学学院生物医学工程教育部重点实验室，浙江杭州310027)

0 引言

工业革命以来，由于化石燃料使用等人为活动，导致大气CO2的平均浓度从过去420ka中的180～300μL/L上升到现在的380μL/L［1］。占地球表面积71%的海洋作为大气CO2重要的汇区，对全球气候的变化具有关键性的调控作用，而海—气界面CO2通量是评估海洋在全球变化中作用的前提和基础［1］。

海表CO2分压pCO2受海表温度控制，当海表温度增加1℃，海表pCO2将增加4%，同时海洋上层的初级生产过程也是影响海表pCO2的一个因素［2］。因此，海表pCO2值与海表温度，叶绿素浓度，pH等参数之间存在密切的联系。监测这些参数，能更准确地评估海表pCO2值。

获得海—气界面CO2通量时空分布最直接的方法是走航式观测海水表层CO2分压［4］。但是，目前走航式监测系统普遍存在以下几个不足之处:

1)存储量小:不能满足4，5个月的数据存储要求。

2)通信手段单一:只能通过海事卫星传输数据，不能实时观测数据，并且数据回放不方便。

3)人工录入困难:由于采用分体式设计，显示部分由单片机控制，输入操作比较复杂。

4)无船艏向测量:简单的以船行进方向作为船艏向，数据准确性差。

针对以上存在的不足，本文研发了连续监测系统，该系统操作简便，功能完善，可满足用户的使用要求。

1 检测原理与硬件系统

本系统可以分为采集处理系统、传感器系统、通信系统、电源系统、上位机显示系统等部分，框架如图1所示。

下位机采集处理系统负责数据采集控制、数据处理，并负责和上位机之间的串行通信。……