Результаты исследования метрологических характеристик профилографа YSI CastAway-CTD

Представлены результаты лабораторных экспериментов по исследованию метрологических характеристик профилографа YSI CastAway-CTD. Рассмотрены факторы, определяющие суммарную стандартную неопределённость (ССН) калибровки датчиков температуры и удельной электропроводимости (УЭП). Выполнен расчёт стандартных неопределённостей отдельных компонентов ССН. Из анализа выявленных систематических отклонений в показаниях датчиков тестируемых экземпляров CastAway-CTD получены оценки пределов временного дрейфа калибровочных характеристик. Для устранения систематического эффекта в данных профилографов использовались корректирующие уравнения 3‑го порядка. Установлено, что после коррекции данных оценки расширенной ССН датчиков температуры и УЭП (в пределах рабочих диапазонов –1,6 ≤T≤ 30 °C и 27 ≤С≤ 57 мСм/ см) не превысили значений, заявленных производителем. На основе экспериментальных данных продемонстрировано, что тепловая инерционность корпуса зонда является одной из значимых метрологических характеристик профилографа, способной исказить картину стратификации исследуемых водных масс.

1. ГОСТ Р 54500.3–2011. Руководство ИСО/МЭК 98–3:2008. 2012. Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения. М.: Стандартинформ. 101 с. Accessible via: https://meganorm.ru/Index2/1/4293792/4293792084.htm 07.11.2019.

2. Архипкин В.С., Лазарюк А.Ю., Левашов Д.Е., Рамазин А.Н. 2009. Океанология: инструментальные методы измерения основных параметров морской воды. М.: МАКС Пресс Москва. 336 с.

3. Лазарюк А.Ю. 2009. Динамическая коррекция СTD-данных // Подводные исследования и робототехника. № 2 (8). С. 59–71.

4. Походун А.И. 2006. Экспериментальные методы исследований. Погрешности и неопределенности измерений. СПб: СПбГУ ИТМО. 112 с.

5. Рамазин А.Н. 2016. Некоторые научно-методические аспекты метрологического обеспечения измерений электропроводности и температуры морской воды с помощью СТД-зондов // Труды ВНИРО. Т. 159. С. 167–182.

6. Рамазин А.Н. 2018. Оценка неопределённости калибровки и измерений датчиков температуры СТД-зондов «Sea Bird» // Системы контроля окружающей среды. Севастополь: ИПТС. 2018. Вып.14 (34). С. 33–42.

7. Рамазин А.Н. 2021. Оценка неопределённости калибровки эталонной ячейки электропроводимости калибратора Т01 «Idronaut» «Установки для измерения УЭП морской воды ВНИРО» // Труды ВНИРО. Т. 184. С. 99-111.

8. Рамазин А.Н., Левашов Д. Е. 2016. Методические рекомендации по калибровке и метрологическому обеспечению измерителей параметров водной среды. М.: Издво ВНИРО. 127 с. Рекомендации по стандартизации Р50.01.097–2014. 2015.

9. Статистические методы. Примеры измерений при анализе повторяемости и воспроизводимости. М.: Стандартинформ. 2015. 34 с.

10. A-8. Overview of Available. СastАway-CTD User’s Manual, 2010. Accessible via: https://www.fondriest.com/pdf/ysi_castaway_manual.pdf. 28.09.2019.

11. СastАway-­CTD User’s Manual, 2010. Accessible via: http://www.xylemanalytics.com.au/media/pdfs/ysi-castawayctDprinciples-of-operation.pdf. 24.10.2019.

12. Fozdar F.M., Parker G.J., Imberger J. 1985. Matching temperature and conductivity sensor response characteristics // J. Physical Oceanography. V. 15, p. 1557–1569.

13. Giles A.B., McDougall T.J. 1986. Two methods for the reduction of salinity spiking of CTD’s // Deep-Sea Res. V. 33. № 9. P. 1253–1274.

14. IOC, SCOR and IAPSO, 2010. The international thermodynamic equation of seawater — 2010: Calculation and use of thermodynamic proper-ties. Intergovernmental Oceanographic Com-mission, Manuals and Guides 56, UNESCO (English), 196 pp. Accessible via: http://www.teos‑10.org/TEOS-10_Manual.pdf. 20.08.2019.

15. Fofonoff N.P., Millard R.C. 1983. Algorithms for computation of fundamental properties of seawater, UNESCO technical papers in marine science 44, 53 pp.

16. Morison J., Andersen R., Larson N., D’Asaro E., Boyd T. 1994. The correction for thermal-lag effects in Sea-Bird CTD Data // J. Atmos. Oceanic Technol., 11, 1151–1164.

17. Trump C.L. 1983. Effects of ship’s roll on the quality of precision CTD data // Deep-Sea Res. V. 30. No. 11A. P. 1173–1183.

18. WGS84 Ellipsoid Gravity Formula, Department of Defense World Geodetic System 1984, NIMA TR8350.2, 3rd edition amendment 1, January 2000, Technical Report pages 3–5 to 4–2. Accessible via: http://earth-info.nga.mil/GandG/publications/tr8350.2/tr8350_2.htm. 24.10.2019.

19. UNESCO technical papers in marine science. 1988. UNESCO. V. 54. 94 p.