作者；郑晓敏
1概述
随着经济建设和海洋科技的发展，国家对海洋的开发不断深入与重视，对海洋环境监测平台的需求日渐迫切。海上的任何活动，无论是海洋开发与研究，还是海洋环境监测、灾害预报和海上活动，都是在特定的海洋环境中展开的，都依赖于对海洋环境要素基础数据、变化规律的及时掌握和预测预报，需要先进的海洋环境综合监测平台，实现全天候、全方位的连续监测，从而能达到及时准确地掌握海洋环境态势的目的。目前的海洋环境监测平台主要包括两种类型：一种是固定式监测平台，通过锚泊系统系留在水下固定位置，对某一海域进行定点监测；另一种是移动式监测平台，其在水下自主沉浮并可随流漂移，可实现大面积海域的环境监测。当平台在水下一定深度自主沉浮时，因海水密度变化、外界水压引起平台体积变化及平台自身吸水率等环境因素，导致平台在水下的浮力产生变化，在布放前如果不进行精确配重，则可能会导致平台因负浮力不够而不能下沉到设定深度，或者因为正浮力不够使平台不能上浮到水面进行通信。因此平台布放前的实验室配重极为重要，本文主要针对高静水压力下产品体积变化的计算提出了一种简单的试验方法，以供参考。
2试验方法研究
为计算产品在水下某一深度的体积变化，在产品底部用零浮力细绳吊挂一定长度及重量的钢珠，然后把产品安置在特制的布放架上，布放架上安装有摄像装置及照明系统，可记录产品在水下的运动全过程；将布放架及产品放人压力釜内，密闭好压力釜后通过加压系统根据加压曲线进行加压及卸压，卸压后取出布放架及产品，完成试验。具体试验步骤如下：
(1)将产品配成微负浮力：首先通过高精度电子秤测出产品在空气中的重量M空气(kg)，称重过程中注意调平电子秤。然后用激光温度计测量压力釜内水的温度臼(℃)，数据记录在表1。当产品安置在布放架上放入压力釜时，为保证产品不浮出水面，应先把产品配成微负浮力，配平方法如图1所示。在压力釜上端放置刚性垫板，并在垫板上平放高精度电子秤，同时将一平板放在电子秤上去皮，再通过零浮力细绳将产品系住并挂接在平板上，慢慢将产品放入水中，待平稳后记录电子秤上产品的水中负浮力F水（K）数值并填人表1。
(2)在产品底部配一串钢珠链条，如图2所示。当产品放入压力釜进行加压后，随着压力的增加，压力釜内水的密度变大使产品浮力增加；同时产品体积在高压下被压缩，产品浮力减小；在这二者的综合影响下，产品的浮力还是大于重力，会向上浮并带起悬挂在产品底部的钢珠。因此在产品底部配置钢珠个数及重量时要进行预估算，不能挂太重。
(3)将产品布放在压力釜内。将配好钢珠链条的产品安放在特制的布放架上，并通过行车将其吊放在压力釜内，如图3所示。布放架上安装有摄像装置及照明系统，可记录产品在水下的运动全过程。
(4)密闭好压力釜后开始加压。密闭好压力釜后，逐渐加压，根据产品在水下的最大工作深度设定加压曲线，如产品所受最大压力为p MPa，可根据需要记录n个点，则在p／n MPa，2p／n MPa，3p／n MPa，4p／n MPa，…，pMPa各保压2 min，以方便摄像机取出后能准确读取产品提起的钢球个数。加压时间曲线示意图如图4所示。加压过程中，随着产品浮力的增加，产品逐渐上浮并将吊挂的钢珠提起，如图5所示。在加压完成后，进行卸压。
(5)取出产品，读取水下摄像设备录像，并将数据记录在表2。
3计算方法
3.1 计算产品重量M与初始体积V。
其中：M为产品重量（指产品真空中的重量）；V。为产品初始体积（产品空气中的体积）；M空气为产品在空气中重量；F水为产品在水中的负浮力；P压力釜水为压力釜内水在一定温度下的密度；F空气为产品在空气中的浮力；p气为空气密度，P空气=0. 001 23 g／cm3。
由式(1)、式(2)、式(3)可计算出M和Vo。
3.2计算某一压力下产品的体积损失V压力损失
根据下式计算某一压力p下压力釜中水的密度：
其中：P压力釜加压后水为某一压力下压力釜水的密度，(kg/m3)；V为压力釜的体积；AV为压力釜内的水在加压后的体积减小量。
根据下式计算产品在某一压力下的体积：
其中：V1为产品某一压力下体积；M钢珠为某一压力下提起钢珠重量，kg。由公式(5)可计算出V1，则V压力损失=Vo -V,。
4结论
本文采用将产品放入压力釜内，并对其进行加压，通过加压过程中产品提起的钢珠重量来计算出产品的体积损失值，为产品海试前配重试验提供数据支持。本方法为计算产品水下一定压力下的体积损失提供了一条新思路。
5摘要：首先简要叙述了海洋环境监测平台在水下一定压力下体积损失的计算对产品海试前配重的重要性；然后介绍了将产品放入压力釜内，并对其进行加压，通过加压过程中产品提起的钢珠重量来计算出产品体积损失值的方法，并给出了计算公式，为计算产品水下一定压力下的体积损失提供了一条思路。
