我國海洋儀器設備海上試驗場檢測認證體系研究

摘 要：海上試驗場作為海洋儀器設備研發、檢測等科研活動的公共服務平臺，為海洋儀器設備質量的提高提供了強有力的技術支撐，海上試驗場檢測認證資質的獲取將極大地提升檢測和試驗結果的社會公信力和影響力。本文通過分析海洋領域檢測認證及國內外海上試驗場現狀，結合資質認定（CMA）和CNAS實驗室認可要求，提出了我國海洋儀器設備海上試驗場檢測認證體系框架并對海洋領域國家/行業標準進行適用性分析，為后續海洋儀器設備海上試驗場檢測認證體系建設提供研究借鑒。

關鍵詞：海洋儀器設備，海上試驗場，檢測認證，資質認定，實驗室認可

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.24.024

0 引 言

黨的十八大提出“建設海洋強國”的宏偉構想，黨的十九大、二十大共同提出了“加快建設海洋強國”的戰略目標。海洋儀器作為人類認識海洋、經略海洋的基本手段之一，隨著新時代建設海洋強國進程的不斷推進，海洋儀器的可靠性和研發質量需求也在不斷提高，相應的設計開發、樣機研制、定型生產、業務運行以及維修維護等全生命周期的檢驗檢測方法也在不斷提升，檢測條件也急需從單一因素的實驗室模擬向復雜多變因素的海上實海況過渡，在此情況下海上試驗場無疑為當前海洋儀器的檢驗檢測提供了最有力的試驗條件支撐，目前自然資源部、中國船舶集團以及其他高校、科研機構均建立了不同功能的海上試驗場[1]，開展了環境監測、儀器比對、材料腐蝕等方面的試驗和研究，部分試驗場已實現業務化運行。本文以我國海上試驗場的檢驗檢測能力為基礎，通過分析我國海洋領域國家標準、行業標準有關海洋儀器海上試驗的技術內容，結合檢驗檢測機構資質認定（China Inspection Body and Laboratory MandatoryApproval， CMA）和中國合格評定國家認可委員會（China National Accreditation Service for ConformityAssessment，CNAS）實驗室認可的檢測認證要求，提出了我國海上試驗場檢測認證體系發展建議，為提升海上試驗場檢驗檢測數據社會公信力和國際影響力提供理論基礎。

1 我國海洋領域檢測認證現狀與分析

一般來說，檢測認證是檢驗檢測和認證認可的統稱。檢測認證機構是指依據相關標準或規范，利用儀器設備、環境設施等技術條件和專業技能，通過CMA或CNAS能力評價的實驗室[2-3]或證明產品、服務、管理體系符合相關技術規范或標準的合格評定機構[4]。根據市場監管總局統計，截至到2022年底我國檢測認證機構突破5.4萬家，服務產值超過4000億元[5]。目前在海洋領域國家海洋標準計量中心、國家海洋技術中心、國家海洋環境監測中心、青島海檢集團（國家海洋設備質量檢驗檢測中心）、中國海洋石油集團有限公司（計量檢測中心）等機構均已具備檢測認證資質，通過查詢上述機構授權的檢測認證能力范圍明細可知[6-7]，當前海洋領域的檢測認證內容多數集中在海洋基本環境、海洋生物化學、海洋儀器、電線電纜、壓力容器及管道等方面，其中海洋儀器的檢測認證主要是有關表層水溫表、海水鹽度計、海水聲速儀、海水pH測量儀等基于實驗室條件的檢測認證，涉及海上試驗條件的海洋儀器檢測認證項目幾乎空白。在海洋領域檢測認證研究方面，畢衛紅等采用光譜法檢測技術對海洋總有機碳含量進行研究，通過實驗證明光譜法與國標燃燒法實驗結果的擬合系數達到0.99以上[8]。初林靜等對海洋環境鋼筋混凝土的腐蝕檢測技術進行了概述，并重點闡述了針對電化學阻抗譜在鋼筋混凝土腐蝕檢測的應用展望[9]。劉寧等分析了海洋儀器溫度類試驗中溫度嚴酷等級、試驗時間等因素對海洋儀器的影響，給出了溫度穩定時間計算、測量不確定度帶來的試驗誤差建議[10]。夏嵐等對基于錨泊式試驗平臺的溫鹽深測量儀（CTD）、有纜聲學多普勒流速剖面儀（ADCP）、有纜水下機器人（ROV）的海上試驗方法和試驗過程進行詳細介紹[11]。程紹華等采用MATLAB編程方法對比分析了國產CTD（SZCl5-2型）與進口CTD（sbe25）試驗數據差異[12]。周凱等分析了我國海洋儀器設備海上試驗技術現狀，提出了海上試驗技術發展趨勢[13]。錢洪寶和韓鵬分別從規范化海上試驗程序和海上試驗平臺、船時共享平臺、制度規范的試驗情況進行了詳細描述，給出了規范化海上試驗建議并對海上試驗多平臺合作機制以及試驗場運行機制進行了探索性研究[14-15]。王鑫等分析了國際標準檢驗與試驗場技術發展趨勢，提出了以試驗場功能應用為導向的檢測與評價標準體系建議[16]。王愛軍等對在實驗室條件下的4項海洋儀器國家標準技術內容與歐洲海洋儀器檢測方法進行了比對，給出了標準化對象、標準適用范圍、標準技術內容基本一致的結論[17]。此外王項南等以海洋能發電裝置為研究對象，分析了海洋能發電裝置的檢測認證資質需求并在檢測機構、檢測標準體系、檢測認證能力三個方面提出了我國海洋能發電裝置檢測認證建議[18]。趙東蕾等采用層次分析法對海洋檢驗檢測機構的質量管理體系運行有效性進行了綜合性評價[19]。

綜上所述，我國在海洋領域已具備了多個專業領域的檢測認證能力，由于我國海洋儀器設備的研發起步較晚，檢測認證體系建設還不完善，海洋儀器設備的檢測認證依據標準基本都受限于室內實驗室條件，涉及海上試驗條件的較少，同時在海洋儀器設備檢測認證研究方面多數學者關注的重點是試驗方法研究、試驗標準對比，對檢測認證體系建設的研究也較少，僅有海洋能領域檢測認證體系建設作為借鑒，因此為了依托海上試驗場提升海洋儀器檢驗檢測能力，科學評價海洋儀器的研發質量，實現海洋儀器檢驗檢測結果的國際互認，需要進一步加快建設我國海上試驗場檢測認證體系。

2 國內外具備檢測認證資質的海上試驗場現狀與分析

2.1 海上試驗場

（1）美國海洋綜合觀測系統（Integrated OceanObserving System， IOOS）

IOOS是基于國家-地區的合作伙伴關系，致力于探索和研究新方法和新模型來預測風暴潮、海浪高度和海平面變化以促進經濟發展和保護生態環境的海洋觀測系統，其主旨是為了能夠便捷、系統地獲取和發布海洋、海岸帶以及美國五大湖海洋數據信息[20]。美國海岸技術聯盟（Alliance for CoastalTechnologies， ACT）作為IOOS的合作機構之一，是由研究機構、資源管理部門和私營企業組成的合作組織，其主要職責是對IOOS系統提供技術支撐，ACT作為一個公正的第三方測試平臺，目前已對多光譜熒光計、營養鹽傳感器、溶解氧傳感器、pH傳感器、碳氫化合物傳感器、鹽度傳感器等多個海洋儀器進行了試驗驗證并公布了驗證報告[21]，在驗證報告的“質量管理（Quality Management）”章節中明確指出“ACT的質量管理體系已經符合ISO/IEC 17025的要求”，即等同具備CNAS實驗室認可資質。

（2）歐洲海洋能源中心（Eu r op ea n Ma r ineEnergy Centre，EMEC）

EMEC位于英國成立于2013年，是國際知名的海洋能發電裝置測試及認證中心，位于英國蘇格蘭北部的奧克尼（Orkney）群島。EMEC具有兩個并網的測試點位Fall of Warness 潮流測試點位和BilliaCroo 波浪測試點位，已經為超過11個國家的波浪能和潮流能裝置進行了現場測試。2005年EMEC通過了國際實驗室認可合作組織（International LaboratoryAccreditation Cooperation，ILAC）之一的英國皇家認可協會（United Kingdom Accreditation Service，UKAS）ISO/IEC 17025實驗室認可資質授權，2014年EMEC又通過了ISO/IEC 17020檢查機構認證授權，2020年8月EMEC成為世界第一個國際電工委員會可再生能源設備認證互認體系（IEC System forCertification to Standards Relating to Equipment forUse in Renewable Energy Applications，IECRE）測試實驗室（Testing laboratories，RETL），目前RETL的測試標準僅有潮流能轉換設備功率特性評估（IEC/TS 62600-200）[22-23]。

（3）中國船舶重工集團公司七五零試驗場

中國船舶重工集團公司七五零試驗場始建于1966年，是我國國家水下特種裝備的“水-空”跨介質綜合性試驗場，試驗場位于昆明東南約70公里處的南原撫仙湖畔，主要開展深水探測、水下作業及水下檢測設備、水下防衛裝備、海洋工程裝備的研制、生產工作，經中國合格評定國家認可委員會公布內容顯示，七五零試驗場計量中心已具備溫度試驗裝備、水聲換能器和環境噪聲的CNAS實驗室認可資質[24]。

（4）中國船舶重工公司七二五研究所檢測與校準中心

中國船舶重工公司七二五研究所檢測與校準中心總部位于河南洛陽，該中心建設有約1. 2萬平方米的專用實驗室，具有各類測試設備800余臺套，中心在青島、廈門、三亞等地分別建設有科技工業自然環境試驗站、材料環境腐蝕野外科學觀測研究站等海洋環境試驗站，開展了海上平臺涂料、漆與有關表面涂料等涂料類耐候性試驗、防污漆浸泡試驗以及塑料老化試驗、金屬材料制品的腐蝕試驗項目，具備CNAS和CMA資質，并是船級社認可的船舶材料驗證試驗機構[25]。

（5）國家海洋技術中心

國家海洋技術中心是隸屬于自然資源部的事業單位，負責為全國海洋觀測業務支撐和海洋可再生能源產業發展提供管理支撐，負責承擔山東威海、浙江舟山、廣東珠海、海南三亞四個試驗場區的建設內容，目前國家海洋技術中心已具備CMA資質，授權要素為水溫、鹽度、風、氣溫等海洋水文氣象參數，pH、溶解氧等海洋生物化學參數以及功率特性、電能質量特性等海洋能發電裝置參數。

2.2 分析

通過梳理國內外海上試驗場現狀可知，目前國內外海上試驗場的認證主體可以分為兩個部分，一是由試驗場直接作為檢測認證主體，比如EMEC；另一個是由試驗場的支撐機構作為檢測認證主體，比如IOOS的支撐機構ACT、七五零試驗場的計量中心、國家海洋技術中心等，無論是以那種主體作為認證機構，其都不會影響檢驗認證活動公正性和客觀性，其次是國內外海上試驗場的檢測認證要素，除EMEC、國家海洋技術中心具備對海洋能發電裝置的檢測認證授權外，ATC、七五零試驗場、七二五研究所檢測與校準中心均具備不同參數的海洋儀器設備檢測認證授權，其中通過分析七五零試驗場水聲換能器檢測標準GB/T 7965-2002 《聲學 水聲換能器測量》可知，標準對檢測條件有嚴苛的規定“應注意溫度、靜水壓、電接地、頻率、聲負載等條件保持恒定”，是否適用于試驗場環境還需開展進一步研究。

3 我國海洋儀器設備海上試驗場檢測認證體系建設

海洋儀器設備海上試驗場建設目標是為進一步加快形成海洋產業公共服務平臺網絡，推動海洋經濟高質量發展，根本目的是為海洋儀器設備提供實海況檢驗檢測環境，為涉海企業提供技術信息、試驗、以及產品研制、設計、加工、檢測、大型設備共享等高質量和全方位的服務[26]。要開展我國海洋儀器設備海上試驗場檢測認證的體系建設，首先需要摸清當前我國海洋儀器設備檢驗檢測現狀，系統性分析海洋儀器設備的檢測認證產品或參數，編制檢測認證體系框架；其次根據檢測認證體系內容，詳細梳理并確認各子框架的檢測認證所需的標準方法、儀器設備指標、人員能力等內容；最后根據實驗室自身需要按照RB/T214-2017或GB/T 27025-2019要求編制相應文件資料，向（國家/地方）市場監管總局或中國合格評定國家認可委員會提交檢驗檢測資質申請。

3.1 我國海洋儀器設備海上試驗場檢測認證體系框架

編制我國海洋儀器設備海上試驗場檢測認證體系框架核心要素之一是確認檢測認證產品和參數的分類，由于我國海洋儀器設備種類眾多，檢測認證的產品或參數也各異，比如羅續業等根據海洋觀測手段的不同，將海洋儀器設備分為天基、岸基、?；N類別，其中海基又細分為海表面、水下和海底[27]，HY/T 042-2015 《海洋儀器設備分類、代碼與型號命名》、HY/T 207-2016《海洋儀器設備產品與檢測標準體系》則根據海洋儀器設備的功能分為海洋水文儀器、海洋物理儀器、海洋化學儀器、海洋生物儀器、海洋氣象儀器、海洋綜合觀測系統等類別。在檢測認證方面，2021年國家計量認證海洋評審組發布的《海洋領域資質認定能力申請表模板（試行）》將海洋領域的資質認定能力范圍分為8大領域33個大類463個小類，2022年CNAS發布的《CNAS-AL06 實驗室認可領域分類》以學科領域將檢測認證的項目或參數分為物理、化學、機械、電氣、日常消費品、建筑工程等。因此根據我國海洋儀器設備的特點及檢測認證的要求，形成的我國海洋儀器設備海上試驗場檢測認證體系框架如圖1。

3.2 我國海洋儀器設備海上試驗場檢測認證依據標準

（1）產品檢測

根據自然資源部2021年統計的自然資源標準目錄顯示，我國現有海洋領域國家標準134項，行業標準309項[28]，雖然國家海洋標準計量中心等機構已具備按照GB/T 23246-2009《電導率溫度深度剖面儀》、HY/T 017-1992《表層水溫表》、HY/T 101-2017《海水聲速儀檢測方法》等標準要求的海洋儀器設備產品檢測資質，但是這些標準的檢測環境條件限制在海水槽或實驗室中，對溫度、濕度及指標波動都有嚴苛的要求，無法作為海上試驗場的產品檢測標準使用。為此，本文梳理了海洋領域內部分標準，提出適合海洋儀器設備海上試驗場的產品檢測標準如下：

1）HY/T 135-2010 海床基海洋環境自動監測平臺系統

本標準6.4.3“聲學應答釋放器有效作用距離”章節提出了聲學應答釋放器的距離試驗，試驗要求在水深小于100米的開闊海域進行，釋放器的水上機和水下機分別搭載在兩條試驗船上，標準還給出了試驗步驟和結果判斷準則。

2）HY/T 143-2011 小型海洋環境監測浮標

本標準6.3“浮標姿態試驗”章節要求將小型浮標吊至岸邊放入水中，用目測法觀測小浮標的吃水線，并給出了主尺度參數判斷要求。

3）HY/T 090-2005 壓力式波潮儀

本標準“附錄C”中給出了壓力式波潮儀與測量原理相同的WTR9、S4、SeaPac 2100等進口儀器海上比對試驗方法、試驗海況和試驗數據處理方法的要求。

4）HY/T 102-2007 聲學多普勒流速剖面儀檢測方法

本標準8.3.1“GP S檢測法”中要求采用搭載GPS的試驗船與ADCP在同一地點往返測得矢量值進行比對，標準還給出了檢測程序、數據處理要求和檢測結果的判斷準則，此外8.3.2“同類型測流儀器檢測法”中給出了被檢測ADCP與標準ADCP在同一試驗船進行數據比對的檢測程序和數據處理要求、檢測結果判斷準則。

5）HY/T 159-2013 拖曳式多參數剖面測量系統

本標準6.1.2“現場試驗條件”給出了試驗船舶的技術指標以及試驗場所的試驗要求內容，規定試驗場所的工作海況不大于4級，試驗區域分為10-70 m水深、10-150 m水深、10-250 m水深、10-600 m水深四個區域。

6）HY/T 092-2015 海洋實時傳輸潛標系統

本標準5.6“可靠性”章節給出了海洋實時傳輸潛標系統綜合控制中心、系留通信浮標、定時通信浮標等在水下工作1年時間的可靠度要求。

（2）部件及材料檢測

海洋領域有關海洋儀器設備部件或材料的海上試驗標準內容較少，目前僅有船舶領域起草了部分防污漆海水浸泡和金屬海水腐蝕標準適用于海上試驗場，比如：

1）GB/T 5370-2007 防污漆樣板淺海浸泡試驗方法

本標準給出了船舶及近海海洋工程機構的防污漆樣板制作要求，浸泡試驗的試驗程序、評定準則以及報告要求，標準規定浸泡試驗應至少在海域生物旺季前1個月開始，試驗開始的前3個月每月觀察1次，之后每季度觀察1次，1年后每半年觀察1次。

2）GB/T 6384-2008 船舶及海洋工程用金屬材料在天然環境中的海水腐蝕試驗方法

本標準給出了船舶及海洋工程用的金屬材料在天然海水條件下的全浸、潮差和飛濺海水腐蝕試驗并給出了判定準則，標準規定試驗海域的地點條件為無大的波浪沖擊、一般流速在1 m/s以下，有潮汐引起的自然流動，試驗開始時間推薦為每年9-12月，試驗時間分為0.5年、1年、2年、4年、8年、16年。

（3）軟件檢測

目前暫未查詢到適用于海上試驗場的相關軟件檢測標準方法。

（4）環境及可靠性試驗

當前海洋領域比較常用的環境及可靠性試驗標準為GB/T 32065《海洋儀器環境試驗方法》系列標準，包括高溫試驗、低溫試驗、恒定濕熱試驗、鹽霧試驗、沖擊試驗、水靜壓力試驗等，但是這些標準的試驗條件也是針對室內模擬環境，并不適用于海上試驗場。

4 結 語

檢測認證工作是一個系統性、復雜性、持續性的活動，檢測認證工作中“人、機、料、法、環、測”的各個節點均要滿足認證評審要求并留存文件記錄，本文通過對海洋儀器設備海上試驗場檢測認證體系的研究，提出了檢測認證體系的總體框架及部分可以適用標準的分析，但是本文所提及的標準方法中的試驗要求、試驗步驟及結果判定是否充分滿足檢測認證資質的評審條件還需在資質申請階段進一步確認。此外，我國海洋儀器設備海上試驗標準欠缺，僅有標準的部分章節提出了海上試驗的內容，無法滿足海洋儀器設備海上試驗場檢驗檢測的需要，因此建議有關部門大力推動海洋儀器設備海上試驗、檢測標準的制定，為高質量開展海洋儀器設備海上試驗場檢測認證工作夯實基礎。

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作者簡介

李健，碩士研究生，工程師，研究方向為測試計量與技術。

徐紅瑞，通信作者，本科，工程師，研究方向為海洋儀器標準化。

（責任編輯：袁文靜）