物理海洋學的研究離不開大量的實測海洋數據，集成了各種性能優異的傳感器儀器設備是海洋調查的基礎。作為國之重器，海洋傳感器值得各方面的重視。比如一臺超大型智能鉆井平臺，便安裝有2萬多個探測傳感器和5萬多個感應報檢點。

海洋儀器設備的一個最大特點是，生產批量小、應用范圍窄、使用壽命短，而穩定、可靠性和一致性，以及測量分辨率和精度等要求又特別高，需要在不斷應用中改進制造工藝和提高技術性能。傳感器技術是海洋儀器設備的基礎，其各方面性能是衡量儀器設備好壞的關鍵，同時也是調查數據質量的保證，各種數據訂正方案應運而生，但是在長期的觀測中，傳感器的穩定性、漂移、準確度等指標依然是最重要的部分。海洋傳感器在海洋監測、觀測領域的應用十分廣泛，可測量并提供各種海洋環境要素，如溫度、電導率/鹽度和壓力/深度等基本物理海洋學要素的原始數據，不僅用于海洋科學研究，還是海洋資源開發領域應用不可或缺的重要數據源。因此，開發、研制海洋傳感器，意義深遠。

一、海洋傳感器及其分類

隨著海洋觀測技術的不斷發展，作為各種觀測要素的感知、采集、轉換、傳輸和處理的功能器件，傳感器的作用日益突出。海洋傳感器是海洋觀測系統的神經末梢，作為海洋觀測數據的設備基礎，可獲取海洋水質、水文、生態、成像、地形地貌、地震波等信息，其觀測數據的準確性、原位性、連續性等，與最終海洋觀測結果息息相關。

海洋傳感器種類繁多，常規監測參數達上千種，常用傳感器達數百類。海洋傳感器根據應用領域大致分為海洋生態環境保護應用、海洋資源勘探開發應用、國防安全應用和科學研究應用等。在不同的應用領域，觀測目標和參數各有不同，同一參數的觀測方法和原理也多種多樣。

海洋傳感器根據檢測參數類別可大致劃分為水質類、水文類、地質地震類、聲學探測類、光學探測類等，每一類檢測參數大則包含上百項檢測目標，少則數十項檢測目標，且根據應用領域和應用環境的不同，每一項檢測參數的工作原理和技術實現手段各有不同。

表1 海洋傳感器及其分類

二、海洋傳感器市場需求

目前的海洋溫、鹽、深、流速等物理傳感器技術已經近20年沒有更新換代，其響應時間慢、體積大、功耗大、重量大、成本高、非環保等缺點已經阻礙了海洋觀測的需求和許多新的應用開展。

海洋化學傳感器、海洋微生物傳感器也都存在不能與時俱進的問題，我國目前尚不具備全面、完整的微生物數據庫，適合長期海洋監測的便攜、低功耗、原位、實時、快速、精確的海洋微生物傳感器也未有相關產品。

中國90%的傳感器依賴進口，只有通過國產化來降低成本，國內海工裝備才用得起傳感器。國外的海洋傳感器已經近二十年沒有更新換代了，但是在過去二十年，材料技術、信息技術、集成電路技術等都取得了很大的進步，當這些新技術滲透到海洋傳感器領域的時候，就會有大的突破。

預計今后2年~5年內國產傳感器將實現量產，基于這些新的技術未來將實現傳感器領域的彎道超車。傳感器的應用普及，將會對多個領域帶來突破性的發展。未來國產傳感器將實現遠程實時監測，云端傳送信息，由中心處理器來掌握實時信息，隨時進行檢測校對。

據統計，2017年中國的傳感器市場為2070億元，預計到2021年可以達到5937億元。世界智能傳感器市場2015年已經達到1萬億元，在2016~2020年間，可以達到20%的年復合增長率。因此，傳感器的需求量極大，在全球也具有廣闊的市場。

未來，我國將基于創新的光電集成芯片和光學傳感原理，基于光電集成芯片技術，依靠發展成熟的集成電路的制造設備與工藝水平和在中國國產化的集成電路芯片制造水平，結合我國已搭建起的芯片產業鏈，通過國內外的密切合作，開發具有自主知識產權的芯片級海洋物理、化學和微生物傳感器，并且實現微型化與國產化，推進“兩用”研究，進一步將海洋傳感器開發應用到高端智能裝備的制造領域，加速實現“中國制造2025”所依托的高端智能傳感器芯片的國產化。

三、檢索式策略

傳感器種類非常多，應用領域也非常廣泛，在工業領域有大量的應用。本次檢索策略的構建主要是聚焦海洋應用領域，重點檢索專門應用于該領域的傳感器研究論文和專利。論文數據來自科睿唯安WOS核心合集數據庫，專利數據來自DII數據庫。檢索式及檢索結果如下表，本報告根據檢索式6進行數據檢索及分析。

表2 海洋傳感器領域論文和專利檢索策略

四、海洋傳感器科技論文研究情況