積極推動海洋監測技術與儀器自主研發

——訪國家海洋技術中心于連生研究員 

進入21世紀以來，全球海洋經濟快速發展，成為世界經濟增長的重要組成部分和新的亮點。其中，2008年我國海洋生產總值29662億元，占國內生產總值近10%。1996年海洋技術領域納入863計劃以來，我國海洋技術得到快速發展，海洋技術領域累計投入國撥經費近28億元。僅“十一五”期間投入專項經費18.6億元，在海洋油氣勘探開發、海洋環境監測、海洋生物資源利用、深海探測等方面取得了一大批技術成果。 

2010年4月29日-30日，“863計劃海洋技術成果轉化推廣暨產品推介對接洽談會”于青島市召開。此次會上，國家海洋技術中心的于連生研究員展示了其研制的海洋監測儀器“光學懸沙粒徑譜儀”、“激光懸沙測量傳感器”。并且于洽談會上，于連生研究員就“激光懸沙測量傳感器”與國內知名的粒度儀廠商——丹東百特儀器有限公司簽訂了金額500萬的技術轉讓協議。 

近日，儀器信息網(以下簡稱：Instrument)采訪了于連生研究員，就其科研成果與技術情況、產業轉化、市場前景等相關問題進行了交流。

海洋環境監測：了解、保護和合理利用海洋資源

Instrument：于連生研究員，您好!非常感謝您接受儀器信息網的采訪。請您談談海洋環境監測重要意義?

于連生研究員：海洋是生命的搖籃，與人類的生存息息相關。海洋是地球上水循環的起點，海水受熱蒸發，水蒸汽升到空中，再被氣流帶到陸地上來，使陸地上有降水和徑流。陸地上有了水，生物才得到發展。海洋對地球上的氣候起著調節作用，使氣溫變化緩和。所以說，海洋環境對陸地環境的形成也起著決定性的作用。 

我個人認為：首先海洋環境是用表征海洋狀況的特征參數來量化，這些參數主要包括地理參數，如海域面積、海岸線、水深等；水質參數，如鹽度、溶解物、懸浮物等；海洋生物，如魚蝦貝類、海洋植物等；以及海底沉積物的數量、分布等。以上參數在海流、潮汐、風浪、光照的作用下不斷的運動變化，海洋環境就是用這些參數及其運動規律來描述。 

在正常的情況下，海洋參數運動變化，海洋生物生生息息，處于動態平衡狀態，但是，由于外界因素，例如陸源污染、過度性開采等，打破了這種動態平衡，海洋環境就會遭到破壞。為了保護和合理利用海洋資源，首先要了解海洋，也就是對海洋環境參數進行監測，這就是海洋環境監測的意義所在。 

Instrument：請您介紹一下，海洋環境監測與常規的環境檢測有何不同?

于連生研究員：海洋環境監測與常規環境檢測的不同是由于海洋環境與陸地環境不同造成的。其一，測量的參數不盡相同；其二，測量環境不同；其三，對儀器的要求不同。大家都知道，海水是咸的，具有腐蝕性；海上風浪巨大，破壞性強；海很深，每增加10米水深，就增加一個大氣壓，因此放在水下的儀器要耐高壓；生活在海邊的人都知道海草和海蠣子，它們都會在儀器上長，我們叫“生物附著”，這些都是海洋環境監測儀器要重點解決的特殊問題。 

水中的懸浮顆粒、懸浮泥沙、微藻等是海洋環境參數之一，對它進行監測，是海洋環境監測的不可或缺的內容之一。懸浮泥沙的現場測量對研究泥沙運移規律，河口變遷、對航道疏浚、海中構筑物都有重要意義；微藻數量、種類測量對于赤潮研究具有重要價值。我們課題組研制的“光學懸沙粒徑譜儀”、“激光懸沙測量傳感器”就是測量海洋懸浮顆粒的儀器。

 

“海洋儀器研制的信息法”：利用信息技術，將成熟技術移植到海洋儀器上

Instrument：請介紹一下您在海洋儀器研發方面的經驗?

于連生研究員：研制海洋現場儀器是非常重要的。例如，我們國家的海洋泥沙研究在世界上還是處于先進地位的，但理論模型的研究超前于現場測量方法和測量儀器，沒有現場測量儀器和測量結果，尤其是實時結果對模型的驗證，理論是缺乏公信力的。從這個意義上說，我國迫切需要自主研制海洋監測儀器。 

在儀器研發過程中，我遵循這樣一條原則：研制海洋儀器，技術攻關點或重點關注點放在海洋環境的特殊性上，利用信息技術，充分地收集有用的成熟技術移植到海洋上，很好地完成了這種移植，也就多、快、好、省地完成了儀器研制。我把這種方法叫做“海洋儀器研制的信息法”。 

Instrument：您研制的“光學懸浮沙粒徑譜儀”，其性能優勢及應用情況如何?

于連生研究員：“光學懸沙粒徑譜儀”是一種可以放在海水中自動成像的數字顯微鏡，將這種儀器放在水里，它就會自動地將水中懸浮的顆粒拍下圖像，將這些圖像傳到計算機里，通過分析，給出顆粒的大小、濃度。“光學懸浮沙粒徑譜儀”可以自動拍攝懸浮于水中的1微米到100微米的顆粒，基本可以滿足平均粒徑在30微米到50微米的懸浮泥沙顆粒的測量需求。

 

光學懸浮沙粒徑譜儀

“光學懸沙粒徑譜儀”就是一臺可用于水下的數字顯微鏡，加上專用的顆粒圖像分析軟件，就構成了可用于水下的顆粒圖像分析儀，863立項時主要是針對長江口的懸浮泥沙測量，所以叫“光學懸浮沙粒徑譜儀”。這種儀器是我們第一個發明的，獲得了國家發明專利。這種儀器國外還未見有關報導。 

“光學懸浮沙粒徑譜儀”已經在長江口、黃河口、遼河口、大連灣、鲅魚圈等多個海區獲得了大量現場資料，其關鍵技術已在磨料生產中

成功應用，最近又獲得了國家海洋公益性項目的支持，目標就是實現產品化，隨著近年來數字成像技術的突飛猛進，相信在國家項目的支持下，具有獨立知識產權的“光學懸浮沙粒徑譜儀”不久就會形成批量生產能力。 

Instrument：您研制“激光懸沙測量傳感器”的研發過程、及其性能優勢如何?

于連生研究員：運用“海洋儀器研制的信息法”，“激光懸沙測量傳感器”就是將實驗室的激光粒度儀移植到海水中，是一種可以放在水里測量懸浮顆粒的激光粒度儀。我們主要解決水下密封、防腐、自動工作等問題，而這些關鍵問題解決了，儀器也就基本做好了。儀器已經過了現場實驗和比測，達到了預期目標。這種儀器在國內，我們是第一家，也申請了發明專利。

 

激光懸沙測量傳感器

Instrument：請介紹一下您編寫的《光學懸浮沙粒徑譜儀》海洋行業標準的相關情況?

于連生研究員：實際上，《光學懸浮沙粒徑譜儀》海洋行業標準是針對顯微圖像法光學懸浮沙粒徑譜儀和激光懸沙測量傳感器的性能檢驗起草的標準。本標準將為檢驗該類儀器的性能參數如粒徑測量范圍、測量準確度、雙峰分離、分布寬度等參數提供統一方法。因為這兩種儀器有其共性，并且都用于現場懸浮顆粒測量，雖然方法不同，但測量參數相同，所以把它們的檢驗納入到一個標準中，這樣有利于比較。 

科研成果產業化：明確“用到哪里、怎么用、用的結果”

Instrument：除“光學懸沙粒徑譜儀”、“激光懸沙測量傳感器”外，您與企業合作的項目有哪些?

于連生研究員：以前與企業的合作主要是為企業提供聲光器件和技術支持，說起來時間不短，如深圳大族激光公司成立最初，激光打標機的關鍵技術聲光Q開關和驅動電源就是我提供的。中國大恒激光公司、桂林星辰公司等多家企事業單位都用過我為他們提供的聲光器件和技術指導，包括國外聲光器件修理。 

Instrument：您認為我國科研成果產業化方面還存在哪些問題?

于連生研究員：科研與市場脫節，科研院所以爭取到科研項目、科研經費為目標的現狀是科研成果無法實現產業化的主要問題所在。 

基礎科學研究可以自由探索，但已有的成果要轉化為產品，就不能自由探索，開拓市場，落實用戶是成果向產品轉化的關鍵，沒有市場的產品是無法生存的。 

我覺得科研成果能否轉化為產品首先要明確用到哪里，怎么用，用的結果如何，得出了什么結論。 

Instrument：請您介紹一下，您在實現科研成果產業化方面的經驗?

于連生研究員：自“九五”以來我一直承擔國家863計劃海洋監測技術項目的研究。我覺得海洋儀器不同于其他產品，它的用戶是國家，具有公益性特點，這樣的儀器與市場上流通的商品具有明顯的區別。 

對于這類產品要針對國家需求，提出明確的目標，注重實用結果和得到的結論，就像氣象預報，誤報率少就是成功；因此國家的、明確的、可操作的、具體的目標要求是研制出高水平海洋監測儀器產品的關鍵，就像航天技術，國家的目標要求十分明確，任務完成的質量就非常容易判斷。沒有明確目標的探索性階段要越短越好。 

于連生研究員科研團隊：“松散的”，但高效的聯合體

Instrument：請介紹一下，您的工作經歷、取得了哪些科研成果、正在進行哪些方面的研究工作、下一步的科研工作重心?

于連生研究員：我1974年畢業于中國海洋大學分配到國家海洋技術中心。三十多年的科研工作主要分為三方面的內容：1、聲光技術研究；2、海洋衛星；3、懸浮顆粒測量。 

近幾年的工作主要是完成863計劃支持的“激光懸沙測量傳感器”的研制、“光學懸浮沙粒徑譜儀海洋行業標準的編寫”，并承擔了海洋公益性項目“海濱自動觀測儀器檢測技術與規范子課題-聲學測波儀鑒定設備改造”和“我國近海海洋綜合調查與評價(908專項)赤潮災害發生規律、預警和防治對策研究子課題-全自動顯微成像儀赤潮監測技術”的研究，這幾項課題目前都在驗收過程中。 

今后，主要想完成《實驗聲光學》一書；借助863產業化對接和新的海洋公益性項目的支持，把光學懸浮沙粒徑譜儀的產業化工作做好。 

Instrument：最后，請您介紹一下國家海洋技術中心的情況?以及您領導的科研團隊情況?

于連生研究員：國家海洋技術中心是國家海洋局下屬的事業單位，主要為國家海洋局提供技術支撐。 

我們的科研團隊是一個“松散”的聯合體，成員不光有海洋技術中心的在編人員，還有來自工廠的技術能手，來自大學的老師、在讀博士、博士后，主要研究方向是聲光技術及其在海洋環境監測中的應用。自“九五”開始，我們承擔了5項863計劃課題，1項海洋局課題，2項國家科研專項課題。在項目研制的過程中，始終與企業和實驗場保持緊密的聯系。這種聯合擴大了人才空間，有效地集中了經費，避免了許多體制弊病，實踐證明效率是高的。 

后記

于連生研究員談到與丹東百特儀器有限公司關于“激光懸沙測量傳感器”的合作時，說，“目前，該轉讓工作正在有序進行，我們和丹東百特儀器有限公司有很好的合作基礎，相信會成功的。” 

于連生研究員談到充分發揮科研成果的作用時，曾說到，一臺新的測量儀器，可能還不穩定，不精確，但是可以作為教學實驗儀器使用，或可為建立獨具特色專業實驗室提供很好的途徑。而且，于連生研究員不是被動的等待成果的產業化，如其研制的“光學懸浮沙粒徑譜儀”，在產業化之前已經獲得了大量現場應用數據，那么一旦有了機遇，很快就會形成批量生產能力。 

采訪過程中，給編者印象最深的是貫穿于于連生研究員整個科研工作中的求真、嚴謹、務實精神。于連生研究員研制的每一項成果均根據實際需求來確定科研方向，也因此他的科研成果能很快得到推廣應用，并解決海洋監測實際問題。這種定位于實際、定位于解決問題的求真務實科研精神，值得每一個科研工作者借鑒和思考。 

采訪編輯：劉豐秋

附錄：于連生研究員簡介

于連生，研究員，中國聲學學會理事，高級會員，中國儀器儀表學會視聽工程學會理事，天津聲學學會理事；曾任中國聲學學會超聲電子學分會委員；天津激光學會理事。多年從事聲光技術和海洋儀器研制，主持了多項國家科研攻關項目，曾獲中科院青年獎勵基金，海洋局、天津市、阜新市有關獎項。取得專利4項。發表論文50余篇。 

來源：《儀器信息網》2010年

 

執著科研，不懈攀登

——訪國家海洋技術中心于連生研究員

他是一位真正的耕耘者，心懷天下，淡薄名利，專注科研。作為國家海洋技術中心研究員，中國聲學學會理事，于連生研究員多年從事聲光技術和海洋儀器研究工作。

他研制的系列聲光器件，為我國的第一臺激光打標機、激光微調機、激光醫療機及早期產品研制了聲光Q開關；為我國第一臺光速儀研制了駐波聲光調制器；為神光系統研制了聲光鎖模激光器、“6.5”“7.5”“8.5”國家攻關項目和國內外研究單位、大專院校、公司提供了數百套聲光器件……

從昔日風華正茂的工農兵大學生到獲得中科院青年獎勵基金，海洋局成果獎，天津市、阜新市有關獎項等的矢志不移、桃李芳菲的研究員，在他背后留下的則是一行行閃耀著智慧光芒和奉獻精神堅實足印……

應崇福院士曾囑咐他 “建立中國自己的聲光學”

記者：于老師，給我們介紹一下您早年的求學經歷好嗎？在從事科研工作的最初，您是如何設定奮斗目標和規劃自己的事業前景的？

我出生在山東黃河邊上一個貧窮的小鄉村，家境貧寒， 71年我作為第一批工農兵大學生，被選派到山東海洋學院（現在的中國海洋大學）學習， 74年，我畢業分配到國家海洋局海洋儀器研究所（現在的國家海洋技術中心），參加“激光浪高計”課題的研制工作。

我至今非常感謝數十位老師，他們是李蔭遠院士、王業寧院士、魏墨盦院士、應崇福院士、汪承灝院士、姚鍵銓院士、徐階平教授、張光寅教授、李世臣教授、李昱教授以及我海院的恩師于良教授等，他（她）們有的用書信，有的言傳給了我諄諄教誨，使我堅定了在聲光學領域的研究決心，尤其是應先生，至今還關心著我的工作，他曾經囑咐我“建立中國自己的聲光學”。還有一直與我合作并給予支持的陸雨田研究員、李家澤教授、盛秋琴教授、呂福云教授等幾十位教授以及他們的同事和學生，上海光機所、中國大恒激光工程公司、大族激光公司、華中科技大學激光工程院等多年與我合作的同行，他（她）們是我的良師益友，我們曾切磋技術，他們給我提供了研究經費和研究課題。想到這些，我沒有理由不為中國的聲光學盡最大努力。

記者；您從事聲光技術和海洋儀器研究工作工作多年，曾獲中科院青年獎勵基金，取得了包括海洋局成果獎，天津市、阜新市有關獎項等的諸多成績。其中您認為最具開創性、影響力的科研成果是什么？

雖然我國第一臺光速儀、第一臺激光達標機、第一臺激光微調機、第一臺激光治療機，上海光機所承擔的“神光”系統，我都提供了聲光器件，但這些我都沒有申請過科研成果，只是把精力放在了用戶身上，希望我提供的聲光器件能夠好用。

申請中科院青年獎勵基金十分偶然，記得當時我在報紙上看到這則消息，就跑到科學院，報了名，后來到八大處答辯，得了鼓勵資助。對聲光學，我覺得，我發明的聲光器件的測試方法是很好的，任何器件，利用該方法都可以很快地驗明質量；在理論研究方面，我提出的層狀晶體堆模型對于建立完整的聲光衍射理論是很有用的，如果說在此之前人們把聲光衍射現象的研究還未重點關注到互作用介質內部，層狀晶體堆模型是一個開始。另外，由于我的工作，和國內其他同行（重慶26所、上海激光所、上硅所等）的工作，打破了國外的封鎖，使得國外聲光器件低價進入國內，并與我們搶占中國市場。非常遺憾，由于投入不足，國內的聲光器件市場已基本為國外產品取代，我非常痛心！

“科學探索的過程有失敗，也有成功，這個過程是幸福的神圣的”。

記者；在攀登科學的道路上肯定會有許多常人難以想象的困難，您也肯定遇到過，能舉一兩個讓您印象深刻且對您的科研具有重要意義的例子么？在面對困難的時候，是什么信念支撐著您在科學的道路上不斷前進的？

在我進入聲光研究的初期，就選了一個具有挑戰性的題目，測量通過駐波聲光調制器調制后的光強波形，說他有挑戰性，一時沒查到文獻報道；二是來自內部的壓力，權威人士認為不可能。初生牛犢不怕虎，在室領導的支持下，我堅持了兩年，終于在30年前是非落后的條件下，測出了20MHz的光強波形，所管刊物不予發表，我只好發表在激光和物理雜志上，因此，評助工和工程師遇上了強大的阻力。

科學探索的過程有失敗，也有成功，對科研工作者來說，這個過程是幸福的神圣的。真正的困難來自不具備研究條件的苦惱和對科研的各種干擾。有時我想，如果能得到多一點的支持，也許能對聲光學作出多一點貢獻，鍛煉出多一點的人才，當然，這只是設想。

在遇上困難的時候，我其實沒有多想，只是尋找解決困難的辦法，是喜歡。后來一種動力確實來自國內外的同行，他們的認可和需求。

記者；一個團隊的領導者、學術帶頭人，您都秉承著怎樣的原則，您認為要成為一個優秀的科研工作者，需要具備哪些素質？請您談一下您對新世紀人才的期望和培養目標吧。

一名優秀的科研工作者首先應該有一種熱愛科研喜歡鉆研的特質，由喜歡、鉆研加上不懈的努力，才能做科研工作者。但作為團隊領導、學術帶頭人，光有這些是不夠的，現代科學研究涉及到很多復雜的技術，這些技術在科研中的應用往往是能否完成研究的前提，眾多的技術必然要涉及到多學科人才，這些人才很好的發揮他們的特長，必須有兩個條件保證：1、盡可能好的收入；2、能有成就感。文化大革命時，我們批判個人主義，狠斗私字一閃念，這是一種極端，“為己”不是貶義的，為了自己，努力工作，得到榮譽、得到經濟報酬，無可非議，為己只要不突破法律底線，不要損害別人，如果對別人對社會有好處，為己的努力是要提倡的。學術帶頭人必須時時考慮到團隊每個成員的個人利益，引導他們結合科研的需要去實現自己的追求，把自己的追求融入到團隊的事業中去，切記不要把成績都歸于自己。

在現在這樣一個市場經濟不規范的年代，物質的誘惑是必然的，但人的一生，對物質追求的年代是人生生活質量積累的初級階段，終極一生，幸福的生活應該是基本物質條件得到滿足的前提下，充實的精神生活，這種充實的精生生活，必須與一個大的利益結合起來才能得到，例如，你的努力必須對盡量多的人有好處，如果是對國家有利、對民族有利，你的精神生活必然是富足的。

我們的國家要培養一大批熱愛科研，為國爭光的人才，但國家，具體來說單位提供的物質條件，在目前來說是決定性的因素。如果沒有吸引年輕人的管理機制和物質條件，這支隊伍的培養和形成是要大大推遲的。

從學術的層面上，我們的高等教育，應試教育讓學生們有很強的解題能力和全面的基礎理論，但缺乏高屋建瓴的綜合能力和洞察力，這些能力是源頭創新的基礎，比如，我們的學生可能對一本書的內容、習題耳熟能詳，但他們可能不知道書的目錄為什么那樣編排，甚至沒有認真看過目錄，如果自己重寫一本，該如何組織。所以要培養學生跳出題海，站在高處，俯瞰學科！

“具有源頭創新思維的人越多，一個國家、一個民族科技越進步”

記者：中央提出“建設創新型國家、培養創新型人才”的號召，您認為自主創新對一個國家、一個民族乃至一個人具有怎樣的意義？在您的工作中，您是怎樣體現創新的？

從社會學的角度，創新社會是文明社會的重要標志，它是在人際關系十分和諧，社會個體心態平和，人人仰慕創新的社會背景下，創新不斷涌現的社會階段。

從認識論的角度，一切理論的東西都是人們對客觀事物的主觀認知，在一定的階段，這種認知是有局限性的，也可以說是近似的。因此挑戰理論、挑戰權威，不是一件可怕的大逆不道的事情，而是自然的事情，是人與自然互動互知不斷進步的客觀規律。這種思維可以認定為源頭創新思維，具有這種源頭創新思維的人越多，一個國家、一個民族科技越進步，文明程度越高。中央提出“建設創新性國家、培養創新型人才”，我的理解就是國家要逐步建立和創造進入創新社會的條件，提倡創新思維，培養出大批的不同層次的創新人才。

創新思維非常重要，舉個例子，當我們熟悉了聲光互作用理論后，會發現，以往的理論，解釋光通過有超聲傳播的介質后發生衍射的現象時，是把介質等效為一種可變的相位光柵，從而建立衍射光與入射光的關系，然而，這種光柵與介質的微觀結構有何關系？超聲、光與介質的微結構相互作用前后有何不同？它的宏觀表現如何與微觀結構相聯系，超聲波長的量變會引起那些質變？等等，所有這些問題都超出了已有理論，探索也就可以從這里開始。

記者：科研人員作為國家科技的中堅力量，對國家的科技發展、綜合國力的提高起著尤為重要的作用，能請您談談您對科研成果的有效利用和科研經費投入等問題的看法嗎？

先談第一個問題，為了充分的發揮科研成果的作用，要分出層次，例如一臺新測量儀器，如果拿來作測量工具，可能還不穩定、不精確，但這種東西可以作為教學實驗儀器，它恰恰為學生學習知識，研究問題提供了實驗工具，這也是增加新教學內容的很好的條件。現在國內有很多重點實驗室，買了很多進口儀器，使得很多實驗室雷同，如果將專業研究所的科研成果作為實驗室儀器（或條件）將是建立獨具特色專業實驗室的很好的途徑。

自九五開始，我一直承擔863課題研究，863的經費有一多半都用來吃飯，單位提取管理費，課題組發工資，這種方式非常不利于科研，建議國家設立的專門研究機構，應保證科研人員的基本收入，科研經費應專門用于科研，以科研成果的考核建立淘汰制，從制度上保證形成一支真正全心全意搞科研的隊伍。  

      來源：科學中國人 2007年第8期