【摘 要】
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海洋传感器是海洋数据监测的重要装备,光学窗口作为传感器数据测量的通道,其透光率严重影响数据监测的准确性。即使是海洋污损初期的微生物污损,也会显著降低光学窗口透光率,导致测量结果出现严重偏差。因此,海洋传感器光学窗口的防污至关重要。本论文以海洋传感器常用光学窗口材料PMMA作为研究对象,利用激光共聚焦扫描显微镜和透光率测试仪,通过设计进行单因素试验和响应面试验,研究分析了超声参数对超声防污效果的影响
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海洋传感器是海洋数据监测的重要装备,光学窗口作为传感器数据测量的通道,其透光率严重影响数据监测的准确性。即使是海洋污损初期的微生物污损,也会显著降低光学窗口透光率,导致测量结果出现严重偏差。因此,海洋传感器光学窗口的防污至关重要。本论文以海洋传感器常用光学窗口材料PMMA作为研究对象,利用激光共聚焦扫描显微镜和透光率测试仪,通过设计进行单因素试验和响应面试验,研究分析了超声参数对超声防污效果的影响;进而通过旋涂喷涂法,在PMMA表面制备了一系列疏水纳米SiO2涂层,通过表征涂层的理化性质,筛选获得了符合透光性要求的超疏水纳米SiO2涂层,并对该涂层防污行为的时变性进行了研究,并初步探讨了涂层防污与超声防污的耦合作用。取得的主要结果和结论如下:（1）PMMA表面海洋污损生物膜的超声防污效率与超声功率和超声时长呈正相关性,与超声频率呈负相关。超声参数对超声防污影响的显著性顺序为:超声频率>超声功率>超声时间。（2）基于响应面实验数据,拟合获得了PMMA表面海洋污损生物膜的超声防污效率与超声频率、超声功率和超声时间三个因素之间的回归方程,该方程的准确性可达91.11%。综合实际工况需求,PMMA表面海洋污损生物膜的最佳超声防污处理工况为70 k Hz、40 W和10 min,该参数下的超声防污效率约为95.11%。（3）疏水纳米SiO2涂层的接触角和透光率与粘结剂含量密切相关。粘结剂含量为0.1 g的纳米SiO2涂层表现出超疏水性和良好的透光率,在海水环境中具有较高的耐久性和较好的防污能力。纳米SiO2涂层会轻微降低PMMA的透光性,但其能有效抑制细菌粘附,透光率在海水环境中的降低速率明显低于无涂层的PMMA。（4）超疏水纳米SiO2涂层和超声处理相结合,可以在保证涂层不被破坏的前提下,实现PMMA表面海洋污损生物膜的高效防除。
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