德国SubCtech公司——OceanPack CUBE 紧凑型走航观测系统
紧凑型 19″ 走航海洋表层多要素观测系统
OceanPack™ CUBE
产品定位
把完整走航能力装进 19″ 标准机箱——更轻、更小、更坚固的移动式 FerryBox。
图1 紧凑型 19″ 走航海洋表层多要素观测系统（OceanPack™ CUBE）
设备特点
● 19″ 工业标准机箱，整机小巧、坚固，可移动部署；
● 运行无需值守，通电即测，无需用户编程；
● 传感器配置灵活可扩展，可在除泡器内加装探头；
● 快插式水管接头，无需工具即可拆装；
● mBubbler® 除泡器高效排气，抗泥沙与生物附着，自来水即可冲洗；
● 7″ 触摸屏手机式操作，无需外接显示器与键盘；
● NetDI® 控制器替代早期 SmartDI®，工业级 ARM 处理器，长期供货有保障；
● 自带航空箱，便于运输与快速布放。
设备介绍
OceanPack™ CUBE 是 SubCtech 走航观测系统的紧凑型型号，定位介于经典机架式 RACK 与竞赛用 RACE 之间。它继承了经典 OceanPack 机架的核心架构，但把体积与重量大幅压缩，采用 19″ 工业标准格式，兼顾实验室安装与船载移动部署两种场景。
系统标配 pCO2 分析模块与温盐传感器（TSG / CTD），并预留空间加装其他传感器或分析仪。整套系统包含供电、数据采集、水路与除泡单元，通电后自动运行，无需用户操作。
CUBE 的除泡器采用 mBubbler®，可将气泡卷起并去除，同时预留安装位——把溶解氧、pH、叶绿素等探头装进同一个水箱，测到的是同一团水的真实数值。水系统对泥沙与生物附着不敏感，日常用自来水冲洗即可；如需长期无人值守，可选配外置自动清洗模块：用两只电动球阀把水切换为循环，以 pH 低至 4 的弱酸清洗，若有自来水则增加一道清水冲洗，一次清洗 30 分钟、每天一次，酸液罐可支撑 4～12 周。
在数据侧，CUBE 采用 NetDI® ARM 控制器与数据记录仪，7″ 触摸屏可直觉操作，数据以 ASCII NMEA-0183 标准格式存储于 8～32 GB 工业 SD 卡，遵循 ISO 8601 时钟；高精度实时计算，并自动为每条测量加注质量标志。
核心技术亮点
| 技术做法 | 给客户带来的价值 |
| 19″ 标准格式 + 内置航空箱 | 可直接使用 19″ 标准机架与运输箱，装卸与运输成本低，租船 / 临时航次也能快速部署 |
| 7″ 触摸屏，类比手机操作 | 无需外接显示器与键盘，船上人员不看说明书也能上手，降低培训成本 |
| NetDI® 替代 SmartDI®，工业级 ARM 处理器 | 符合 IEC 61508 功能安全思路，仅用工业级元件，长期供货与维护有保障 |
| 快插水管接头，无需工具拆装 | 维护与清洁可在数分钟内完成，减少停机时间 |
| 内置 UPS 与 24 VDC 电源方案 | 船电不稳或靠港断电时安全运行，保护传感器与分析仪 |
| 标准 ASCII NMEA-0183 + ISO 8601 时钟 | 数据可直接进入科研流程与数据平台，无需二次转换 |
技术参数
| 机箱尺寸 | 19″ 600 × 600 × 1000 mm（典型） |
| 重量 | 含航空箱约 70 kg；不含航空箱约 40 kg |
| 结构 | 19″ 固定框架，组件可简易拆出 |
| 供水 | 外置或内置海水泵；1～20 L/min，上限 3 bar（推荐 8 L/min、0.5 bar） |
| 阀件与旁路 | 可选电动球阀；可选带流量计的传感器旁路 |
| 除泡器 | mBubbler®，可加装附加传感器 |
| 粗过滤器 | 进水口粗滤，清洗约 30 秒 |
| 采集与控制 | NetDI® ARM 控制器与数据记录仪；7″ 触摸屏 |
| 采样率 | 典型 1 Hz，可配置 |
| 数据处理 | 全参数实时计算，IEEE 双精度；逐测量质量标志 |
| 存储 | 工业级 SD 卡 8 GB（可扩展至 32 GB）；ASCII NMEA-0183 格式 |
| 接口 | 多达 8 路串行接口（RS-232/485，电气隔离）；1 路以太网 / LAN |
| 供电 | 230 VAC，可选 100～240 VAC 宽范围；可选 12/24 VDC |
| 功耗 | 含 CO2 传感器、不含海水泵时典型 30 W；内置循环海水泵时典型 150 W |
| 不间断电源 | 内置 UPS（集成于 Deck-Unit） |
系统组成与选配
标配
● OceanPack™ CUBE 主机（19″ 机箱，含航空箱）
● mBubbler® 除泡单元
● pCO2 分析模块（LI-COR® 系列）与温盐传感器接口
● NetDI® 数据记录与控制器（7″ 触摸屏）
● 内置 UPS 与电源单元
● 快插式水管与全部连接件
选配
● 自动清洗模块（外置，弱酸 + 清水两段清洗）
● 内置或外置海水泵
● 水路控制单元 WIC（泄漏检测、断电关阀）
● 溶解氧、pH、叶绿素 / 浊度 / CDOM、营养盐等附加传感器
● 微塑料采样器
● GPS 定位与全数据地理参照
● OceanView™ 数据服务器（Windows® PC 运行）
● RS-485 总线扩展，接入气象传感器、泵、阀等外设
应用领域
● 中小型科考船与调查船的表层海水走航观测；
● 租船、临时航次与移动式观测任务（整套可装箱运输）；
● 海洋化学与碳循环研究：pCO2、溶解氧、pH 连续记录；
● 生态环境监测：叶绿素、浊度、CDOM 与营养盐走航筛查；
● 教学实习船与高校船载实验室的多要素观测平台。
应用案例
案例1｜西热带大西洋冬季碳汇航次（德国 RV Maria S. Merian）
2020 年 1—2 月，在 EUREC4A-OA / ATOMIC 国际联合观测航次中，德国“玛丽亚·S·梅里安”号（RV Maria S. Merian）搭载 OceanPack™ CUBE FerryBox 走航系统，自 1 月 23 日至 2 月 19 日连续测量海表 fCO2：以约 7 L/min 取水，经除泡器与温盐传感器后进入平板膜平衡单元，CO2 透过膜进入气路，再由红外（NDIR）分析模块完成定量。该航次揭示了西热带大西洋冬季是一个被既有气候态严重低估的强碳汇；论文正文直接点名该系统，并给出其连续测量时段。
图2 三船联合走航观测量与 ΔfCO2 随盐度的分区格局（依据 Olivier et al., 2022, Biogeosciences 绘制）
来源：Olivier et al., Biogeosciences, 2022, 19(12): 2969–2988. DOI: 10.5194/bg-19-2969-2022
案例2｜参与 ICOS 国际 pCO2 仪器比对实验
由 GEOMAR 亥姆霍兹基尔海洋研究中心领衔、联合 ICOS 海洋主题中心等机构开展的国际海洋 pCO2 测量比对实验中，SubCtech OceanPack™ 作为参比仪器之一全程参与，验证了系统在长期连续测量条件下的一致性与可靠性，并为海洋碳监测的数据可比性提供了实测依据。
图3 国际 pCO2 仪器比对实验期间的参考级观测序列（图片来源：Steinhoff et al., 2025）
来源：Steinhoff et al., Limnology and Oceanography: Methods, 2025
产品图集
图4 OceanPack™ CUBE 主机（开启状态）
图5 OceanPack™ CUBE 整机外观
图6 外置自动清洗模块
图7 水路控制单元 WIC
操作手册下载（中文版 PDF）
《德国SubCtech公司OceanPack CUBE紧凑型走航观测系统操作手册（中文版）》 · 资料编号 SD-OM-SCT-MN-CUBE · V1.0
