淺析系泊狀態(tài)船載螺旋式測風(fēng)傳感器的相對風(fēng)速誤差

成 文， 李志乾， 王 平

（1.山東省海洋環(huán)境監(jiān)測技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，2.山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所，3.國家海洋監(jiān)測設(shè)備工程技術(shù)研究中心，山東 青島 266001）

引言

風(fēng)速風(fēng)向測量對船舶航行、系泊、防臺、救援等有重要的作用［1］。螺旋槳式測風(fēng)傳感器具有使用壽命長、安置維護(hù)簡單等特點(diǎn)，常應(yīng)用在船舶等移動(dòng)平臺上。大型船舶桅桿上由于安裝物較多，易對風(fēng)形成遮擋或回流，造成風(fēng)速風(fēng)向測量不準(zhǔn)確，為了解誤差情況，特在安裝有2個(gè)螺旋槳式測風(fēng)傳感器的某船的空間開闊處安裝1臺超聲波傳感器，默認(rèn)為無干擾影響，作為此次試驗(yàn)的基準(zhǔn)傳感器。本文對系泊狀態(tài)下，風(fēng)速測量的誤差進(jìn)行了分析［2－4］。

1 試驗(yàn)的工作界面觀測

軟件工作界面如下頁圖1所示。在系泊和試航期間共采集了近56萬條數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲的內(nèi)容如表1所示。

圖1 觀測試驗(yàn)的工作界面

表1 數(shù)據(jù)存儲內(nèi)容

相對風(fēng)是傳感器實(shí)測數(shù)據(jù)，而真風(fēng)是根據(jù)相對風(fēng)、航向和航速解算出來的，為避免計(jì)算誤差及誤差傳遞的影響，在后期分析過程中采用實(shí)測數(shù)據(jù)即相對風(fēng)作為計(jì)算依據(jù)。

2 數(shù)據(jù)分析

該船在船廠系泊期間，大多是右舷停靠碼頭，此時(shí)前面還有一條大型商船停靠，碼頭上有大型塔吊，而且經(jīng)常來回移動(dòng)，有時(shí)還有其他船和本船齊頭并排停靠，這些都會對被測傳感器采集數(shù)據(jù)造成一定的影響。

按照風(fēng)速等級劃分，得到2～9級風(fēng)速相對誤差曲線圖，列舉部分如下頁圖2、3、4所示（注：圖中某一個(gè)角度上同時(shí)為0時(shí)，表示該角度上樣本數(shù)量為零，沒有意義；而只有氣象儀輸出值一項(xiàng)為零時(shí)，表示樣本數(shù)量不為零，但風(fēng)速相對誤差為零（數(shù)據(jù)有效位為小數(shù)點(diǎn)后兩位，取舍時(shí)恰好為零，例如解算得相對誤差為0.001 45時(shí)，取舍時(shí)為零）。

圖2 系泊階段3級風(fēng)速相對誤差

圖3 系泊階段5級風(fēng)速相對誤差

圖4 系泊階段8級風(fēng)速相對誤差

［1］ 李志乾.超聲波與螺旋槳式測風(fēng)傳感器數(shù)據(jù)比對分析［J］.科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2015，254（3）：55－56.

［2］ 鄧昌建，張江林，王保強(qiáng).超聲波測風(fēng)儀設(shè)計(jì)中幾個(gè)問題的探討［J］.成都信息工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，22（5）：581－583.

［3］ 林志遠(yuǎn).風(fēng)能資源及測風(fēng)數(shù)據(jù)整理技巧［J］.廣東電力，2003，16（5）：69－72.

［4］ 閻啟，謝強(qiáng)，李杰.風(fēng)場長期觀測與數(shù)據(jù)分析［J］.建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，26（1）：37－42.