AirMar超声波气象仪在船舶及浮标上的新突破

风向风速测量广泛应用于气象、海洋、交通、环境、农 业水利、电力、军事及科研等领域 。传统的测量方法基于机械原理，虽然具有完善的理论基础及测量数据的支持，但存在测量精度低、可靠性差的缺点 。近年来，随着传感技术的发展，利用超声波、红外线、电容等物理特性和测量技术制造的新型传感器成为风速风向测量的新 军，为实现高精度的风速风向测量提供了技术支持。对于海洋航运中的船舶，其风速测量的精度不仅受到各种海流的影响，还涉及船速、航向、船舶姿态以及载重等因素。在利用风能实现船舶风力助航的过程中，特别注重风能的最大利用率，因而对风速风向的测量精度 和准确度要求很高 。传统的机械式风向风速测量设备难当此任，各种新型传感器固然可以实现高精度要求，然而现阶段的风速风向仪是按照空气水平流动的前提设计的， 且只考虑静态下的风向风速测量。在实际航行中，船舶会出现横向摇摆和前后倾斜，则安装在船舶上的风速风向传感器的空间位置也会随之发生变化，因而其测量值与真实的风向风速中间存在误差，不能完全满足风力助航船对测量值的要求， 风速风向等参数要直接用于对风帆迎风角度的调整也就存在问题，达不到高效利用风能所提供的驱动力的要求。目前船舶所使用的超声波风速风向仪只能保证在静态下准确测量。当船舶摇摆时，迎风角改变且改变速度不确定，因而引起测量误差。针对上述问题，根据超声波风速传感器的工作原理分析了动态下产生测量误差的机理，搭建了模拟船舶摇摆和倾斜的测量平台，测量了各种摇摆角度及不同摇摆速度下的风向风速数据，通过对大量实验数据的分析，AirMar采用了多变量非线性拟合的补偿算法，在超声波风速传感器内部安装了GPS,三轴加速度计和三轴的固态罗盘，实现了船舶摇摆影响下风速风向的高准确度动态测量。这一重大技术突破引起各方专家好评，致使AirMar人再次称雄海上，独领风骚。