海洋浮標氣象實時監測系統TP-8測量范圍:水溫、潮流、流向、水位、溫濕度、風速風向、氣壓、雨量、能見度等。
海洋浮標氣象實時監測系統 型號:TP-8 品牌:美國R.M.Young
沿海港區海洋氣象環境實時監測(傳輸)系統是一個建于港口,用于監測港域海洋環境因素(如水溫、潮流、流向、水位等)和氣象環境因素(溫濕度、風速風向、氣壓、雨量、能見度等),并為船舶進出港、離靠泊提供安全保障的監測服務信息網絡。
港區海洋氣象環境實時監測(傳輸)系統早建成于美國的一些港口和海灣,如美國的紐約港、新西澤港、西雅圖港等,近年中國臺灣和日本的一些港口亦已建有該系統。然而我國大陸港區至今尚未建立與開展此項工作。
本海流氣象實時監測系統旨在提供有效可靠的海流的流速、流向、氣象的溫濕度、風速風向、能見度等實時數據,為港口海域的船只航行安全等提供實時水文和氣象監測數據。系統采用世界上的聲學多普勒法測量海流和流速剖面,較為穩定的溫濕度、風速風向、能見度等氣象傳感器,使用GPRS無線數據傳輸完成實時系統監控和數據傳輸。可實現遠程現場數據查看和數據分析。
圖 2、Aquadopp Profiler多普勒流速剖面儀
海流測量采用挪威Nortek Aquadopp Profiler (600Khz)多普勒流速剖面儀相關測量參數如下:
流速測量 | 型號 |
聲學頻率 | 0.6MHz |
剖面范圍* | 30~40m |
層厚 | 1~4m |
小盲區 | 0.50m |
多分層 | 128 |
流速范圍 | ±10m/s(可定制更大范圍) |
精度 | 測量值的1%±0.5cm/s |
采樣率 | 較快1Hz |
不確定度 | 參見軟件 |
備注:*闊龍水流剖面儀由用戶層面數和層厚,大剖面范圍還由聲散射信號情況決定:當水清和層厚小時,剖面范圍?。凰旌蛯訉挻髸r,剖面范圍大。 | |
回聲強度 | |
采樣 | 與流速* |
分辨率 | 0.45dB |
聲強范圍 | 90db |
換能器 |
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聲學頻率 | 0.6MHz |
聲束數 | 3 |
聲束寬度 | 3.0° |
溫度(熱敏電阻) | |
范圍 | -4℃~30℃ |
精度/分辨率 | 0.1℃/0.01℃ |
響應時間 | 10分鐘 |
羅經(磁通門帶液態傾斜儀) | |
大傾斜角 | 30° |
精度/分辨率 | 2°/0.1° |
傾斜儀(液態水平) |
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精度/分辨率 | 0.2°/0.1° |
上或下 | 自動檢測 |
壓力(壓敏電阻) | |
范圍 | 0~100m(標準) |
精度/分辨率 | 滿量程的0.25%/0.005% |
模擬輸入 | |
通道數 | 2 |
電源電壓 | 硬件可支持5V或12V(可調節) |
輸入電壓 | 0~5V |
分辨率 | 16位摸數轉換 |
串行數據通訊 | |
I/O | RS232,RS422(提供USB轉RS232轉接器) |
波特率 | 300~115200(用戶) |
內部存儲 | |
記錄容量 | 標準9MB可擴充至33,89或161MB |
數據記錄 | 32字節+9*層面數 |
工作模式 | 當記滿時自動停止記錄(默認)或記滿時從頭刷新 |
軟件AquaPro | |
操作平臺 | WIN平臺(WIN95/98/2000/XP/win7) |
功能設置 | 數據上傳、ASCII碼轉換、在線數據采集、圖形化顯示 |
電源 | |
直流輸入 | 9~16VDC |
采樣率1Hz時的電源消耗 | 0.2~1.5W |
休眠時的電源消耗 | 0.0013W |
發射功率 | 0.3~20W,4檔可調 |
內部電池* | |
類型/容量 | 18節AA堿性電池供50Wh |
新電池容量 | 13.5VDC |
電池壽命 | 80天(2MHz,層寬0.5m,10分鐘平均) |
電池壽命 | 50天(1MHz,層寬1.Om,10分鐘平均) |
*更精確的電池消耗和流速的不確定度由儀器設置決定,可從AquaPro軟件中計算得出。 | |
材質 | |
標準 | 聚甲醛樹脂和聚亞氨脂塑料鈦合金螺絲 |
中等水深/深水 | 鈦合金和聚甲醛樹脂 |
連接頭 | |
主機上 | LPMBH-8-FS(銅針,可選鈦合金) |
電纜上 | LPMIL-8-MP |
工作溫度 | -5℃~35℃ |
存放溫度 | -20℃~45℃ |
抗振顫 | IEC721-3-2 |
淺水工作水深 | 300m |
物理指標 | |
重量 | 空氣中2.4kg/2.6kg(0.6MHz),3.7kg(0.4MHz)包括堿性電池 |
長度 | 550mm |
直徑 | 75mm |
可選項 | |
電池組 | 鋰電池/可充鋰電池 |
外部電池 | 540Wh或1200Wh電池 |
換能器頭 | 側視(1或2MHz)可訂購特殊形狀 |
通訊 | 可選RS422通訊附件 |
采用美國RM Young公司的氣象測量設施,包括HMP45C溫濕度、05106風速風向、SVS1能見度傳感器,氣壓61302V(可選)和雨量50202(可選)。其主要參數如下:
測量參數 | 測量范圍 | 測量精度 |
溫度 | -39.2° to +60°C | <±0.5℃ |
濕度 | 0.8 to 100% RH, 非冷凝狀態 | ±1% RH |
風向 | 360° | ±3 度 |
風速 | 0-100 m/s (224 mph) | ±0.3 m/s (0.6 mph) or 1% of reading |
能見度 | 標準:30m - 16 km | ±10% RMSE |
氣壓(可選) | 1100-600mbar | ±0.35(20度) |
雨量(可選) | 可測量0.1mm的降水增量 | ±1%(≤10mm/小時) ±3%(10-20mm/小時) ±5%(20-30mm/小時) |
基本參數 | |
供電 | +5~+36V |
工作大電流 | 360mA |
待機電流 | 80mA |
數據接口 | RS232/485/422/TTL |
支持串口硬流控 | |
工作溫度 | -20~+55℃ |
相對濕度 | 95%/40℃ |
尺寸 | 103X64X24cm(不包括天線) |
數據傳輸 | |
數據接口 | 波特率可設 |
傳輸協議 | 支持UDP,TCP |
換能器頭 | 心跳間隔及心跳超時可設 |
在線特性 | 支持永遠在線 |
短信及喚醒 | 支持短信及振鈴喚醒 |
數據壓縮 | Address-IMEI Mapping技術節省帶寬 |
配置 | 超級終端配置 |
中文菜單配置 | |
穩定性 | |
主CPU | 32位ARM處理器 |
安全性 | 內置硬件看門狗 |
系統 | 嵌入式操作系統 |
通信協議 | 內置TCP/IP協議棧 |
如圖3,系統由Nortek Aquadopp Profiler (600Khz)多普勒流速剖面儀、氣象參數監測設備、數據采集系統、通信系統、太陽能供電系統和浮標體等組成。
(1)氣象參數:各傳感器直接與CR800數據采集器連接,然后再與浮標體上的GPRS數據傳輸終端之間直接連接,GSM數據傳輸終端與采集服務器之間通過GPRS網絡連接,GPRS數據傳輸終端與采集服務器之間的連接通過GSM網絡無線連接。
(2)水文參數:聲學多普勒流速剖面儀與浮標體上的GPRS數據傳輸終端之間直接連接,GSM數據傳輸終端與采集服務器之間通過GPRS網絡連接,GPRS數據傳輸終端與采集服務器之間的連接通過GSM網絡無線連接。
圖3、系統集成圖
(3)系統軟件功能:
1)通訊狀態(活動式卷簾,聯機訊息等…)。
2)近一次取得的數據(表列式raw data) 。
3)后的統計參數數據,包括流速、水溫、姿態等
4)流速流向及波高波向數據的逐時變化圖。
5)流速數據時間序列剖面圖、水溫變化、壓力(水位)變化、水中儀器目前位置變化數據(heading、pitch、roll等)。
圖4、系統主界面
(1)多普勒流速剖面儀備用電力
堿性電池裝在一個電池筒內。使用期間:每隔1小時取樣一次資料可持續3個月。電池筒:接堿性電池,含水下可拆接頭。
(2)浮標體上的電源
太陽能供電系統是由太陽電池產生的電能經控制器貯存在蓄電池中,夜晚經控制器、逆變器為負載提供可靠的電能。
本系統采用環保無污染的太陽能供電系統,太陽能電池板為較為可靠的產品,系統配置:光伏組件、列陣接線箱、控制器、逆變器、蓄電池、系統狀態監測接口
技術指標:整個光伏系統采用全自動控制,無需人工操作。系統具有防過充、過放、限流等多重保護功能,可以為負載同時提供直流和交流供電電源。
(3)預報系統數據采集系統
交流220伏,50Hz。
海洋浮標氣象實時監測系統TP-8