REX² 水位波浪雷达在“同济·海一号”东海观测塔的应用

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“同济•海一号”

东海多圈层立体塔基观测平台

海洋综合科学



同济大学牵头建设的海底科学观测网国家重大科技基础设施的标志性构筑物——“同济•海一号”东海多圈层立体塔基观测平台,主体结构包含导管架、组块、测风塔三部分,设计总重4530吨,海拔103米,设计服役寿命30 年。建成后将搭载至少66种、195套观测设备,作为目前全球海洋综合科学观测能力最强的观测塔,可实现大气圈、水圈和岩石圈的全方位、综合性、长期实时的高分辨率立体观测。

【新闻来源:国家海底科学观测系统项目办公室报道】


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国内

应用案例

 同济·海一号 

英国REX² 水位波浪雷达安装在“同济·海一号”东海多圈层观测塔上,用于海况的质量监测


英国REX² 水位波浪雷达安装在“同济·海一号”东海多圈层观测塔上,用于海况的质量监测。

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国际

应用案例

 国际广泛应用 

REX²技术已经在国际广泛应用

2021 年初,美国国家海洋学中心为RRS Discovery和RRS James Cook配备了两套RS Aqua WaveRadar REX²系统。RRS Discovery 现在已配备完整的REX² 系统,而 RRS James Cook REX² 系统将在今年晚些时候的例行维护期间安装该系统。


NOC的科考船是多学科用船,专为应对21世纪海洋学的挑战而设计。两艘船都配备有最先进的高性能仪器和设备。它们是英国海洋观测的主要船只。 


NOC 选择了REX² 传感器系统的功能,以便在船舶操作期间提供准确的海况情报,例如舷外设备处理(ROV 操作和大型剖面有效载荷等),并提供绝对波高数据,从而在航行中提高实时海况的准确性。

 

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REX² EQUIPPED ON THE NOC’S RRS DISCOVERY


两艘研究船都安装了X波段雷达系统,为NOC的研究提供波浪、洋流和海况测量,并加强海上安全并提供导航情报。虽然X波段系统在相对较大的空间尺度(距离船舶几公里)上从雷达图像提供海况情报,但是靠近船舶的波浪和海况数据的质量通常低于船舶作业所需的质量。由于WaveRadar REX² 是一种向下发射微波的雷达系统,可在船舶附近提供非常高质量的波浪参数。所以NOC两艘船上都安装了REX² ,使科学工程团队能够在船舶航行时据此对 X 波段系统进行地面实况或特定波高数据验证。此外,每当研究船进行研究作业时,例如部署ROV系统或其他大型有价值的舷外系统,都将使用REX² 的波浪和海况情报。当船舶部署这些舷外系统时,船舶通常会动态地保持位置,REX² 可实时直接测量船舶附近的海浪,为舰桥、科学工程团队以及任何能够安全访问船舶互联网的相关工作提供可靠的海浪参数。


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REX² 技术


完整的REX² 系统,包括实时运动补偿波浪处理软件- WaveView Connect - 和定制的安装框架,专为海况的恶劣环境而设计,是 RRS Discovery 和 RRS James Cook 科考研究的理想选择。WaveRadar REX² 的最终用户几乎来自各大洲,在各大洋开展业务,获得国际认证和 RS Aqua 的高级技术支持,几乎可以在世界任何地方使用。


结合 WaveView Connect,REX² 能够实时提供运动补偿波测量。GR-2 安装框架专为 WaveRadar REX² 设计。它旨在提供一个极其稳定的平台,与 REX² 的高性能相得益彰。


REX² 数据的这两个应用—地面实况 X 波段数据和船舶运营期间的实时波浪气候观测,使船舶运营商和科研工程团队能够更有信心地了解开阔海洋条件下的波浪气候,同时优化他们的流程。最终结果是扩大和改善了提供给海洋科学界的基本海洋变量,以及更高效、更安全的海上工作环境。

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RS AQUA 公司介绍


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英国 RS AQUA 公司成立于 1982 年,公司广泛涉及海洋和环境市场领域。公司的团队中的工程师和项目经理等都具有大量关于海上测量作业各方面工作经验。

RS AQUA 公司提供海洋学和环境学研究,测量和监测设备。公司具备了一些世界领导地位的海洋设备制造商的销售、服务和备件提供等方面的素质。客户包括海洋调查,海岸监测,水下可再生能源调查,土木工程,学术,航道疏浚,海底石油天然气,港口运行,环境测量,影响评估,污染控制,水资源保护和管理,渔业,天气预报等。



WaveRadar REX² 波浪雷达

WaveRadar REX² 是WaveRadar系列(2020年推出)产品的最新版本,它是一种非接触式稳定测量系统,可以在近海环境中测量波浪、水位和气隙。这个设备是由一个艾默生过程管理公司Rosemount Tank RadarAB of Gothenburg, Sweden制造,RS AQUA公司负责推广和销售,是Rosemount TankRadar液位雷达系列的衍生品,在全球范围内应用广泛。

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WaveRadar REX²  的应用:

1.海上平台安全状况监测

2.海况评估

3.平台结构监测

4.集成到海上综合监测系统

5.天气预报

6.水位观测

7.气隙研究(Air Gap)

8.海上风场监测

9.大型船舶

WaveRadar REX²  技术指标:

测量参数:

测量范围:3-80m

精度:<50m = +/-6mm;>50m = +/-12mm

最大偏离:±1mm @<50m

波束宽度:4.5°

雷达发射:

发射频率:26GHz (open frequency) 

有效发射功率:<0.5mW

天线类型:抛物线反射器

雷达测量:

测量频率:最大10Hz

数据输出:

数字输出:RS485、(USB、Ethernet可选)

电源供应:

直流电源:

电压:9-36VDC

雷达额定功率:平均0.4W,峰值1W;

电流损耗:最大42mA:运行<20mA

计算参数(通过 WaveView Connect 软件):

1.有效波高(Hs);

2.最大波高(Hmax);

3.平均跨零周期(Tz);

4.谱峰周期(Tp);

5.平均跨零周期(T2,谱分析);

6.平均海面高程(Tide,潮位);

7.最大海面高程 (MaxSSE)

8.最大波峰高度(HCrest);

9.平均周期 (T1)

10. 有效波高(H4rm0,谱分析)

11. 波峰周期 (Tc);

12. 积分周期(TI);

13. Goda 峰度参数(Qp);

14. 偏度参数(Skeness)

操作环境

操作和贮藏温度:-40-80°C

环境等级:IP68

符合 CE 标准:EN 61326-1

EN 61326-2-3

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