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Speed-Log

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Hochgenaue Geschwindigkeitsmessungen für große Schiffe


Die seit über 20 Jahren auf ozeanographische Messgeräte spezialisierte Firma Nortek AS setzt für die Effektivität ihres neuen Doppler-Geschwindigkeitsmessers NSL500 (Nortek-Speed-Log 500) auf eine intelligente Datenverarbeitung. Damit wird sichergestellt, dass die Genauigkeit von Messwerten zur Fahrtgeschwindigkeit von Schiffen auch unter schwierigen Bedingungen gewährleistet ist.

Präzise Messungen von Geschwindigkeiten werden wiederum für die korrekte Beurteilung von Schiffsleistungen benötigt. Häufig kommt es seitens der Schifffahrts-Industrie zu Beanstandungen von Speed-Logs. Dabei wird vorgetragen, diese seien weder zuverlässig noch exakt genug, um aktuelle Leistungsanforderungen erfüllen zu können, was durch Untersuchungen bestätigt wird.

Der Nortek-Speed-Log verwendet 4 Schallstrahlen zur Messung der Geschwindigkeit durch Wasser mittels des Doppler-Prinzips .



Für viele Geschwindigkeitsmesser wird eine hohe Genauigkeit angegeben, welche aber nur unter Idealbedingungen wie leichtem Seegang, wenig Wind sowie geringen Strömungen eingehalten wird. Speed-Logs müssen allerdings auch unter anspruchsvollen Bedingungen verlässlich funktionieren. Unter schwierigen Verhältnissen misst der NSL500 wesentlich präziser als Geschwindigkeitsmesser von Wettbewerbern. Auf offenem Meer mit wechselnden Seegangs- und Wetterbedingungen wurden durchgängig Genauigkeiten von unter 0,5 % erreicht (0,3% des Meswertes +/- 0.3 cm/s).

Einer genauen Erfassung der Geschwindigkeit durch Wasser kommt insbesondere bei der Bestimmung der betrieblichen Effizienz eines Schiffes sowie des Treibstoffverbrauchs eine hohe Bedeutung zu.

Zudem konzentriert sich die Seeschiffahrtsindustrie auf das neue jährliche Verfahren zur Überwachung, Berichterstattung und Überprüfung – und allen damit verbundenen Abläufen – zur Erfassung von Kohlendioxidemissionen aus dem Seeverkehr (MRV-VO) sowie auf das hinzugekommene DCS (Data Collection System) der IMO, welches Brennstoffverbräuche von Seeschiffen erfasst. Diese Vorschriften und Regeln bedeuten eine Fokussierung auf die Leistungsüberwachung von Schiffen, was die präzise Messung der Geschwindigkeit durch Wasser voraussetzt.

Der Nortek Speed-Log NSL500 verfügt über die IMO-Zulassung, welche dem MED B Genehmigungszeugnis des DNV GL folgte.



Die Messung der Fahrtgeschwindigkeiten von Schiffen ist nicht trivial, da sowohl die Geschwindigkeiten der Fahrt durch Wasser als auch der Fahrt über Grund bestehen. Ein Schiff, welches mit 15 Knoten Fahrt durch Wasser macht, erreicht bei entgegen gesetzter Strömung von 5 Knoten nur 10 Knoten Fahrt über Grund. Die Fahrt über Grund lässt sich mittels GNSS relativ einfach erfassen. Die genaue Berechnung der Fahrt durch Wasser ist komplizierter, da Strömungen und weitere auf das Schiff einwirkende Kräfte berücksichtigt werden müssen.

Anspruchsvolle Messungen von Geschwindigkeiten der Fahrt durch Wasser

Geschwindigkeiten von Fahrt durch Wasser können mittels eines Speed-Log erfasst werden, welcher Messwerte eines unter Wasser befindlichen und in den Rumpf eingebauten Sensors verwendet. Da verschiedene Variablen berücksichtigt werden müssen ist dieses Verfahren nicht unkompliziert.

Zum einen erzeugt das Schiff ein Strömungsfeld um den Rumpf. Bei Messungen der Geschwindigkeit durch Wasser kann damit es zu Verwechslungen bzw. Überlagerungen kommen. Erschwerend kommt hinzu, dass das Strömungsfeld in Abhängigkeit unterschiedlicher Schiffstypen sowie von Geschwindigkeit, Tiefgang und Lage variiert.



Der Touchscereen des Nortek-Spped-Log bietet eine übersichtliche Nutzer-Schnittstelle für eine einfache Bedienung.



Weitere Einflussfaktoren auf die Angaben sind Nicken und Rollen. Zusätzlich muss zwischen dem durch die Schiffsbewegungen verursachten Strömungsmuster der Grenzschicht am Rumpf und den Meeresströmungen unterschieden werden.

Speed-Logs – insbesondere verbreitet genutzte elektromagnetisch operierende Logger – haben oft eine geringe Zuverlässigkeit und Genauigkeiten nehmen mit zunehmender Betriebsdauer weiter ab. Eine Rekalibrierung gestaltet sich schwierig und die Datenqualität, -aufzeichnung und -übertragung ist unzuverlässig. Korrekturen der geloggten Daten zur Vermeidung resultierender Fehler sind komplex und zeitaufwendig und verbrauchen wertvolle Ressourcen.

In enger Zusammenarbeit mit der Schifffahrtsindustrie entwickelte Nortek deshalb den Speed-Log NSL500, der den Anforderungen gerecht wird und Echtzeitdaten basierend auf verlässlichen sowie genauen Messungen bereitstellt. Profitiert wurde dabei von der 20-jährigen Erfahrung mit doppler-basierten Messverfahren. Der NSL500 enthält weitere Sensoren zur Korrektur von Temperaturänderungen, Tiefgang, Nicken und Rollen und liefert den Algorithmen Parameter zur Messwertkorrektur. Nebenbei werden somit nicht nur die Fahrt durch Wasser, über Grund sowie die Strecke sondern auch Temperaturen und Strömungsprofile aufgezeichnet um Schiffsbetreibern Planungsgrundlagen u.a. für effizienteren Treibstoffverbrauch bereitzustellen.

Der NSL500 verfügt über die Zulassung der internationalen Seeschifffahrtsorganisation IMO (International Maritime Organisation). Diese folgte nach Erteilung des MED B Genehmigungszeugnisses des DNV GL.

Eine Fallstudie zu Pilotprojekten des NSL500 sowie ein Datenblatt stehen auf der Nortek Seite zum Download bereit.

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