Trong kỹ thuật ngoài khơi và nghiên cứu khoa học ngoài khơi, Phao sóng bề mặt là một công cụ quan trọng để thu thập thông tin sóng. So với môi trường gần bờ, vùng nước ngoài khơi có hình thái sóng phức tạp hơn, phạm vi biến đổi chiều cao sóng rộng hơn và đặc điểm sóng biển rõ rệt hơn. Điều này đặt ra yêu cầu cao hơn về tính ổn định, tính liên tục của dữ liệu và chu trình hoạt động của thiết bị quan sát. Trong bối cảnh đó, phao sóng bề mặt được sử dụng rộng rãi trong việc hỗ trợ kỹ thuật và giám sát sóng ngoài khơi.
Việc triển khai ở nước ngoài thường ở xa đất liền và có-điều kiện bảo trì tại chỗ hạn chế. Vì vậy, Phao sóng bề mặt trước tiên phải có khả năng thích ứng kết cấu mạnh mẽ. Khi lựa chọn vật liệu phao và thiết kế kết cấu tổng thể, chúng tôi ưu tiên-khả năng chống ăn mòn lâu dài của nước biển, bức xạ cực tím và độ mỏi, giúp phao duy trì tình trạng tốt khi hoạt động liên tục trong nhiều tháng hoặc thậm chí lâu hơn. Phương pháp thiết kế này xuất phát từ kinh nghiệm thực tế sâu rộng của chúng tôi về phao trôi và phao tạo sóng, giúp Phao bề mặt phù hợp hơn cho các sứ mệnh triển khai ở khoảng cách xa.
Về mặt thu thập dữ liệu sóng, sóng ngoài khơi thường thể hiện các đặc tính chồng lên nhau của sóng gió và sóng biển, với phạm vi chu kỳ rộng hơn. Phao sóng bề mặt của chúng tôi sử dụng đơn vị đo quán tính IMU chín-trục MEMS{2}}, kết hợp với các thuật toán phân tích sóng để thu được chuyển động của phao một cách đồng bộ trong không gian ba-chiều và xử lý cụ thể các dao động tần số-thấp, từ đó thu được các thông số cơ bản như chiều cao, chu kỳ và hướng sóng. Sự kết hợp này giúp phao duy trì hiệu suất xuất dữ liệu tương đối ổn định trong điều kiện biển phức tạp.
Các dự án giám sát ngoài khơi thường yêu cầu tính liên tục của dữ liệu cao. Do khó khăn trong việc bảo trì-tại chỗ kịp thời nên độ tin cậy của hệ thống liên lạc là đặc biệt quan trọng. Phao sóng bề mặt có thể chọn các phương thức liên lạc vệ tinh để truyền dữ liệu từ xa dựa trên các điều kiện của khu vực triển khai, đảm bảo tải dữ liệu liên tục lên nền tảng phụ trợ. Chúng tôi đã dành riêng nhiều giao diện trong thiết kế hệ thống liên lạc, cho phép phao cấu hình linh hoạt các sơ đồ truyền dẫn theo nhu cầu của dự án, tránh làm gián đoạn kế hoạch giám sát tổng thể do một phương thức liên lạc duy nhất.
Về nguồn điện, Phao bề mặt ngoài khơi dựa vào hệ thống năng lượng riêng để hoạt động lâu dài. Bằng cách kết hợp thiết kế mạch điện-thấp với năng lượng mặt trời, chúng tôi cho phép thiết bị duy trì hoạt động ổn định ngay cả trong điều kiện không có người giám sát. Thông qua cấu hình hợp lý về thời gian lấy mẫu và chiến lược ngủ, phao có thể đáp ứng các yêu cầu thu thập dữ liệu đồng thời kiểm soát mức tiêu thụ năng lượng tổng thể và kéo dài thời gian hoạt động.
Trong các ứng dụng thực tế, Phao sóng bề mặt thường được sử dụng trong khảo sát sóng trong giai đoạn đầu xây dựng trang trại gió ngoài khơi, đánh giá lựa chọn địa điểm giàn khoan ngoài khơi, giám sát an toàn kênh ngoài khơi và quan sát nghiên cứu khoa học ngoài khơi. Trong các dự án điện gió, dữ liệu sóng dài hạn-giúp đánh giá điều kiện ứng suất của kết cấu móng; trong giám sát luồng, phao liên tục ghi lại sự thay đổi của sóng, cung cấp tài liệu tham khảo phụ trợ cho công tác quản lý hàng hải; trong lĩnh vực nghiên cứu khoa học, Phao sóng bề mặt có thể đóng vai trò là điểm quan sát cố định để phân tích những thay đổi theo mùa và các quá trình trạng thái biển cực đoan.
Với số lượng các hoạt động phát triển ngoài khơi ngày càng tăng, ứng dụng của Phao sóng bề mặt không ngừng mở rộng. Nó không chỉ đảm nhận các nhiệm vụ quan sát sóng cơ bản mà còn dần được kết hợp với các hệ thống giám sát đa yếu tố như vận tốc dòng chảy, nhiệt độ nước và khí tượng để tạo thành một nền tảng quan sát toàn diện. Chúng tôi cũng liên tục tối ưu hóa khả năng thích ứng về cấu trúc, độ ổn định liên lạc và phương pháp xử lý dữ liệu của phao để làm cho Phao Surface Wave có khả năng thích ứng cao hơn với các môi trường ứng dụng ngoài khơi phức tạp và luôn thay đổi.