Для чего нужен эхолот: Зачем рыболову нужен эхолот, или тайное становится явным, ….если посмотреть вооруженным глазом

Содержание

Зачем рыболову нужен эхолот, или тайное становится явным, ….если посмотреть вооруженным глазом

 Вечером нарываемся на рыболовном форуме на скупую, но вроде как достоверную информацию о том, что СУДАК ПОШЕЛ. Чтож, надо попробовать! Звоним начальству «Петрович, завтра не приеду — неотложные дела!»… И валим на водохранилище… 

 Сегодняшняя цель – половить судака джигом. По оперативной информации форумчанина под ником Zander, клыкастый начал активно кормиться и прекрасно ловится на спиннинговые приманки. Быстро спускаем лодку — руки «чешутся» от нетерпения сделать первый заброс. Однако ни первый, ни десятый заброс результата не приносит – поклевок как не было, так и нет. Хаотичные перемещения по водоему дают лишь несколько пустых поклевок. Донный рельеф нам неизвестен, стоянки рыбы тоже остаются тайной за семью печатями. А перед глазами – огромное водное зеркало. Где же искать эту рыбу?

Да, нахрапом взять не получится, придется возвращаться к берегу и достать из машины забытый второпях эхолот.

Этот незаменимый помощник рыболова, зачастую играет ключевую роль в исходе рыбалки. Данный прибор в прямом смысле этого слова становится вашими глазами в подводный мир, позволяет как на топографической карте видеть все, что происходит под водой – изменения донного рельефа, наличие рыбьих стай и мест потенциальных засад хищника.


  …Теперь видна русловая бровка, она достаточно отчетливая, дно твердое. Попробуем пройти вдоль нее, периодически «постукивая» воблером по ее краю. А вот и какое-то возвышение — возможно коряга… Пожалуй стоит на одном спиннинге сменить воблер на менее глубоководный.. От греха.. Оп!Поклевка!!! Пара минут борьбы и увесистый судак бьется о дно лодки! И ведь как раз на тот спиннинг, где стоял мелководный воблер! Меняем приманку и на втором спиннинге. Есть! Еще один клыкастый в лодке! Дело пошло! Но вот, после второго судака опять затишье.. Думай голова, что не так? Так, что там эхолот показывает? Хмм, глу

бина увеличилась, ровное дно под лодкой, без перепадов, видимо бровка потеряна. . Придвинемся-ка мы к ней обратно. И вновь удар, а спиннинг сгибается в дугу! Такая рыбалка — совсем другое дело! А судак то ведь оказывается вполне себе активный! Только держится он в верхних слоях воды и строго над бровкой! Шаг вправо — шаг влево, поклевки заметно уменьшаются… И вот опять небольшое возвышение на экране эхолота – явно потенциальное укрытие для хищника! Это может быть одиночная коряга, а может и камень. Так или иначе, данное место нужно проверить тщательнее – якоримся и берем в руки бросковый
спиннинг. Пара-тройка забросов – и в руку, словно электрический ток, доносится отчетливый удар. Короткая подсечка – и крупный судак отчаянно бьется, пытаясь освободиться от крючка… Судак есть и с аппетитом у него все в порядке, главное найти места его стоянки! Что, впрочем, сделать без эхолота крайне сложно…


На рынке существует огромное количество разнообразных эхолотов на любой вкус, цвет и «толщину» кошелька, обладающих различными параметрами, от которых у неискушенных рыболовов легко пойдет кругом голова. Безусловно, технические моменты очень важны, однако, в первую очередь, следует определить условия, в которых и будет применяться наш «электронный помощник». Если вы являетесь страстным любителем охоты за хищником и не представляете свою жизнь без ловли троллингом либо джигом с лодки, то оптимальным вариантом для вас будет покупка классического эхолота. Данные устройства крепятся к транцу лодки и достаточно точно показывают глубину в месте ловли, изменение в динамике донного рельефа и температуру воды. Такие устройства не имеют встроенного аккумулятора, энергоснабжение их осуществляется от внешнего источника питания. Цена на такие устройства достаточно сильно варьируется в зависимости от технических характеристик – диагонали и разрешения экрана, количества лучей, которые одновременно способен генерировать датчик, частоты работы излучателя и многих других моментов, посвящаться в тонкости которых не имеет особого смысла. Если перед вами стоит задача покупки первого эхолота – рекомендуем обратить внимание на серию Pirahna от компании Humminbird.

Данные устройства обладают великолепным соотношением «ценакачество». Пусть вас не смущает невысокая цена данной серии — «недорого» в этом случае — не значит, что вещь будет куплена зря и проваляется на полке. Пройдет пара рыбалок — и вам сложно будет представить, как вы раньше без него обходились.

Если вы являетесь продвинутым рыболовом и большую часть свободного времени посвящаете рыбалке, наверняка вас заинтересует более серьезный прибор, позволяющий изучить досконально полюбившийся водоем. Речь идет об эхолотах-сканнерах, работающих по технологиям DSI (DownScan Imaging), DI (Down Imaging) и SI (Side Imaging). Благодаря применению сверхвысокочастотных излучателей, такие устройства отображают на своем экране дно водоема с фотографической точностью. Больше не нужно гадать что лежит на дне – поваленное дерево, камень или другой посторонний предмет. Весь подводный мир как на ладони, открывать для себя повадки рыб с таким прибором становится увлекательным занятием!

А вот для зимней рыбалки целесообразнее использовать специально предназначенные для этого приборы. Поиск рыбы зимой – нелегкое дело, требующее определенной физической подготовки. Блеснильщики в поисках хищника делают не один десяток лунок прежде, чем найдут рыбу. Очень часто стая придерживается определенной глубины. Именно для этих целей и предназначены так называемые зимние эхолоты. Как правило, это миниатюрные устройства, работающие от обычных пальчиковых батареек. Опустив на короткое мгновение датчик в лунку, мы видим на экране глубину, наличие рыбы, а также всевозможные завалы и залежи коряг и прочих предметов. Зимой времени на рыбалку не хватает катастрофически – вот, кажется, был рассвет, как уже над водоемом сгущаются сумерки. На поиск окуневой банки или лещёвой ямы можно потратить гораздо больше времени, если выполнять замеры при помощи лески с грузом. Зимний эхолот убережет от потери уловистой блесны, предупредив о ветвистой коряге или старой гнилой сетке под просверленной лункой.

Существует определенная категория рыболовов, которые ловят исключительно белую рыбу с берега. Эхолот является незаменимым помощником и для них! В ассортименте ряда производителей существуют беспроводные устройства, позволяющие «читать» донный рельеф без использования лодки. Датчик крепится непосредственно к снасти и забрасывается в водоем при помощи удилища. Подтягивая его к берегу, мы наблюдаем изменение глубины и донного рельефа на значительном участке, запоминая перспективные места, которые в итоге и окажутся клевыми! Незаменим подобный эхолот и при речной ловле – сплавляя его по течению, мы наблюдаем изменение глубины и рельефа в динамике, что позволяет быстро находить различные выходы из ям, русловые бровки, коряги и каменистые завалы – все те места, где предпочитает держаться рыба. Ну а поймать ее – дело техники! У большинства популярных моделей беспроводной датчик работает на расстоянии до 35-40 метров, благодаря чему обеспечивается широчайший охват исследуемой акватории.

Эхолот – это уникальное изобретение. Он позволяет здорово экономить время при поиске рыбы и исследования водоема, что крайне положительно сказывается на результате ловли. Вместе с тем, подводный мир является удивительным и загадочным, и для того, чтобы приоткрыть завесу тайны и увидеть, что происходит на дне в реальном времени, как реагирует рыба на нашу прикормку, проводку приманки, понадобятся другие устройства, удачно дополняющие эхолоты. Такие, как подводные видеокамеры. Что, впрочем, уже совсем другая история…

Зачем нужен эхолот на рыбалке?

О том, что такое эхолот слышал каждый. Но далеко не все рыбаки знают, для чего он нужен. А большое количество различных мифов и противоречий окончательно сбивают с толку. Хотите узнать, зачем нужен эхолот на рыбалке? В таком случае читайте дальше!

Что такое эхолот

Принцип работы устройства основан на акустических эхо-сигналах, которые прибор направляет в толщу воды, затем прибор измеряет временной интервал между поданным звуковым сигналом и его возвратом, отраженным от дна водоема. Аппарат вычисляет расстояние до дна, а также показывает его рельеф. Но при чем же тут рыбы? А вот при чем.

Дело в том, что эхо сигнал отражается не только от поверхности дна, но и от любого другого предмета, плотность которого отличается от плотности воды. То есть эхолот способен засечь рыбу и отобразить её на дисплее.

Как пользоваться эхолотом?

Ключевым фактором для стабильной и надежной работы устройства служит точный выбор чувствительности и диапазон глубин. Идентификация рыбы производится с помощью метки на экране. Чем больше обнаруженный объект, тем крупнее будет метка. Однако чувствительность прибора крайне важна, ведь если неправильно настроить эхолот, окунь весом в полкило может «преобразиться» в сига с весом в 3 кг. И наоборот, слишком сильно снизив порог чувствительности, можно получить на экране результат, где рыба в 5 кг будет выглядеть 300-граммовой.

Основные правила эффективного использования эхолота

  1. Настройка диапазона просматриваемых глубин должна проводиться вручную;

  2. Настройка чувствительности проводиться непосредственно на месте ловли – необходимо вращать регулятор пока случайные точки не станут стабильными;

  3. Следует выбирать качественное оборудование, производство которого ведется известными компаниями.

Почему рыбалка с эхолотом так эффективна

Изначально это оборудование было создано для работы профессионального применения. Оно позволило значительно повысить безопасность мореплавания — благодаря ему корабли могут обходить рифы и мелководные участки океанов и морей. Также похожие устройства стали применяться и в военных целях для поиска подводных лодок и других объектов в толще воды. Значительно позже появились рыболовные эхолоты для массового использования, с помощью которых все любители рыбалки могут качественно улучшить результат

Стоит ли купить эхолот? Однозначно да, если у вас есть лодка или вы любите порыбачить зимой. Для тех, кто закидывает удочку с берега смысла в покупке нет, а вот если вы предпочитаете рыбалку с лодки или судна, то для вас такое приобретение откроем массу новых возможностей:

  1. Отражение рельефа дня.
    Если вы охотитесь на хищную рыбу – щук, сомов, судака, то место возможной дислокации рыбы крайне важно.

    На экране эхолота вы сможете увидеть всю особенность структуры дна и определить, где стоит рыба;

  2. Точность в измерении глубины.
    Для ловли на спиннинг, а также для охоты на определенный вид рыб глубина играет ключевую роль. Так, зная расстояние до дна, вы сможете сориентироваться с правильным выбором наживки, найти ямы, где обычно стоит крупная рыба, а также сократить время на поиски;

  3. Вспомогательные функции.
    Современные эхолоты обладают рядом дополнительных функций. Большинство устройств имеет встроенный датчик атмосферного давления и температуры. Эти факторы также играют важную роль и влияют на поведение рыб;

  4. Отображение размера рыбы.
    Самые современные варианты оборудования отражают не только дно и рельеф, но и размер рыбы! На сенсорном экране таких устройств она отображается метками в соответствии с размером – обычно мелкая обозначается 1-пиксельной меткой, крупная 2-3 пиксельными метками.

От чего зависит цена на рыболовный эхолот?

Функциональные особенности оборудования зависят от цены на устройство. Так, самые простые и доступные модели оснащены лучом с углом обзора в 9-24 градусов. Их устройство предельно простое, а дополнительных функций нет. Это оптимальный вариант для изучения дна, однако «увидеть» рыбу с их помощью довольно сложно.

Профессиональные эхолоты – функциональное трехмерное оборудование. С их помощью информативность изображения получается очень высокая – конфигурация рельефа, точная дислокация рыбы, е` размер. Кроме этого, профессиональные модели оснащены дополнительными функциями, которые позволяют точно устанавливать удаленность объекта, температуру, давление.

«Золотой серединой» для рыбаков служат эхолоты среднего ценового сегмента. Угол обзора зондирующих лучей у таких эхолотов 45-90 градусов. Есть возможность использовать дополнительные датчики. Они хорошо подходят для исследования дна и поиска рыбы.

Где можно купить рыболовный эхолот?

В крупном интернет-магазине КотоФото (kotofoto.ru) собраны самые разнообразные варианты оборудования для рыбалки. Модели рыболовных эхолотов представлены широким ассортиментом. Вы сможете найти варианты как для морской рыбалки, так и более простое оборудование для речной рыбной ловли с лодки.

Нужен ли эхолот для рыбалки!? Применение эхолота! | Большой улов

Эхолот — навигационный прибор, автоматически определяющий глубину и рельеф водоёма, а также расстояние до предметов, скрытых от визуального наблюдения под толщей воды.

Сфера применения эхолота

Возник этот прибор в годы Второй мировой войны и его изначальной сферой применения было исключительно военно-морское дело. Эхолоты на заре своего существования использовались военными судами для поиска и обнаружения места нахождения подводных лодок противников. Современная сфера применения эхолота существенно расширена и включает:

обнаружение «рыбных мест», за что этот прибор называют «глазами рыбака под водой»; эксплуатацию в научно-исследовательских целях для изучения подводного рельефа; поиск затонувших кораблей Принцип работы эхолота

Английское наименование эхолота — сонар — образовано от сокращённого сочетания трёх слов: «звук», «перемещение» и «распространение», что в значительной мере отображает принцип работы этого довольно простого в эксплуатации устройства. Именно при помощи звука обнаруживается располагающийся на значительной глубине под водой объект.

От датчика эхолота под воду направляется преобразуемый в звуковую волну электрический импульс. При достижении любого расположенного под водой объекта (как неподвижного, так и движущегося) волна отражается от этого объекта обратно и попадает в преобразователь, формирующий на дисплее изображение. По скорости отражения волны от объекта и достижению ею преобразователя определяется расстояние до объекта соприкосновения. Для подвижных целей такие измерения необходимо осуществлять постоянно.

При креплении к лодке датчик эхолота должен располагаться на одной линии с днищем, горизонтально водной поверхности. Некорректное крепление эхолота способно стать причиной нестабильной или и вовсе неисправной работы прибора.

Виды эхолотов

По частоте различают однолучевые и многолучевые эхолоты.

Частота однолучевых приборов составляет 200 кГц, что является оптимальным вариантом при выборе эхолота для рыбалки. Двухлучевой датчик эхолота работает на частотах 200 и 50 кГц, из которых первая оптимальна для поиска рыбы, а вторая — для более детального определения рельефа дна. Такой эхолот более полезен на морской рыбалке. Трёхлучевые эхолоты работают на частоте 200 кГц, но обеспечивают значительный охват поверхности (до 150 градусов), а на дисплее отображается месторасположение объекта. Шестилучевые эхолоты относятся к числу многофункциональных моделей, позволяющих получать на дисплее трёхмерную проекцию.

По габаритам, влияющим на выбор цели, с которой будет использоваться прибор, различают:

портативные эхолоты, которые наиболее удобны для эксплуатации на небольших водоёмах; стационарные эхолоты, чаще применяемые на море Эхолоты для рыбалки

Эхолоты для рыбалки можно разделить для эксплуатации исключительно в летний или зимний сезон. Исключительно для зимней рыбалки предназначены тубусные приборы, работающие на батарейках и позволяющие получать боковой обзор. Универсальным портативным вариантом является беспроводной эхолот, который подходит для работы как на побережье, так и на воде, а также для зимней рыбалки.

Если вдруг вы еще не читали наши интересные статьи, то советуем это сделать:

ТОП 5 Лучших ВОБЛЕРОВ с ALIEXPRESS на Щуку!

Щука размером с девушку!!!

5 инструментов для настоящего рыбака с AliExpress!

Несколько орудий для удачной рыбалки с АЛИЭКСПРЕСС!

Хрупкая девушка ловит огромных сомов голыми руками!

Не забудьте ставить палец вверх и подписываться на канал, чтобы не пропустить ничего нового. Поделитесь статьей с Вашими друзьями в соц сетях — для нас это самая лучшая награда за труды!

Для чего нужен эхолот на рыбалке

Эхолот был изобретен во время Второй Мировой войны и тогда использовался для отслеживания подводных лодок.

Принцип работы: электрический импульс преобразуется в звуковую волну и передается в воду. Волна, попадая на любой объект — рыба, камень и т.д, отражается и возвращается обратно. Далее обрабатывается приемником и передается в преобразователь, который уже передает результат на дисплей. Устройство считывает расстояние до донной поверхности, сканирует его рельеф, благодаря чему можно увидеть скопление рыб, коряги.

Эхолот состоит из:

  • Передатчика
  • Преобразователя
  • Приемника
  • Дисплея

Значимым элементом прибора является преобразователь, от него зависят характеристики прибора. Он может крепиться на днище лодки, опускаться на дно за кабель или работать без проводов по Wi-Fi соединению.

Почему рыбалка с эхолотом эффективна

Приспособление поможет при ловле с лодки или на зимней и летней рыбалке.

Плюсы эхолота при рыболовстве зимой или с судна:

  • Поиск перспективных мест для рыбалки. На экране прибора можно просмотреть всю структурность донной глади и обнаружить рыбные места, ведь рыба, как и зверь, не стоит на ровных поверхностях, а прячется где-то в укрытиях, корягах.
  • Измерение глубины. Для ловли определенных видов рыб или при рыбалке на спиннинг очень важен параметр глубины.. С эхолотом вы сможете найти оптимальную глубь, подобрать наживку.
  • Измерение температуры воды и атмосферного давления. Некоторые модели оснащены данными функциями. Опытный рыбак знает параметры, какие предпочитает конкретный вид рыбы и ориентируется на них.
  • Определение размера рыбы. Многие современные модели могут отображать не только рельеф грунта, но и размер рыбы. Маленькие объекты показываются на экране 1 пиксельной меткой, крупные 2-3х пиксельными метками.
  • Анализ структуры донной поверхности. Позволит увидеть подводные мели и наличие в реке крупных предметов, способных повредить судно.

Как пользоваться эхолотом

Перед использованием устройство необходимо настроить:

  • Устанавливайте и определяйте вручную глубину;
  • Важна чувствительность прибора. Вращайте регулятор до момента, пока случайные точки не стабилизируются;
  • Если на приборе цветной экран, можно его скорректировать для большей четкости изображения;
  • Корректируйте шумоподавление, очищение изображения и другие детали для корректировки картинки.

 

 

Применение эхолота зимой

Прибор опускается в лунку. Можно пробурить две лунки, в одну из которых опустить устройство для сканирования дна, а в другую — наживку.

С берега

С помощью прочного шнура прибор закидывается максимально далеко для увеличения шансов в поиске рыбных мест. Затем приспособление за кабель притягивается обратно, в это время вы изучаете рельеф.

С лодки

Можно либо закрепить устройство на транце, либо опустить в воду, как при зимней рыбалке.

Виды эхолотов

Различаются приборы по количеству лучей и частоте. Чем выше эти показатели, тем четче картинка.

Эхолоты бывают 5 видов:

  • Однолучевые. Самый распространенный вид, подходит для небольших водоемов. Имеет один луч, который определяет глубь дна и одновременно показывает окружающие предметы.
  • Двулучевые. Имеет два луча: первый измеряет глубину и считывает рельеф, а второй сканирует воду на наличие проплывающих предметов.
  • Трехлучевые. Обладают тремя лучами, позволяют увидеть местоположение объекта. Предметы, расположенные в одной площади, не сливаются. Такие модели охватывают большое пространство и могут показывать информацию на расстоянии 50 метров и более.
  • Четырехлучевые. Имеют дополнительный луч меньшего диаметра, который предназначен для поиска рыб в толще воды.
  • Многолучевые. Могут включать в себя до 11 лучей и показывают трехмерную картинку.

Беспроводные эхолоты смотрите в здесь

Проводные эхолоты смотрите в здесь

нужен или нет – arendalodok.pro

Научно-технический прогресс проникает во все сферы жизни человека и рыбалка не стала исключением. Арсеналу современного рыбака позавидовали бы наши отцы и деды – раньше такого количество всевозможных снастей, наживок и приманок не было. У многих в этом самом арсенале появилось и такое устройство, как эхолот.

В качестве прибора для измерения глубины эхолот известен довольно давно. Но его современные модели стали более компактными, более функциональными и относительно недорогими. Поэтому многие стремятся приобрести сей полезный аппарат, хотя среди матерых рыбаков можно услышать мнение, что эхолот – это излишняя роскошь для рыбалки. Мотивируют они это тем, что прибор упрощает рыбалку, делая ее не такой интересной. Давайте попробуем выяснить, нужен или нет эхолот рыбаку.

Простым языком про эхолот

Цель использования данного прибора – получить «картинку» о рельефе дна водоема и его обитателях. Конечно, это не будут кадры, снятые на видеокамеру. Эхолот выдает схему рельефа дна, а также указывает на наличие подвижных объектов в толще воды, т.е. рыбы.

Принцип действия эхолота основан на излучении ультразвуковых волн, которые отражаются от предметов в воде и принимаются обратно специальным датчиком. Полученные данные обрабатываются по определенному алгоритму и появляются на экране пользователя. Раньше приборы оснащались простыми монохромными дисплеями, а сегодня все чаще попадаются устройства с цветными экранами.

В итоге рыбак, приехав даже на незнакомое озеро или реку, может за считанные минуты получить информацию о структуре дна водоема, а также определить места обитания рыбы.

Опции эхолота

Функциональность прибора зависит от имеющихся в нем основных и дополнительных опций. Он поможет определить не только толщину водного покрова. Если вы все-таки решитесь на приобретение подобного аппарата, то обратите внимание на наличие и возможность настройки следующих характеристик:

Чувствительность прибора. Она позволяет настраивать детализацию получаемой со дна «информации». При высокой чувствительности вы будете видеть даже самые мелкие детали, скрытые под водой, а при низкой – только основные, отфильтрованные от «мусора»;

Предупреждающие сигналы. Они сообщают о глубине, появлении посторонних объектов в зоне действия прибора, а также о выявлении рыбы;

Fish ID и Fish Track. Эти опции позволяют засечь рыбу, а также определить глубину ее нахождения. Более того, функция ID помогает определить примерный размер потенциального улова – это можно понять по размеру точки на экране эхолота.

Кроме этого, многие приборы оснащаются дополнительными датчиками, помогающими следить за окружающей температурой и атмосферным давлением. Эти показатели тоже имеют значение для рыбалки.

Чем полезны эхолоты

С точки зрения пользы для рыбака эхолоты имеют практически одни только преимущества:

  • Позволяют увидеть глубину и рельеф дна, что дает возможность спрогнозировать местонахождение рыбы. Особенно это актуально при ловле хищников – щуки, судака, сома;
  • Помогают оперативно выявить места скопления косяков рыбы, а значит, быстрее приступить к основной цели рыбалки – ловле рыбы;
  • Современные приборы видят не только «рыбные места», но и размер потенциальной добычи. Это позволяет сконцентрировать свое внимание на ловле действительно хороших экземпляров.

Фактически эхолот облегчает работу рыбака по выбору хорошего места для рыбалки. Благодаря ему не придется полагаться только на интуицию, косвенные признаки и рыбацкий опыт. Хорошо это или плохо с точки зрения рыболовной романтики – решает каждый для себя сам.

 

Для чего нужен эхолот зимой? – отчеты о рыбалке

Так за чем нужен эхолот на зимней рыбалке? Такой вопрос задают часто, и я решил, на примере последней рыбалки, рассказать, как им пользуюсь и что это дает. Если быть точным, то это отчет не с последней рыбалки, а с последних двух. Объединить решил, поскольку картина происходящего была похожа, а действия, которые производил идентичны. Приманки, кстати то же применял одни и те же. Сразу заострю на этом внимание, чтоб не возвращаться: использовал приманки в натуральном и кислотном цвете, постоянно чередуя. Таким образом удавалось долавливать рыбу с уже обловленных лунок.

Забегая вперед, хочу отметить, что напарник, который со мной был на одной из рыбалок, ярый противник эхолотов на рыбалке, без рыбопоисковой техники, в итоге почти ни чего не поймал. Мне удавалось стабильно ловить «полосатых» почти с каждой лунки, а он поймал всего одного. О деталях расскажу ниже.

Место ловли: коса, поросшая ракушкой. В верхней части, глубина составляла два метра, в нижней почти пять. Основная ловля шла на глубинах до 3-3,5 метров. Окунь стоял, прижавшись ко дну небольшими стаями.

Скорее всего для опытных рыболовов, ничего нового не скажу, но механика была такая: собрать окуня, поднять ото дна и уже после, спровоцировать на поклевку. На первый взгляд ни чего сложного, все стандартно. Но рыба была пассивна и приходилось делать точные действия. Начну по порядку.

После того, как сектор был разбурен, начали ловлю. Я с одной стороны косы, напарник с другой. Опуская эхолот и делая первые взмахи у дна, я не наблюдал рыбы в прибор. Сделав пять семь взмахов, не видя движения, смещался на следующую лунку. И если бы не попался один приличный окунь на одной из последних лунок, скорее всего мы бы ушли в другое место. Поймав первую рыбу, решаю задержаться и разобраться с клевом.

В результате экспериментов, стало понятно, что окунь есть, он у самого дна и из-за того, что ловили на свале, рыбу в прибор видно не было (специфика однолучевых эхолотов). Чтобы собрать и раскачать окуня, нужно было неспешно, с большой амплитудой проработать балансиром все слои от дна до льда. При чем полосатый не поднимался за балансиром, а просто собирался в лунке. Далее, нужно было так же плавно начать опускаться в низ, провоцируя окуня на подъем. Рыба поднималась максимум на пол метра, но посмотрев, снова опускалась на дно.

Поняв, что рыба есть, приступил к подбору приманок. В этот день крупные балансиры не соблазнили окуня, за то сработали четверки. По вкусу пришлись LJ Baltic 4 45H и Strike Pro Dolphin Ice 40 133E. Пара поимок была на Usami и Rapala, но первая пара стала фаворитом этого дня. Собирал рыбу «натуралкой», долавливал «кислотой».

После подбора, окунь начал проклевываться. Осталось разобраться с игрой. Долго не удавалось подобрать правильную, эффективную проводку. В итоге так и пришлось ловить вприглядку, без какой-то системы. Следил в эхолот за подъемом рыбы, как только от дна начинала подниматься тень, пробовал различные анимации. Иногда срабатывали паузы, иногда короткие дёрги. Несколько окуней попалось на монотонную однообразную игру. И большая часть поклевок была в полуметре от дна. Однако, как только делал, что-то не так, рыба уходила из лунки и приходилось все начинать сначала.

В итоге удавалось регулярно уговаривать окуней, благодаря тому, что я видел, происходящее подо льдом. Напарник же, не до конца понимая происходящего, упорно менял лунки и приманки, не получая результата.
На следующий день, поехал один в то же место. Картина повторилась с точностью до наоборот. Приманки те же, та же бессистемная игра и поклевки в полуметре ото дна. Оба дня удавалось поймать пару десятков неплохих окуней. И да же была пара бонусов. Хотя рыболовы, которых встречал, жаловались на практически полное отсутствие клева.

Основная мысль такая: когда рыба активна, наверное, без рыбопоисковой техники обойтись можно. Но во время поиска и при ловле пассивной рыбы — эхолот незаменимый помощник.

Зачем нужен эхолот. Вечерний Челябинск.

Каждый рыбак гордится хорошим уловом. Но чтобы любимое времяпрепровождение увенчалось успехом, необходимо как следует подготовиться. Если вы всегда ловите рыбу в одних и тех же местах, нет нужды приобретать эхолот. Вы ведь и так изучили дно водоёма вдоль и поперёк. А вот тем, кто любит путешествовать с удочкой и прочими рыболовными снастями, подобный прибор придётся по вкусу. Итак, как выбрать правильный эхолот?

Принцип действия

Эхолот (а также сонар или гидролокатор) — это прибор, предназначенный для измерения глубины водоёма, распознавания рельефа дна и определения наличия рыбы.

Он принимает ультразвуковой сигнал, отражённый от подводных объектов, а затем обрабатывает полученные данные и выводит их на экран.

Можно использовать эхолот для поиска косяков рыбы, с его помощью легко определить тип грунта. Эхолоты бывают однолучевыми и многолучевыми.

В зависимости от модели изображение, которое видит рыбак, может быть двух- или трёхмерным. Если включить автоматический режим прибора, то вне зависимости от диапазона глубин на экране будут одновременно видны и поверхность водоёма, и его дно.

Преобразователь

При покупке эхолота обратите особое внимание на преобразователь, превращающий электрическую энергию в звуковые волны высокой частоты. Специалисты часто спорят, что лучше: широкий или узкий луч.

На самом деле у каждого из них есть свои плюсы и минусы. К примеру, широкий луч позволяет охватить большую площадь дна. Но сигнал сильнее рассеивается, а значит, проникает на меньшую глубину.

В то же время узкий луч проникает глубже, но охватывает меньшую поверхность дна. Поэтому оптимальными считаются сочетание в одном излучателе двух лучей разного охвата или один луч с изменяемым охватом. Это позволяет исключить так называемые мёртвые зоны.

Приёмник

Приёмник должен уметь не только принимать, но и усиливать слабые сигналы. То есть прибор должен быть достаточно чувствительным хотя бы для того, чтобы отличить рыбу от бревна.

Правда, это влечёт за собой и увеличение количества помех. Поэтому остановите свой выбор на эхолоте, чувствительность приёмника которого можно регулировать в широком диапазоне.

Дно

Состояние воды в немалой степени влияет на работу эхолота. На озёрах в чистой пресной воде звуковые волны распространяются достаточно хорошо. А в солёной воде звук поглощается и рассеивается.

Если поверхность водоёма тревожат волны или в воде много мелких водорослей и планктона, то это также влияет на рассеивание сигналов эхолота.

Кстати, на экране прибора хорошо видно, какое дно в данном месте. Если илистое, на дисплее рисуется тонкая линия, а твёрдое, усеянное камнями дно обозначается широкой линией.

Экран

Экран с большим разрешением позволяет различать два разных объекта на меньшем расстоянии, а также более чётко рисует «дуги» от рыб.

Высокая контрастность обеспечивает чёткость изображения и хорошую видимость при попадании на экран прямых лучей солнца.

Что касается размера дисплея, то он важен лишь при ловле с большой лодки — удобнее разглядывать, что же он показывает. А если вы рыбачите с компактной надувной лодки, то любой экран подойдёт.

Правда, эхолоты с большим дисплеем обычно снабжены большим количеством функций. Так что имейте это в виду.

Передатчик

Чем мощнее передатчик, тем вы менее зависимы от глубины и состояния водоёма. Хороший эхосигнал пройдёт даже сквозь большую толщу грязной воды.

Можно будет рассмотреть мелкие детали подводного мира, тех же мальков, к примеру. Мощность указывается в ваттах (ничего общего с электричеством). Чем она больше, тем лучше и, соответственно, дороже эхолот.

Прибамбасы

— многолучевой датчик;
— кабель питания;
— аккумулятор;
— автоматический режим управления;
— замена на экране реальных эхосигналов от рыб на условные символы;
— улучшенная обработка сигнала;
— функция отличия сильных эхосигналов от слабых;
— кейс для переноски;
— дополнительный преобразователь с другой частотой работы.

Рубрику ведёт
Алла СКРИПОВА
[email protected]
Фото Виктора БАСКОВА

Глубиномер | измерительное устройство

Глубиномер , также называемый эхолотом , устройство, используемое на судах для определения глубины воды путем измерения времени, которое требуется звуку (звуковому импульсу), издаваемому чуть ниже поверхности воды, чтобы вернуться или эхом, со дна водоема. Звуковые эхолоты используются практически на всех важных классах кораблей, военно-морских и торговых, а также на малых судах.

Звуковые импульсы также отправляются для обнаружения подводных объектов по тому же принципу.Во время Второй мировой войны название гидролокатора ( q.v. ) применялось по аналогии с радаром, и устройство широко использовалось для обнаружения подводных лодок. Помимо защиты судов от мелководья, мирное время используется для обнаружения рыб, измерения толщины льда в арктических регионах и составления океанографических карт. Звуковые глубиномеры можно использовать многократно, записывая тысячи замеров в час, чтобы подготовить профиль дна океана. Гидрографы используют эхолоты при составлении карт океанов и в исследовательских работах для обнаружения подводных вершин и отмелей.

Один из первых практических эхолотов, так называемый звуковой эхолот Хейса, разработанный ВМС США в 1919 году, состоял из (1) устройства для генерации и отправки звуковых волн на дно океана и приема отраженных волн и (2) таймер, откалиброванный по скорости звука в морской воде, которая напрямую указывает глубину воды. Примерно в 1927 году подобное устройство было изготовлено под торговой маркой Fathometer. Основные принципы, использованные в этих ранних устройствах, не претерпели значительных изменений.

В современной системе передатчик подает мощный импульс электрической энергии, а преобразователь преобразует импульс в волну акустического давления в воде и принимает его эхо, преобразовывая его обратно в электрическую энергию, которую можно усилить и подать на индикатор. Обычно используются звуковые частоты менее 15 килогерц.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

ECHO SOUNDER — ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Ниже приводится краткое изложение очень распространенных вопросов, которые задают клиенты, приобретающие эхолот для приложения для обследования.Многие из обычно поднимаемых вопросов не основаны на научных фактах, а представляют собой форму фольклора, который окружает тайну измерения глубины в воде с помощью ультразвука. Чтобы усугубить ситуацию, многие из этих мифов были ошибочно включены в спецификации геодезического оборудования, например, требование для глубин до 200 м вокруг страны с максимальной глубиной исследования 100 м, 200 м были ошибочно преобразованы из 200 футов, когда спецификация была написано в метрической форме.

Можно ли измерить толщину бурового раствора с помощью двухчастотного режима?
Остаточная разница между низкой и высокой частотой, показанная на эхограмме, создает впечатление, что толщину бурового раствора можно измерить. На самом деле след действительно создает впечатление мягкого осадка, однако в большинстве эхолотов это просто разница в отраженной энергии в результате простого проникновения низкочастотных сигналов более высокой мощности, нанесенных на график относительно низкочастотных отраженных сигналов низкой мощности.

Чтобы измерить толщину бурового раствора и избежать судебных разбирательств из-за неправильных результатов, геодезист должен использовать оборудование, специально разработанное для геофизических измерений, такое как глубинный профилограф, пенетрометр, сейсмограф или простой донный пробоотборник.

Требуется ли Barcheck?
Многим эхолотам старых технологий необходимо было «разогреться», прежде чем они стали стабильными, в дополнение к их внутренним частотным / временным схемам, изменяющимся в зависимости от условий окружающей среды, физические параметры, влияющие на скорость звука в воде, также менялись в зависимости от местоположения. Принятое решение было «Barcheck», когда большая пластина опускалась в определенной последовательности, где глубина, измеренная эхолотом до пластины, сравнивалась с абсолютным измерением с помощью рейки или ленты.Этот метод гарантировал, что все переменные параметры были включены в калибровку, поскольку грубая проверка Barcheck обычно также выполнялась в начале и в конце съемки.

У этого метода есть несколько проблем ….

Местоположение барчека имеет отношение только к толщине воды в данном конкретном месте и времени барчека.

Старые аналоговые эхолоты давали пользователю возможность «возиться» со многими параметрами во время исследования, современные цифровые эхолоты не предоставляют такие настройки, как усиление и порог.

Старые инструменты не регистрируют изменения настроек инструмента во время съемки.

Узконаправленные эхолоты с алгоритмами обнаружения дна могут неправильно обнаружить движущуюся пластину.

Современные цифровые электронные компоненты хронометража очень точны и стабильны.

По-прежнему существует требование калибровки скорости звука, но при необходимости ее следует измерить с помощью откалиброванного датчика скорости звука, опускаемого через толщу воды для построения профиля скорости.

Простым эквивалентом Barcheck является точное посещение нескольких мест в пределах области съемки, имеющих известную высоту (обычно полученную с помощью GPS и взвешенной ленты), и эти точки используются в качестве ориентира на протяжении всей съемки.

Следует ли применять угол тангажа / крена к глубине?

Многие геодезисты предполагают, что гидролокатор похож на лазер, просвечивающий через воду, и что измеренное расстояние следует считать измерением гипотенузы, которое необходимо тригонометрически корректировать с учетом любого измеренного угла тангажа / крена.

Лучшая физическая аналогия луча эхолота — это луч фонарика, который освещается над областью, в этой области есть небольшой кусок зеркала, который отражает свет в этой точке, сонар очень похож, за исключением того, что отраженный точка обычно является ближайшей точкой в ​​луче.

Что такое преобразователь узкого луча?
Свойства преобразователя обычно зависят от его физического размера / формы и его резонансной частоты. Диаграмма луча данного преобразователя обычно представлена ​​как диаграмма радиального распределения в зависимости от приложенной выходной мощности.Обычно это означает, что разброс (ширина луча) передаваемого ультразвука увеличивается с амплитудой. В большинстве современных эхолотов используется технология цифровой обработки сигналов (DSP) для уменьшения мощности / усиления передаваемого сигнала и, таким образом, поддержания минимальной ширины луча для данного преобразователя.

Преимущество геодезического преобразователя с узкой шириной луча заключается в способности «видеть» формы узких впадин, что позволяет получить более репрезентативное определение исследуемой нижней поверхности. Это противоречит навигационному использованию эхолота, который имеет достаточно широкую ширину луча, где отраженный сигнал в луче является «самой мелкой» или самой мелкой точкой в ​​луче, что, очевидно, представляет больший интерес с точки зрения требований зазора между корпусом.

Как правило, программное обеспечение для обследования пытается минимизировать ошибку, записывая точную временную метку на каждом фрагменте записанных данных, затем можно рассчитать сумму всех источников задержки путем корректировки данных после обработки с использованием алгоритма «патч-теста». Степень задержки является динамической, поэтому она всегда напрямую связана со скоростью лодки при сборе данных: чем быстрее лодка, тем больше потенциальная задержка.

Все вышеперечисленные параметры могут значительно различаться в любой конкретной водной толще, но предположение, сделанное с использованием однолучевого эхолота, таково….

Информация об эхолотах и ​​эхолотах Defender Marine Outfitters

Чтобы просмотреть всю нашу линейку эхолотов, щелкните здесь

ECHO SOUNDER FAQs
Что следует учитывать при поиске нового эхолота?
Как работает эхолот?
Как мой эхолот будет различать эхо-сигналы разной силы?
Что такое «белая линия»?
Что такое преобразователь?

Что мне купить: эхолот с ЖК-дисплеем или с электронно-лучевой трубкой?
Почему некоторые эхолоты двухчастотные?
Могу ли я связать свой эхолот с другим морским электронным оборудованием?

ПОНИМАНИЕ ВАШЕГО ЦВЕТА ЭКРАНА ДЛЯ РЫБАЛКИ

ТИПОВАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ ОДНОЧАСТОТНОГО / A-РАЗДЕЛЕННОГО ЭКРАНА

ТИПОВАЯ ДВУХЧАСТОТНАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ ВЫСОКО / НИЗКОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ЭКРАНА

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ И ДАТЧИКИ ДЛЯ РЫБОЛОВЕЦ
Преобразователи для установки на транец
Преобразователи для сквозного монтажа
Преобразователи для сквозного прохода
Датчики скорости и температуры

ТОП

ECHO SOUNDER FAQ’s

Q: Что мне может сделать эхолот?
A: Эхолот может помочь вам со следующим:

  1. Обнаружение мест, где косяки рыб прячутся вокруг строения, и их глубины.

  2. Обнаружение затонувших кораблей, рифов, вершин, затонувших деревьев и других объектов между корпусом судна и дном.

  3. Определение контуров и состава дна для распознавания мягкого ила, гравия, песка и горных пород.

  4. Определение глубины воды и обнаружение опасностей в навигационных целях.

  5. Определение местоположения участков, где резко меняется температура воды.

  6. Определение того, какие виды рыб отображаются на дисплее эхолота. (Опытный оператор может определить, какие виды рыб отображаются на экране, по их разным формам и размеру воздушных пузырей у рыб — черта, которая хорошо проявляется на высококачественных эхолотах. Другие факторы, такие как температура воды, глубина воды и характеристики стая помогут определить вид рыб.)

TOP

В: Что мне следует учитывать при поиске нового эхолота?
A: Выбор подходящего эхолота иногда может вызвать затруднения. Знание основной информации о вашем судне и ваших потребностях поможет в этом процессе. Сначала вам нужно определить, как вы планируете использовать свой эхолот. Например, планируете ли вы использовать его в основном для рыбалки, навигации или их комбинации. Также поможет, если вы приблизительно знаете глубину воды, на которой вы будете использовать эхолот. Это поможет вам и вашему дилеру определить уровень выходной мощности, необходимый для вашего нового звукового оповещателя.

После того, как вы определите, как он будет использоваться, вам нужно решить, где будет установлен эхолот.Место установки эхолота играет важную роль в выборе типа дисплея. Вымывание экрана солнечным светом может не вызывать беспокойства, если он установлен в закрытом помещении, но если он установлен под прямыми солнечными лучами, вам, вероятно, понадобится высококонтрастный ЖК-дисплей, который не будет размываться. Кроме того, если он установлен на открытом воздухе, вам понадобится звуковой оповещатель с водонепроницаемым корпусом, чтобы внутренние схемы не были повреждены разбрызгиванием воды.

Определите, какой тип потребляемой мощности будет использоваться при установке звукового оповещателя.Звуковые оповещатели доступны с различными входами питания, включая 12 В постоянного тока, 24 В постоянного тока, 32 В постоянного тока, 110 В переменного тока и 220 В переменного тока. Наконец, вам следует подумать о том, где вы хотите установить датчик, чтобы обеспечить оптимальную производительность и минимальные помехи.

ТОП

В: Как работает эхолот?
A: Эхолоты определяют расстояние между своим датчиком и подводными объектами, такими как рыба или морское дно, и отображают результаты на дисплее. Ультразвуковая волна, передаваемая через воду, распространяется с почти постоянной скоростью 4800 футов (1500 метров) в секунду.Когда звуковая волна ударяется о подводный объект, такой как рыба или морское дно, часть звука отражается обратно к источнику. Глубину до объекта можно определить, вычислив разницу во времени между передачей звуковой волны и приемом отраженного звука. Затем эхолот будет отображать этот возврат в виде одного из 16 различных цветов (цветовой эхолот) или другого уровня шкалы серого (монохромный эхолот) в зависимости от силы возвращаемого сигнала.

ТОП

В: Как мой эхолот будет различать эхо-сигналы разной силы?
A: Цветной эхолот будет использовать другой цвет для любого из 16 различных уровней сигнала.Это заставит ваши возвраты B отображаться красным, а более слабые цвета — зеленым или синим. Монохромные эхолоты будут использовать разные уровни серого, чтобы показать разные уровни мощности сигнала. Возвраты B, такие как твердое дно, будут иметь очень темный цвет, а такие предметы, как мусор в воде или скопления планктона, будут отображаться как мутно-серый цвет.

ТОП

В: Что такое «белая линия»?
A: В некоторых цветных эхолотах есть функция, называемая «белой линией», которая позволяет оператору заменить любой цвет или уровень силы белым цветом. Белый цвет имеет тенденцию выделяться среди остальных цветов на дисплее эхолота, что поможет оператору, который ищет определенный уровень отраженного сигнала, например, приманки или отдельной рыбы.

ТОП

В: Что такое преобразователь?
A: Основная функция преобразователя — преобразовывать электрическую энергию передатчика в звуковую / механическую энергию. Затем преобразователь улавливает звук после того, как он отражается от объекта.Преобразователь — одна из самых важных частей системы эхолота, и иногда им пренебрегают. Преобразователь можно сравнить с динамиками стереосистемы. Высококачественный динамик, расположенный в идеальном месте, обеспечит наилучшие результаты. То же самое и с преобразователями.

ТОП

В: Что мне нужно: ЖК-эхолот или ЭЛТ-эхолот?
A: Можно выбрать один из двух типов дисплея: ЭЛТ (электронно-лучевая трубка) или ЖК-дисплей (жидкокристаллический дисплей. ) Каждый тип имеет разные преимущества, которые необходимо учитывать при выборе эхолота. ЭЛТ похож на экран телевизора. Он имеет высокий контраст при нормальном и слабом освещении, что позволяет отображать на дисплее яркие и четкие цели. Яркий солнечный свет может привести к выцветанию ЭЛТ-дисплея. Эхолоты с ЭЛТ лучше всего работают в закрытых помещениях или вдали от прямых солнечных лучей. В эхолотах единицы измерения цвета позволяют легче различать небольшие различия в возвращаемых сигналах.

ТОП

В: Почему некоторые эхолоты двухчастотные?
A: Когда акустическая энергия проходит через воду, частота этой энергии определяет, насколько глубоко она будет проходить, а также уровень четкости, который вы можете ожидать после того, как она отразится от объекта ниже. Более низкие частоты (50 кГц) обеспечивают лучшую дискриминацию по грунту, а также лучше обнаруживают рыбу на более глубокой воде. Более высокие частоты (200 кГц) облегчают обнаружение таких рыб, как скумбрия и кальмары, без плавательных пузырей, и обычно обеспечивают лучшее различение между косяками рыб и отдельными крупными рыбами. Наличие двухчастотного эхолота дает вам преимущество в виде глубоко проникающей низкой частоты и высокой четкости более высокой частоты.

ТОП

В: Могу ли я связать свой эхолот с другим морским электронным оборудованием?
A: Да. Все эхолоты принимают информацию электронной навигации от GPS или LORAN. Кроме того, ваш эхолот будет передавать глубину, а в некоторых случаях и температуру на любое устройство, которое ее принимает.(Могут потребоваться дополнительные соединительные кабели.) Это позволит вам отображать информацию о вашей глубине там, где находится ваш GPS / плоттер, а также отображать вашу широту / долготу в том месте, где находится ваш эхолот.

ТОП



ПОНИМАНИЕ ВАШЕГО ЦВЕТА ЭКРАНА ДЛЯ РЫБОЛОВА

Опции рыболова
Лодочные рыболовы имеют несколько вариантов оснащения своей платформы для спортивной рыбалки эхолотом. Эхолот с цветным ЭЛТ, монохромным ЖК-дисплеем или цветным ЖК-дисплеем предлагает рыболовам-рыболовам форму рентгеновского зрения, когда вы действительно можете «увидеть» огромный подводный мир, который находится под вашей снаряжением для спортивной рыбалки. Но есть две проблемы, связанные с этой территорией, первая из которых — обладать знаниями и навыками, чтобы иметь возможность настроить свой эхолот так, чтобы он рисовал точную картину того, что происходит внизу. Второе препятствие — уметь интерпретировать эту картину дна и затем предпринять соответствующие действия, чтобы использовать свои возможности для спортивной рыбалки.

Чем сильнее эхо, тем ярче цвет
Цветной эхолот, который предлагает восемь цветов, обычно варьируется от светлого до темного, в зависимости от отраженного сигнала, начиная с мягких цветов, таких как белый, голубой, средне-синий, темно-синий, зеленый, желтый, оранжевый и, наконец, красный.Стаи или небольшие стайки рыб-наживок обычно принадлежат к семейству сине-зеленых.

Более плотные скопления более крупных кормовых рыб могут даже приближаться к желтым оттенкам. Промысловая рыба, в зависимости от ее размера, концентрации и глубины в водном зеркале, обычно отображается на дисплее желтым, оранжевым или красным цветом. Структура дна, такая как дно морского дна, искусственные рифы, затонувшие корабли, груды камней и т. Д., Обычно имеет темно-оранжевый или красный цвет на экране цветных осциллографов. Когда промысловая рыба, наживка и структура застряли в одном месте на дне, приманка обычно выглядит как плотное бледно-голубое или зеленое облако с желтыми или оранжевыми отметками по бокам и снизу, с темно-красной подписью, показывающей дно. или сооружение для привлечения рыбы поблизости.

Определите тип дна
Мягкое дно, такое как грязь или трава, обычно посылает обратно сигнал, который выглядит как тонкая красная линия, отмечающая дно. Напротив, более твердое морское дно, такое как песок, глина или камни, обычно идентифицируется очень толстой и плотной красной линией, которая отмечает дно. Применяется общее правило: чем жестче дно, тем толще или плотнее «хвосты», показывающие, где находится дно.

ТОП



ТИПОВАЯ ПРЕЗЕНТАЦИЯ ОДНОЧАСТОТНОГО / A-ОБЪЕМНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ЭКРАНА

Одночастотное изображение

Показывает район, который только что миновала ваша лодка, в том числе:

A Беспорядок на поверхности, создаваемый турбулентностью вокруг датчика.

B Отдельная рыба.

C Стая рыб, парящая над рифом.

D Район рифа, видны скалы вверху и более твердое дно внизу.

E Цифровое считывание глубины, температуры воды и скорости лодки.

F Скорость продвижения изображения (также называемая скоростью «прокрутки»).

G Шкала глубины эхолота.

H Изображение A-Scope, показывающее немедленные отражения эхо-сигналов в реальном времени, включая:

I Косяк рыбы под лодкой, чуть выше дна.

J Более мягкое дно под лодкой.



ТИПОВАЯ ДВОЙНАЯ ЧАСТОТА ВЫСОКО / НИЗКОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ЭКРАНА

Низкочастотное изображение

Показывает район, который только что миновала ваша лодка, в том числе:

A Беспорядок на поверхности, создаваемый турбулентностью вокруг датчика.

B Отдельная рыба.

C Стаи рыб, парящие над дном.

D Цифровое считывание глубины под лодкой, температуры воды и скорости лодки.

Высокочастотное изображение

Показывает район, который только что миновала ваша лодка, в том числе:

E Скорость продвижения изображения (также называемая «скоростью прокрутки»).

F Беспорядок на поверхности, создаваемый турбулентностью вокруг датчика.

G Отдельная рыба.

H Стаи рыб, парящие над дном.

I Шкала глубины эхолота.



ДАТЧИКИ И ДАТЧИКИ ДЛЯ РЫБОУЛОВ

Мы предлагаем чрезвычайно широкий ассортимент согласованных высокопроизводительных высокоскоростных преобразователей для различных эхолотов. Существуют датчики практически для всех типов и размеров лодок — парусных лодок, больших моторных лодок, трейлерных судов и многого другого. Вы также можете установить отдельные датчики, которые будут определять скорость вашего судна и температуру воды на поверхности. Дело в том, что наш выбор преобразователей настолько широк, что перечислять их все здесь непрактично.
Для полного износа вам следует обратиться к дилеру вашего катера. Он может порекомендовать лучший тип преобразователя для вашей лодки; он удостоверится, что он соответствует вашему эхолоту; и он может помочь вам установить и датчик, и эхолот.Для мастеров доступны инструкции по установке для всех датчиков. Чтобы упростить выбор датчика, мы предоставили общее руководство по основным типам датчиков вместе с кратким описанием того, где и как их устанавливать.

TOP

Датчики для установки на транец

Как видно из названия, датчик этого типа устанавливается на транец. Лучшее место для установки — это нижняя часть транца, при этом лицевая часть (дно) преобразователя находится почти в горизонтальной плоскости, как показано на этих двух схемах.Лучше всего производить установку, когда лодка находится вне воды.

Цель установки датчика этого типа — удерживать лицевую часть датчика в воде — независимо от того, находится ли лодка в состоянии покоя или на ходу — при минимизации количества выступающих датчиков датчика под днищем лодки, как показано здесь. .

Важно минимизировать турбулентность и аэрацию вокруг датчика. Следовательно, вам следует избегать размещения датчика вдоль поясов, за сквозными фитингами корпуса или других неровностей корпуса, которые могут мешать воде, протекающей через поверхность датчика.
Преобразователи, устанавливаемые на транце, часто используются на передвижных лодках, поскольку их расположение обычно не мешает койкам прицепа, роликам, стойкам и другим объектам на лодочном прицепе. Этот тип преобразователя также используется на лодках, которые не могут легко разместить сквозной штуцер на дне лодки.

TOP

Сквозные датчики

При правильной установке этот тип преобразователя обеспечивает лучшую производительность и обнаруживает рыбу, чем любой другой тип датчика.Как следует из названия, для этого требуется просверлить или вырезать отверстие в днище вашей лодки. По этой причине установку следует производить, когда лодка находится в сухом доке.
Расположение преобразователя зависит от типа корпуса, как показано на этих схемах для водоизмещающих и глиссирующих моторных лодок, а также лодок с плавниковым кильем и лодок с полным килем.


При установке под углом килеватости — например, как показано на паруснике с полным килем — требуется специальный «блок обтекателя», чтобы лицевая сторона преобразователя лежала в горизонтальной плоскости.

Как и любые другие датчики, датчики сквозного типа должны устанавливаться в местах, где они будут постоянно погружаться в ненарушенную воду. К объектам, которые могут помешать потоку воды вокруг преобразователя, проходящего через корпус, относятся ремни, фитинги, кили и мойка гребного винта.
Чтобы исключить возможные утечки, важно нанести обильное количество качественной подстилки — такой, которая может выдерживать постоянное погружение — вокруг штока датчика и фитингов как внутри, так и снаружи.

TOP

Преобразователи «Shoot Thru»

Этот тип преобразователя крепится внутри корпуса лодки, передавая и принимая сигналы через материал корпуса, как показано на этом рисунке. Это работает только через стекловолокно, и именно поэтому датчики «сквозного прохода» или «в скважине» получили свое название. Этот стиль не требует вырезания отверстия в днище лодки. Как и в случае с другими датчиками, местоположение имеет решающее значение для производительности. Как правило, лучшим местом является плоский участок в кормовой части трюма, хотя вам, возможно, придется поэкспериментировать, чтобы найти лучшее место. Новейшие преобразователи корпуса P-79® позволяют компенсировать мертвый угол подъема лодки.

Не все лодки подходят для использования передатчиков типа «сквозной». Например, на небольших лодках между палубой и корпусом часто находится слой вспененного плавучего материала. Стрельба через пену серьезно снижает производительность. В таких случаях более практичным является другой тип преобразователя, например, крепление на транец.

Существует несколько способов закрепить датчик сквозного типа.Некоторые можно прикрутить. Некоторые из них предназначены для заливки стекловолокном или эпоксидной смолой. Третьи требуют специального внутреннего корпуса, который полностью герметизирует датчик в жидкости, такой как касторовое масло.
Ваш дилер может помочь вам выбрать метод установки, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям.

TOP

Датчики скорости и температуры

Все эхолоты будут отображать скорость лодки и температуру воды на поверхности, если они подключены к соответствующим датчикам. Фактически, некоторые преобразователи, известные как «мультидатчики», имеют встроенные датчики скорости и температуры.
Однако большинство преобразователей работают только с эхолотом / поиском рыбы. Для считывания скорости лодки и температуры воды необходим отдельный датчик. Эти датчики бывают двух типов: транцевое крепление и сквозное крепление (показано здесь).

Как и датчики, устанавливаемые на транце, датчики скорости / температуры для крепления на транце устанавливаются в нижней части транца. Они должны быть установлены достаточно низко, чтобы вода могла стекать со дна лодки и вращать лопастное колесо, определяющее скорость.

Как и в случае с датчиками, проходящими через корпус, датчики скорости / температуры через корпус требуют вырезания отверстия в днище лодки, как показано. Эти датчики не нужно устанавливать в горизонтальной плоскости. Их можно устанавливать на килеваторе без обтекателя.

ТОП

Закрыть окно

Дом Защитника • Специальные предложения на лодках • Центр скидок / промо-акций • Подарочные сертификаты • Подписка на рассылку новостей по электронной почте • Карта сайта

Многолучевые эхолоты — Kongsberg Maritime

Интеграция более одного многолучевого эхолота

В зависимости от применения может иметь смысл объединить 2 или 3 многолучевых эхолота с разными частотами в одну систему. Инструмент с более высокой частотой будет иметь лучшее разрешение и точность, чем инструмент с более низкой частотой для определенной глубины воды. Перечисленные ниже различные частотные модели совместимы и могут свободно комбинироваться. Если одновременно используется только один инструмент, достаточно одного операторского пульта. Однако, если для одновременной работы активировано более одной частоты, для каждого инструмента требуется один операторский блок.

Высокая точность

Наши многолучевые эхолоты — это профессиональные инструменты для точного картирования морского дна, соответствующие стандартам производительности, определенным Международной гидрографической организацией, S-44 издание 5.Все наши инструменты характеризуются высокой производительностью картографирования в сочетании с исключительно высокой точностью зондирования и плотным рисунком зондирования для покрытия морского дна и выявления всех деталей на дне. В дополнение к измерениям, многолучевые эхолоты выдают данные изображения морского дна, аналогичные изображению гидролокатора бокового обзора. Этот набор данных полезен для характеристики свойств материала морского дна, а иногда и для обнаружения мелких деталей, не видимых в данных зондирования.

Полная картографическая система

Чтобы сформировать законченную картографическую систему, наши многолучевые эхолоты подключаются к позиционирующему оборудованию, приборам определения направления и движения, а также датчикам скорости звука для правильного позиционирования зондирования.

Портативные решения

Переносные решения могут быть предложены для прибрежной съемки. Для морских работ с надводными судами рекомендуется постоянная или полупостоянная установка акустических преобразователей. Доступны решения для съемки с помощью многолучевых эхолотов на базе ROV и AUV. Мы обладаем значительным опытом и можем помочь вам дельным советом.

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА НА МОРЕ 5

Программное обеспечение нового поколения для систем EM ™ в реальном времени

Современная и эффективная рабочая среда

Информационная система морского дна (SIS 5) была переработана с целью улучшения как пользовательского опыта, так и рабочих процессов.Современная оконная среда, меню и макет стали более интуитивно понятными, что помогает оператору работать более эффективно. Новые 3D-дисплеи работают на любой глубине, даже при отображении многолучевых лучей на мелководье с максимальной скоростью. Фоновые карты создаются из карт GeoTIFF или S 57 с использованием веб-картографических служб (WMS).

Программное обеспечение для постобработки

Предлагается программное обеспечение постобработки для очистки и корректировки данных многолучевого зондирования, а также инструменты для создания мозаик изображений морского дна и классификации типов донных отложений.Мы предлагаем решения для полной обработки данных вплоть до конечных продуктов, включая данные электронных карт в форме баз данных S-57 и построение бумажных диаграмм.

Подготовлено к интеграции

Наши многолучевые эхолоты подготовлены для интеграции с другими акустическими приборами и могут использоваться в качестве подсистем в интегрированных инструментальных решениях для разведки, включая централизованную синхронизацию последовательности передачи и управление морскими данными.

Что такое эхолот, его принцип действия, ошибки и меры по их устранению? |

Эхолот — это тип сонара (первоначально аббревиатура от SOund Navigation And Ranging), используемого для определения глубины воды путем передачи звуковых импульсов в воду.Регистрируется временной интервал между излучением и возвратом импульса, который используется для определения глубины воды вместе со скоростью звука в воде в данный момент.

История

После катастрофы Титаника в 1912 году немецкий физик Александр Бем провел некоторые исследования, чтобы найти способ обнаружения айсбергов. Он открыл технику эхолокации, которая оказалась неэффективной при обнаружении айсбергов, но отличным инструментом для измерения глубины моря.Изобретение Бема было запатентовано в 1913 году. Хотя первые серьезные попытки количественного определения биомассы рыбы были предприняты в 1960-х годах, основные достижения в оборудовании и технологиях были достигнуты на плотинах гидроэлектростанций в 1980-х годах. В рамках некоторых оценок проход рыбы отслеживался 24 часа в сутки на протяжении более года, давая оценки скорости уноса рыбы, размеров рыбы, а также пространственного и временного распределения.

Применение принципов эхолота для обнаружения подводных лодок во время Второй мировой войны привело к разработке оборудования для измерения всех глубин океана.

В 1970-х годах была изобретена технология двойного луча, позволяющая напрямую оценивать размер рыбы на месте по силе ее цели. Первая портативная гидроакустическая система с разделенным лучом была разработана HTI (Hydroacoustic Technology, Incorporated) в 1991 году и обеспечивала более точные и менее изменчивые оценки силы цели рыбы, чем двухлучевой метод. Это также позволило отслеживать рыбу в 3D, давая каждой рыбе путь плавания и абсолютное направление движения.Эта особенность оказалась важной для оценки пойманной рыбы при водозаборе, а также для изучения мигрирующих рыб в реках. За последние 35 лет во всем мире были проведены десятки тысяч мобильных и стационарных гидроакустических оценок.

Каков принцип работы эхолота?
  • Эхолот измеряет глубину воды, измеряя время, за которое импульс энергии проходит до морского дна и обратно, и работает по принципу отражения акустической энергии.
  • Короткий импульс звуковой энергии передается вертикально вниз от корабля.
  • Этот импульс, отраженный от морского дна, возвращается на судно в виде эха.
  • Время прохождения (t), необходимое для его возвращения, зависит от глубины воды (d) и скорости звука (v) через воду.
  • Затраченное время (t) = (2 x d) / v или d = (v x t) / 2
  • Производительность гидролокатора зависит от точности измерения скорости распространения источника.

Скорость распространения зависит от температуры воды, давления и солености. Скорость обычно принимается равной 1500 м / сек для морской воды при 13 ° C и атмосферном давлении.

3. ПРИНЦИПЫ ПРИБОРОВ ДЛЯ АКУСТИКИ РЫБОЛОВСТВА

3. ПРИНЦИПЫ ПРИБОРОВ ДЛЯ АКУСТИКИ РЫБОЛОВСТВА



3.1 Эхолот
3.2 Аналоговый эхо-интегратор
3.3 Цифровые эхо-интеграторы
3.4 Контрольно-измерительные приборы


Эхолоты передают импульс акустической энергии вниз к морскому дну и измеряют общее время, затрачиваемое на его прохождение через воду, то есть путь наружу и обратный путь. Если измеренное время составляет одну секунду и известно, что скорость акустических волн составляет 1500 м / с, глубина, очевидно, будет (1500 x 1) / 2 метра = 750 м.

Используя самописец с медленно движущейся бумагой для отображения времени передачи, а затем отраженных сигналов, когда они возвращаются, создается история глубины и топографии морского дна в прошлом.Если система достаточно чувствительна, она также будет отображать эхосигналы от рыбы, но это просто указание на их относительную численность. Необходимы инструменты, способные производить количественные акустические измерения, а также методы их преобразования в цифры абсолютной численности рыбы. Для этого были разработаны эхолоты с точными характеристиками. Их сигналы подаются на специально разработанный инструмент, эхо-интегратор, который выбирает и обрабатывает их различными способами.В этом разделе мы сначала рассмотрим эхолот.


3.1.1 Временная развертка
3.1.2 Преобразователь
3.1.3 Преобразователи и акустические лучи
3.1.4 Приемник-усилитель
3.1.5 Отображение и регистрирующие сигналы
3.1.6 Записывающая бумага


Существует множество устройств, каждый из которых выполняет свои функции, которые в совокупности образуют законченную систему для измерения акустических сигналов, связанных с водной биомассой. Эхолот состоит из передатчика, преобразователя, усилителя приемника и временной развертки / дисплея. На рисунке 17 представлена ​​блок-схема, показывающая взаимосвязь этих блоков. Блоки 1, 2, 4 и 5 обычно содержатся в одном шкафу, и часто требуется только подключение преобразователя (блок 3) для измерения глубины. Операция следующая.

Развертка по времени (блок 1) инициирует электрический импульс для включения (модуляции) передатчика, который, в свою очередь, генерирует импульс центральной частоты (f) и длительностью (p) для подачи питания на датчик (блок 2).Электрическая энергия преобразуется преобразователем в акустическую энергию в импульсе длиной cp, который излучается в воду, озвучивая объекты на своем пути. Эхо от этих объектов возвращается, чтобы преобразоваться обратно в электрические импульсные сигналы с помощью обратного процесса в преобразователе. Эти сигналы обычно очень малы, поэтому они усиливаются, но избирательно, относительно времени, в течение которого они возникли после передачи (изменяемое во времени усиление, ВРЧ). Это компенсирует потери мощности при выходе и возвращении к датчику.После процесса ВРЧ сигналы демодулируются (обнаруживаются), то есть информация, которую они содержат, амплитуда и длительность, извлекаются. В этой форме сигналы могут маркировать бумагу или обрабатываться эхо-интегратором. Теперь рассмотрим агрегаты более подробно.

3.1.1 Временная база

Одна функция временной базы (блок 1) состоит в обеспечении «часов», которые устанавливают точность измерения глубины, другая — в управлении скоростью (P), с которой выполняются передачи.

В разделе 2.7 мы видели, что, за исключением экстремальных условий, влияние солености и температуры на скорость акустической волны не очень значимо для промысловых съемок. Это означает, что скорость «часов» временной развертки может быть установлена ​​относительно номинальной скорости акустических волн, и для большинства морских целей принято значение 1500 м / с. Эта скорость точна для температуры 13 ° C и солености 35 ‰ (см. Рисунок 9). При экстремальных температурах, показанных на этом рисунке (но при той же солености 35 ‰), могут возникать ошибки глубины около 3%, т.е.е. при 30 ° C зарегистрированная глубина будет на 3% меньше истинной глубины и наоборот при 0 ° C. Временная шкала может состоять из двигателя с «постоянной» скоростью, приводящего ручку в движение по бумаге для записи, или из электронной схемы, управляющей пятном света, движущимся по поверхности электронно-лучевой трубки. В любом случае он также используется для инициирования «триггерного» импульса, который отмечает точку передачи, т.е. ноль на шкале глубины.

Импульс запуска называется так потому, что он «запускает» или «запускает» передачу от эхолота.Это важно, потому что это всегда должно происходить в точно определенный интервал времени, выбранный таким образом, чтобы частота импульсов передачи (P) в секунду, иногда называемая частотой повторения импульсов (PRF), подходила для исследуемой глубины воды. . То есть достаточно продолжительный интервал между импульсами, чтобы все эхо-сигналы, полученные в результате одной передачи, вернулись перед следующей передачей. Этот коэффициент контролируется переключателем глубины эхолота, т.е. производитель устанавливает подходящую частоту повторения импульсов для каждой шкалы глубины.

3.1.2 Преобразователь

Передатчик (блок 2 на рисунке 17) запускается по временной развертке с частотой P, импульсов в секунду. Каждый «триггер» запускает цепь длительности импульса (символ t), она работает в течение выбранного времени, и в течение этого времени фактическая частота эхолота передается на усилитель мощности, который, в свою очередь, подключен к преобразователю. Цепь длительности импульса высвобождает определенное количество циклов с правильной частотой. Если частота 38 кГц, мы знаем из раздела 2.7 видно, что периодическое время t (время, необходимое для завершения одного цикла) равно t = f -1 , т.е.

t = 1/38000 = 26 x 10 -6 секунды или 26 мс.

Рисунок 17.

Если передается 20 циклов, длительность импульса

t = 20 x 26 мс = 520 мс или 0,52 мс.

Мы знаем, что акустические волны распространяются со скоростью (c) 1500 м / с, поэтому расстояние , пройденное за это время, составляет

кт (12)

, который в данном примере

1500 x 520 x 10 -6 = 0.78 м импульс длина

то есть фактическая физическая длина импульса в воде.

Это важный параметр рыболовного эхолота, потому что

(a) он определяет вертикальное (глубинное) разрешение между целями, то есть между одной рыбой и другой, или между рыбой и морским дном. Минимальное расстояние между любыми объектами X и Y, достаточное для разделения их эхо-сигналов, составляет
кт / 2 (13)

, это показано на Рисунке 18 и обсуждается далее в Разделе 9.4.2. У короче , тем лучше разрешение.

(б) влияет на передаваемую энергию. Чем дольше пульс в воде, тем больше вероятность обнаружения целей на больших расстояниях, потому что средняя мощность увеличивается.

Рис. 18.

Существуют физические ограничения на минимальную длительность импульса, которую можно использовать, и на величину мощности, которую можно передать, которые не связаны с передатчиком.

Усилитель мощности в передатчике увеличивает выходную мощность до нескольких сотен ватт или даже до нескольких кВт, и этот уровень мощности должен оставаться исключительно постоянным. Он измеряется с подключенным преобразователем, либо путем взятия размаха напряжения, его преобразования в среднеквадратичное значение, последующего возведения в квадрат и деления на сопротивление преобразователя RR (см. Раздел 3.1.3 о RR).

(14)

или, может быть, удобнее считывать напряжение от пика до пика напрямую, тогда

Мощность = (В 2 размах) / 8RR (15)

3.1.3 Преобразователи и акустические лучи

Хотя во всех эхолотах есть отдельные цепи передатчика и приемника, обычно для передачи и приема используется только один преобразователь. Преобразователь можно описать как преобразователь энергии; во время передачи его вход электрический, а его выход акустический; для приема вход акустический, а выход электрический. По функциям он похож на комбинированный громкоговоритель и микрофон, но разные акустические свойства воды означают, что невозможно использовать одни и те же конструкции.Кроме того, в воде возможна гораздо более высокая эффективность преобразования энергии, чем в воздухе. При использовании для передачи преобразователь называется проектором, а при приеме — гидрофоном. Подводные преобразователи используют эффект, при котором фактические размеры куска материала изменяются под действием магнитного (магнитострикционного) или электрического (электрострикционного) поля. Если поле следует за электрически приложенными колебаниями, результирующее изменение размеров вызовет колебания акустического давления с той же частотой.Противоположный эффект возникает, когда акустическое эхо воздействует на лицевую сторону преобразователя, размеры изменяются, создавая напряжение на клеммах, которое изменяется в соответствии с эхом.

В области, близкой к лицевой стороне преобразователя, аксиальная акустическая интенсивность сложным образом изменяется между максимальным и минимальным уровнями. Когда преобразователь расширяется, он оказывает давление на воду, непосредственно контактирующую с ним, вызывая таким образом сжатие. Когда преобразователь сжимается, давление снижается, вызывая разрежение.Эти эффекты сжатия и разрежения проецируются вперед, все еще сохраняясь в пределах размеров , равных размерам поверхности преобразователя, пока не будет достигнуто расстояние, как показано на рисунке 19. Объем, заключенный в пределах этого расстояния, и размеры лицевой панели преобразователя известны как ближнее поле.

Рисунок 19.

В ближнем поле (иногда называемом зоной дифракции Френеля) и в дальней зоне, если на то пошло, расстояние от любого края лицевой стороны преобразователя до точки на оси равно больше, чем расстояние от грани по оси до той же точки. Если мы рассмотрим изменение расстояния до данной точки для всех вибраций, покидающих поверхность преобразователя, можно визуализировать интерференционные эффекты, которые возникают и вызывают максимумы и минимумы акустической интенсивности. Для практических целей ближнее поле заканчивается, а дальнее поле начинается на расстоянии R от

R = 2L 2 л -1 (16)

где

L — длина самой длинной стороны преобразователя, или его диаметр
l — длина волны
как L, так и l в метрах.

Минимальное расстояние для измерений показано в главе 7, рисунок 44.

Интенсивность звука от проектора максимальна на оси луча (рис. 20), она уменьшается по мере увеличения угла от оси, пока не будет достигнут первый ноль диаграммы реакции. За углом этого нуля находится первый боковой лепесток, который сам стремится к нулю под еще большим углом, и картина продолжается, причем каждый боковой лепесток имеет все меньшую чувствительность, чем больше его угол от оси.

Рис. 20.

Угол луча обычно не измеряется до первого нуля для справочных целей, он всегда измеряется до угла, при котором отклик вдвое меньше, чем на оси.

10 log 1/2 = -3 дБ

, а опорный угол обозначается как половина угла q / 2 к уровню половинной мощности, то есть от оси к углу, при котором отклик составляет -3 дБ. На рисунке 20 показана полярная диаграмма фактического отклика преобразователя, которая иллюстрирует соотношение главного лепестка и боковых лепестков, когда L >> l полный угол луча q может быть рассчитан с хорошим приближением из

q = 57.3 л л -1 (17)

где

L и l в м
q в градусах
57,3 — количество градусов в радианах
l — длина волны
L — диаметр круглой грани или длина прямоугольной грани.

Путем изменения расположения мы можем найти длину активной грани преобразователя, шаблон которой показан на рисунке 20.

L = 57,3 л q -1 (18)

Конечно, если преобразователь прямоугольный, он будет иметь другой угол луча в направлении спереди назад, чем в направлении из стороны в сторону.Однако, если предположить, что вышеуказанный преобразователь является круглым (диаметр L) и резонансным на частоте 38 кГц,

l = cf -1 = 1500 ÷ 38 x 10 3 = 3,95 x 10 -2 м
L = 57,3 x 3,95 x 10 -2 ÷ 12,5 = 0,18 м

Общее правило для датчиков: чем уже луч, тем больше датчик.

Свойство преобразователей, связанное с углом луча, — это индекс направленности DI. Для настоящей цели он может быть определен как отношение акустической интенсивности, передаваемой или принимаемой преобразователем с полным углом луча q, к интенсивности всенаправленного преобразователя.Другими словами, это мера того, в какой степени преобразователи могут концентрировать передаваемую или принимаемую акустическую мощность. Рисунок 21 иллюстрирует это.

Рисунок 21. (a)

Рисунок 21. (b)

Рисунок 21. (c)

Для кругового преобразователя приблизительное выражение для DI имеет вид

DI = 10 log (2p al -1 ) 2 (19)

где

a = радиус в м
l = длина волны в м

Применяя это к датчику выше

DI = 10 log ((6.28 x 0,18 / 2) ÷ 3,95 x 10 -2 ) 2 = 23 дБ

Если преобразователь имеет квадратную или прямоугольную форму и имеет длину самой короткой стороны,

L >> l, тогда
DI = 10 log 4p A l -2 (20)

, где A = площадь лицевой поверхности преобразователя

если известен угол луча, но площадь не указана

DI = 10 log 4p / (q 1 / 57,3 )(q 2 / 57,3) (21)

где

q 1 , (градусы) — полный угол луча в одном направлении
q 2 , (градусы) — полный угол луча в другом направлении.

Важным свойством преобразователей является их частотная характеристика. Преобразователи, используемые для целей рыбопромысловых съемок, резонируют на определенной частоте, часто называемой частотой эхолота, например. 38 кГц. Но если бы они реагировали только на эту частоту, необходимо было бы использовать бесконечно длинную передачу, что сделало бы невозможным эхо. С другой стороны, если мы попытаемся использовать бесконечно короткий импульс, преобразователь должен будет реагировать на бесконечное количество частот.Это связано с тем, что прямоугольный импульс состоит из бесконечного числа синусоидальных волн разной частоты. К счастью, разумная форма импульса может быть достигнута с относительно небольшим конечным числом частот, так что можно пойти на компромисс.

Дизайн и конструкция преобразователя определяют его частотную характеристику или полосу пропускания (BW), как ее называют. Полоса пропускания определяется как количество Гц между частотой по обе стороны от резонансной частоты, где отклик преобразователя составляет -3 дБ от максимума. Невозможно изменить полосу пропускания датчика, что означает, что

(а) минимальная длительность импульса
(б) максимальная полоса пропускания усилителя приемника. (См. Следующий раздел.)

Форма кривой полосы пропускания определяется фактором, называемым Q.

Q = Резонансная частота / f 2 — f 1 (22)

f 2 — самая высокая частота, при которой отклик = -3 дБ.
f 1 — самая низкая частота, при которой отклик = -3 дБ.

Обычно Q может быть от 10 до 15 для преобразователя 38 кГц.

Чтобы передать импульс без уменьшения его амплитуды и чрезмерного искажения его формы, минимальная ширина полосы должна быть

BW = 2t -1 (23)

При Q = 10 и f = 38 кГц (резонансная частота)

BW = 3,8 кГц

значение длительности импульса, чтобы соответствовать этому,

t = 2 / (BW) -1 = 2/3. 8 x 10 3 = 526 x 10 -6 т.е. 526 мс или 0,526 мс

Обратите внимание, что хотя для сохранения формы импульса необходима широкая полоса пропускания, чем больше полоса пропускания, тем больше шума попадает в приемную систему. Этот момент обсуждается в главе 4.

Два других свойства датчиков важны для полного понимания их использования и применения в промысловых съемках; электрический импеданс и эффективность преобразования энергии. В разделе 2.1 сопротивление R электрической цепи было нитью накала лампы (преобразователя энергии). Мощность в цепи была связана с квадратом напряжения или тока, пропорционального сопротивлению. Функция преобразователя чрезвычайно сложна, но в принципе метод расчета потребляемой мощности аналогичен методу, применяемому к лампе. Преобразователь не имеет простого сопротивления на своих выводах, вместо этого он имеет импеданс. Этот термин используется, когда в цепи присутствует комбинация сопротивления и реактивного сопротивления (сопротивления переменному току). Влияние реактивного сопротивления зависит от частоты, но оно не рассеивает мощность, а препятствует протеканию тока в соответствии с частотой. Его действие отменяется использованием равного реактивного сопротивления с противоположным знаком. Нам нужно значение эффективного сопротивления, обычно называемого радиационной стойкостью (RR) преобразователя. Измерение RR — непростая операция, но производители обычно предоставляют это значение, чтобы можно было произвести расчеты мощности.

Эффективность преобразователя (h) определяется как процентное отношение выходной мощности к входной мощности, независимо от того, является ли она электрической к акустической (передача) или обратной (прием).Обычно КПД магнитострикционных преобразователей составляет от 20 до 40%, а электрострикционных датчиков — от 50 до 70%.

Чувствительность преобразователя (SRT) в качестве приемника акустических волн выражается в количестве дБ по отношению к одному вольту на каждый микропаскаль давления, то есть дБ / 1 В / 1 м Па. Это нормально. для SRT должно иметь значение где-то в диапазоне от -170 до -240 дБ / 1 В / 1 м Па (-170 является наиболее чувствительным из них). Примерная цифра дается как

SRT = 20 log (2.6 x 10 -19 h A RR) 1/2 дБ / 1 В / 1 м Па (24)

где

h -% (например, 50% = 0,5)
A — площадь поверхности преобразователя в м 2
RR — сопротивление излучения в омах.

Это подходящий момент для рассмотрения приемной системы за пределами преобразователя.

3.1.4 Приемник-усилитель

Это блок 4 на Рисунке 17, обычно самый сложный электронный блок в эхолоте. Схема, иллюстрирующая основные функции усилителя приемника, представлена ​​на рисунке 22.Назначение всего блока состоит в том, чтобы усилить сигналы VRT, полученные от преобразователя, точно контролируемым образом и передать их на следующие инструменты (эхо-интегратор или эхо-счетчик) с подходящим уровнем амплитуды для дальнейшей обработки.

Рисунок 22.

Начиная со входа блока 1 на Рисунке 22, выход преобразователя электрически согласован со входом приемника, то есть с точки зрения импеданса и полосы частот.Иногда полоса пропускания приемника регулируется с помощью переключателя, чтобы точно соответствовать длительности передаваемого импульса t, BW »2t -1 . Несмотря на то, что значения чувствительности -3 дБ по обе стороны от резонанса указываются так же, как и для преобразователя, полоса пропускания приемника часто регулируется до тех пор, пока отклик не станет по крайней мере на 40 дБ ниже максимума. Обычно обеспечивается «полосовая» форма отклика, потому что она позволяет проходить от входа только тем частотам, которые находятся в пределах полезной полосы, тем самым сводя к минимуму эффекты широкополосных помех высокого уровня.

Общее усиление или коэффициент усиления G определяется как

G = 20 log VR / VRT дБ (25)

где

VR — выходное напряжение
VRT — минимальное обнаруживаемое напряжение с преобразователя.

Общий отклик приемника определяется как напряжение VR (дБ / 1 В) относительно акустической интенсивности 1 м Па на лицевой стороне преобразователя. Необходимо точно контролировать усиление в зависимости от глубины, и блоки 1 и 2 на рисунке 22 автоматически изменяют усиление настроенного усилителя относительно времени после передачи.Это известно как ВАРУ с изменяемым во времени усилением, и составляющими его схемами являются генератор и контроллер ВРЧ, см. Разделы 4.2; 7.2.2. В начале каждого периода зондирования импульс запуска передатчика также запускает схему управления генератором ВРЧ (блок 2) после фиксированной задержки, часто на глубине 3 м, но она может быть меньше.

Современные схемы ТВГ работают в цифровом виде; для каждого небольшого приращения времени происходит соответствующее изменение коэффициента усиления в усилителе, скорость изменения зависит от того, какой закон ВРЧ используется, см. раздел 4.2 для подробностей. При правильно функционирующей ВАРУ откалиброванное выходное напряжение VR от усилителя приемника не зависит от глубины до цели, предпочтительно с точностью ± 0,5 дБ или лучше на любой глубине, на которой рассчитана работа ВАРУ. Это, конечно, при условии, что TS цели не меняется с глубиной.

В дополнение к запускающему импульсу, который инициирует синхронизацию в начале каждого периода зондирования, есть еще один вход для ВРЧ. Это коэффициент поглощения a, который схемы ВАРУ должны компенсировать.Значение a определяется в начале исследования и переключается или вводится с помощью ключа в схему ВРЧ, где оно остается неизменным до тех пор, пока условия не изменятся настолько, что его необходимо обновить, см. Раздел 2.6.1.

Все усилители создают некоторый шум, т.е. при отсутствии входного сигнала от преобразователя или при замене только согласованного резистора на выходе будет некоторый шум; собственный шум приемника. Этот электрический шум всегда должен быть ниже самого низкого уровня акустического шума, который может возникнуть при очень низком уровне моря, когда судно находится в неподвижном состоянии, или, при работе на более высоких частотах, уровня теплового шума, см. Раздел 4.7. Собственный шум приемника может быть ниже -n дБ / 1 В относительно входных клемм, но с усилителем ВРЧ не является постоянным. Современные усилители-приемники обычно имеют входную чувствительность 1 мВ или меньше, то есть -120 дБ / 1 В или меньше.

Максимальная глубина, на которой цель данного размера может быть обнаружена, — это точка, в которой она просто выделяется выше уровня шума, но для целей акустической съемки SNR должно быть больше 10 дБ. С другой стороны, существует максимальный размер или плотность цели, с которой приемник может справиться на коротком расстоянии из-за уровня насыщения цепей.Насыщение приемника определяется как состояние, при котором выходное напряжение больше не соответствует входному напряжению линейно, то есть коэффициент усиления не является постоянным. Жизненно важно, чтобы характеристика напряжения приемника (усиление) была линейной между крайними значениями уровня сигнала (³ 120 дБ), которые могут возникнуть в практических условиях съемки. Разница между минимально используемым сигналом на входе приемника и максимальным входным сигналом, который не вызывает насыщения, составляет динамический диапазон . Типичный динамический диапазон выходного сигнала может составлять 50-80 дБ.Для целей измерения выходное напряжение VR всегда берется с откалиброванного выхода, но обычно есть другой усилитель, который обрабатывает сигналы для целей отображения, либо бумажный самописец, либо дисплей с выпрямленной А-разверткой на электронно-лучевой трубке.

3.1.5 Отображение и запись сигналов

После усиления эхо-сигналы по-прежнему имеют форму импульса, содержащего определенное количество циклов на частоте эхолота, рисунок 23 (а). В целях отображения только этот импульс на частоте эхолота дополнительно усиливается, а затем демодулируется, иначе известный как «обнаруженный» или «выпрямленный», рисунок 23 (b).Этот процесс удаляет все следы частоты эхолота, а также либо положительную половину отрицательной половины импульса. Результатом является однонаправленный сигнал постоянного тока, который можно использовать для маркировки бумажной записи или для отклонения луча электронно-лучевой трубки (выпрямленное сканирование «А»). ЭЛТ-сканер с некорректированной А-разверткой будет получать сигналы с откалиброванного выхода.

Рисунок 23.

Сигналы не могут быть понятны без временной развертки. Функция временной развертки была описана ранее, хотя обычно она является неотъемлемой частью дисплея.Существуют «гребенчатые» самописцы с несколькими щупами, которые используют электронную шкалу времени, но некоторые самописцы научных эхолотов все еще имеют механическую шкалу времени. В этих системах двигатель и редуктор приводят в движение иглу для маркировки по влажной или сухой электропроводящей бумаге, которая медленно протягивается по металлической пластине под углом 90 ° к траектории иглы.

Когда стилус вращается или перемещается за нулевую отметку на шкале самописца, срабатывают «триггерные» контакты передатчика, вызывая акустический импульс от датчика.Пока перо продолжает двигаться по бумаге, эхо-сигналы начинают возвращаться и маркируют бумагу в момент их прибытия. Когда стилус снова достигает нулевой отметки, бумага протягивается так, что последовательные измерения просто отделяются друг от друга, давая знакомую запись. Регистратор времени обычно генерирует метки времени, и для целей акустической съемки важно иметь данные из судового журнала, чтобы отмечать бумагу в конце каждой морской мили или какой-либо другой единицы времени или расстояния.

3.1.6 Бумага для печати

Влажная бумага чувствительна к слабым сигналам и имеет хороший динамический диапазон по сравнению с сухой бумагой (способность отображать диапазон различных цветов в зависимости от силы сигнала). Несмотря на ряд недостатков, он до сих пор широко используется. Это

1. В процессе производства необходимо тщательно контролировать содержание влаги.
2. Тщательная упаковка и хранение перед использованием.
3. Должен быть «запечатан» в регистраторе для сохранения влаги.
4.Сжимается при высыхании.
5. Быстро тускнеет и обесцвечивается под воздействием света.

Стилусы для влажной бумаги имеют «толстые» полированные кончики и прикладываются к бумаге с постоянным давлением. Произведена компенсация изменения плотности маркировки при изменении скорости вращения. Сухая бумага изготавливается с электропроводящими поверхностями и наполнением из мелкодисперсного углеродного порошка между ними. Стилус из тонкой проволоки проводит высокое напряжение, разрушая лицевую поверхность бумаги и оставляя плотную черную метку.Хотя этот процесс маркировки трудно контролировать и расходуется стилус, меньше проблем с хранением возникает до и после использования. Динамический диапазон составляет около 10 дБ, тогда как для влажной бумаги заявлено около 20 дБ. Регистраторы Multistylus могут использовать как влажную, так и сухую бумагу.


3.2.1 Демодулятор
3.2.2 Усилитель
3.2.3 Порог
3.2.4 Глубина и интервал Выбор
3.2.5 Квадрат напряжения
3.2.6 Квадрат напряжения Интегратор
3. 2.7 Отображение интегрированного Сигналы


Эхо-интеграторы были впервые использованы в конце 1960-х годов, когда были применимы только аналоговые методы. Несмотря на появление ряда цифровых интеграторов, многие аналоговые блоки все еще используются. По этой причине основные функции обработки сигналов и интегрирования эхо-сигналов сначала описываются со ссылкой на систему Simrad QM. Краткое описание основных характеристик цифровых устройств приводится в разделе 3.3.

Эхо-интегратор принимает все сигналы с откалиброванного выхода эхолота, см. Диаграмму 1 на рисунке 24. Эти сигналы требуют дальнейшей обработки и возможности для оператора выбирать участки или интервалы водяного столба на глубинах, которые можно отрегулировать, чтобы превратить эхо-интегратор в практичный инструмент. Из-за этого существует множество схемных функций, из которых только одна является строго интегратором, но их удобно разместить вместе и называть получившуюся систему единиц эхо-интегратором. Термин интегратор используется в его математическом смысле для измерения площади под кривой зависимости напряжения от времени. Время обычно пропорционально расстоянию, пройденному исследовательским судном, а выходное напряжение пропорционально плотности рыбы. Блок-схема, показывающая основные функции эхо-интегратора, представлена ​​на рисунке 24 (a), а соответствующие формы сигналов — на рисунке 24 (b).

Рис. 24. (a) Блок-схема аналогового эхо-интегратора (b) формы сигналов, связанные с каждым блоком

3.2.1 Демодулятор

Когда управляемые ВРЧ сигналы с откалиброванного выхода эхолота достигают эхо-интегратора, они все еще состоят из синусоидальных волн на частоте эхолота. Было показано, что синусоида имеет равные положительные и отрицательные значения, и информация, которую он несет (модуляция), имеет форму равных положительных и отрицательных изменений амплитуды. Интеграл синусоиды равен нулю, поэтому перед интегрированием информацию необходимо изменить на другую форму. Этот процесс известен как демодуляция, иногда называемая обнаружением или исправлением. Рисунок 23 (a) (b) и блок 2 на рисунке 24.

Это полностью удаляет как положительную, так и отрицательную части сигнала, так что происходят только отклонения между нулевой и одной полярностью, но они все еще имеют высокую частоту. Дальнейший процесс отфильтровывает высокочастотные полупериоды, и мы остаемся со средним напряжением (то есть « контуром » сигналов) различной амплитуды в зависимости от силы сигнала.В секции 3 рисунка 24 представлена ​​форма сигнала в секции 1, когда она была демодулирована. После этого процесса может возникнуть необходимость в усилении сигналов.

3.2.2 Усилитель

Условия съемки в отношении плотности рыбы и глубины, на которой она встречается, могут широко варьироваться, поэтому иногда полезно иметь усилитель (блок 3) для увеличения амплитуды сигналов на точно известную величину. Если необходимо интегрировать тонкий слой широко разнесенных целей, сигналы могут быть очень маленькими, так что последующая обработка не может быть выполнена эффективно. Любое изменение амплитуды сигнала важно, поэтому необходим переключаемый тип управления, позволяющий, скажем, использовать усиление 0-10-20-30 дБ. Эти шаги усиления соответствуют изменениям амплитуды в 1, 3,16, 10 и 31,6 раза соответственно.

3.2.3 Порог

Эта функция, блок 4 на рисунке 24, связана с регулировкой усиления усилителя, чтобы гарантировать аналогичную работу при каждой настройке последнего. Эффект порогового управления состоит в том, чтобы изменить нулевой эталон формы сигнала постоянного тока на небольшую величину, чтобы подавить шум, который, хотя и находится на низком уровне, может существовать на протяжении всего интервала глубины, что приводит к значительному интегрированному выходному сигналу.Конечно, при расчете окончательных результатов необходимо учитывать настройку порога. Однако, чтобы сделать обработку после порога как можно точнее, величина, вычтенная из каждого сигнала выше порогового уровня, добавляется снова, но точная компенсация не может быть достигнута. Контроль порогового значения никогда не следует использовать, если он не является абсолютно необходимым. При использовании с аналоговыми интеграторами он серьезно искажает полученные результаты и не может быть воспроизведен.Влияние на любой порог трудно рассчитать, поэтому использование порога не рекомендуется для количественных измерений.

3.2.4 Выбор глубины и интервала

Хотя эхо-интегратор принимает сигналы от всего водяного столба, необходимо иметь средства исключения передачи и донного эхо-сигнала от интегрирования, и это функция блока 5, рисунок 24. Желательно иметь возможность выберите определенные слои глубины в толще воды и измените протяженность слоя и глубину, на которой он начинается.

В ранних версиях дисковые переключатели управляли настройками, обычно с шагом 1 м. Таким образом, интервал глубин шириной 2 м может быть размещен на глубине 100 м для интегрирования. Действие переключателя глубины и интервала инициируется тем же пусковым импульсом, который приводит в действие передатчик и запускает ВРЧ. Это заставляет схему работать в течение времени, пропорционального глубине, на которой требуется начать интегрирование. По достижении этого времени первая схема заставляет другую работать в течение времени, пропорционального требуемому интервалу глубины , это иногда называют электронным сигнальным вентилем.Несмотря на то, что интервал глубины был выбран, сигналы все еще не готовы для интегрирования.

3.2.5 Квадратор напряжения

В блоке 6 на рисунке 24 он выполняет одну из наиболее важных функций в интеграторе эхо-сигналов. Это необходимо, потому что сигнальные напряжения V по-прежнему пропорциональны акустическому давлению p. Плотность рыбы пропорциональна акустической интенсивности , которая пропорциональна p 2 .

Используя отношения и аналогии, обсуждаемые в Главе 2, i.е.

В аналогично p и V 2 µ Вт
Вт аналогично I, поэтому p 2 µ I

можно сказать, что возведением напряжений в квадрат они становятся пропорциональными интенсивности. Шаги эффективного усиления 3.2.2 равны 1, 10, 100, 1000 раз, что соответствует 0, 10, 20, 30 дБ соответственно.

3.2.6 Интегратор квадрата напряжения

Когда напряжения эхо-сигналов возведены в квадрат, они переходят к блоку 7 на рисунке 24. Именно здесь энергия, представленная площадью под квадратичной кривой напряжения, преобразуется в окончательную форму напряжения постоянного тока, амплитуда которого при любом для заданного время пропорционально акустической интенсивности сигнала.На рисунке 24 показаны два сигнала, выбранных вентилем INTERVAL, более глубокий из двух частично теряется, потому что он не полностью находится внутри ворот. Форма сигнала постоянного тока в блоке 7 показывает, как напряжение интегратора увеличивается, когда первое эхо-сигнал достигает своего максимума, а затем снова падает. Когда это эхо заканчивается, постоянный ток поддерживается на достигнутом уровне, пока не появится следующий сигнал. Как показано на форме сигнала блока 7, уровень затем снова повышается, когда появляется второй сигнал, в этом случае скорость увеличения больше, чем скорость из-за предыдущего сигнала. Это из-за большей амплитуды.

На этом этапе интегрирование для одного проиллюстрированного периода зондирования завершено. Хотя эхо-интеграторы обычно имеют возможность отображать единичные интегралы зондирования, оно имеет ограниченное значение, и нормальное устройство позволяет интегралам накапливаться в течение заданного периода времени или морской мили, после чего интегратор сбрасывается и DC напряжение снова начинается с нуля.

3.2.7 Отображение интегрированных сигналов

Простейшей возможной формой отображения является вольтметр постоянного тока аналогового или цифрового типа (подробности см. В главе 7), но это не очень удобно, например, когда происходит сброс, показания теряются.Обычно предоставляется записывающий вольтметр, который отображает и записывает выходной сигнал интегратора на термочувствительной бумаге. Таким образом, вариации интенсивности эхо-сигнала могут быть связаны с положениями на пути судна.


3.3.1 Simrad QD Integrator
3. 3.2 Biosonics DE1 120 Интегратор
3.3.3 AGENOR Integrator
3.3.4 Furuno FQ Integrator


Самые последние инструменты, разработанные для оценки рыбных запасов, основаны на цифровых методах.Они имеют функции, аналогичные аналоговой системе, описанной в разделе 3.2, но цифровые инструменты обладают большей универсальностью и по своей сути более точными.

Компьютерные технологии, лежащие в основе цифровых систем, становятся обычным явлением в повседневной жизни, но из-за их относительно недавнего применения в акустике рыболовства они могут создавать проблемы для тех, кто устанавливает, эксплуатирует и обслуживает такое оборудование, пока они полностью не ознакомятся с ним. Цифровые методы и компьютерные технологии обеспечивают высокую скорость и точность работы, избегая проблем смещения и стабильности, присущих чувствительным аналоговым системам.Цифровая схема имеет только два состояния: ВЫКЛ или ВКЛ, соответствующие 1 или 0 соответственно. Они известны как двоичные цифры (или биты).

Сигналы от эхолота являются аналоговыми, они преобразуются с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) в «слово», состоящее из нескольких битов, например цифровые интеграторы Simrad и Biosonics используют 12-битные слова. Описание функций, выполняемых в эхо-интеграторе, было упрощено на примере Simrad QM, поскольку формы сигналов по всей системе иллюстрируют, что происходит.

В цифровом блоке после АЦП нет ничего подобного для визуализации, есть просто цифровые слова, над которыми действуют в соответствии с встроенными программами или инструкциями, вставленными оператором.

Многие функциональные возможности аналоговых интеграторов присутствуют в цифровых системах, но у них есть и дополнительные. Сразу очевидная разница между системами заключается в способе управления ими. Вместо большого количества элементов управления на передней панели, с помощью которых можно настраивать различные функции оборудования, оператору цифрового устройства предоставляется клавиатура компьютерного типа для ввода инструкций. Внутри находится компьютер плюс микрокомпьютер или микропроцессор, память для программы, интерфейс, отдельная память данных и регистратор данных, записывающий результаты на печатном листе записей.

3.3.1 Simrad QD Integrator

Оборудование QD состоит из двух небольших стоечных модулей и клавиатуры. Часть системы называется препроцессором QX Integrator, который, хотя и специально разработан для использования вместе с QD в одной версии, может формировать интерфейс между научными эхолотами и любым компьютером общего назначения в других версиях.

QX принимает входные сигналы нажатием кнопки или по команде программного обеспечения от одного из четырех эхолотов в диапазоне частот 10-200 кГц. Если используются QX510 / QD или QX525 / NORD 10, эхолот может быть выбран терминалом данных. Эти комбинации принимают сигналы с динамическим диапазоном, не превышающим 70 дБ, от -50 до +20 дБ относительно 1 В, т. Е. От 3 мВ до 10 В. Из эхолота поступает донный импульс, импульс запуска передатчика, цифровой сигнал удержания. ‘для уровня эхо-сигнала и сигнал запрета для эхо-сигналов ниже порогового уровня.Если уровень входного сигнала превышает +17 дБ / 1 В, то есть 7 вольт, на передней панели мигает светодиод (LED), и на QD отправляется предупреждение. Сигналы эхолота преобразуются из аналоговой в цифровую форму перед возведением в квадрат, но порог может применяться либо к аналоговой, либо к цифровой части схемы, либо к обоим. В QX содержатся высокопроизводительный демодулятор, 12-разрядный АЦП, быстродействующий блок возведения в квадрат сигналов и накопитель для сигналов до интегрирования.

На рисунке 25 показано подключение к внешнему оборудованию, необходимому для всей системы.Обозначения блоков, представляющих основные рабочие функции, не требуют пояснений, но по этому рисунку невозможно судить о практической универсальности или гибкости системы. Описание функций начинается со способа «сортировки сигналов по глубине» в QD.

Рисунок 25.

1. Интервалы глубины или «слои», как они описаны (чтобы избежать путаницы с другими типами интервалов в этой системе), могут быть запрограммированы для работы на глубине до 1000 м. Восемь таких слоев доступны в режиме синхронизации передачи, они имеют точность глубины 0,1 м и отбираются на каждые 2,5 см глубины, то есть каждые 33 м с по времени. Чтобы настроить слои выборки глубины, оператор вводит инструкции с клавиатуры для глубины начала и конца каждого слоя, и линии в требуемых положениях появляются на записи эхолота. Шаблон глубинных слоев не может быть изменен во время интеграции системы, для изменения необходимо снова использовать «начальную» процедуру настройки.При необходимости каждому слою может быть приписан разный порог. Можно выбрать любые два слоя глубины, чтобы отобразить их интегрированный выходной сигнал в миллиметрах отклонения на бумажной записи эхолота.

2. В дополнение к восьми глубинным слоям, упомянутым выше, есть два слоя с фиксацией дна, которые требуют сигнала дна хорошего качества, т. Е. Имеют чистый, быстрорастущий передний фронт и должны превышать заданную амплитуду. Если не получено подходящего донного сигнала или если сильные эхосигналы от рыбы могут быть ошибочно приняты за дно, система предотвращает интеграцию. Метод, обеспечивающий правильное соблюдение контура дна, пока позволяют акустические условия, зависит от образования так называемого «окна». Его работу можно визуализировать, рассмотрев прямоугольный импульс, который начинается непосредственно перед нижним сигналом и заканчивается сразу после него. Когда глубина воды превышает 10 м, оконная схема ищет сигнал дна между + 25% или -12,5% глубины, зарегистрированной предыдущим сигналом дна. Если есть три последовательных передачи без появления нижнего сигнала в окне, оно затем открывается на расстояние от 1 до 1000 м для поиска этого сигнала и, как только обнаруживается, снова удерживает его в окне.

При положительной идентификации сигнал дна можно безопасно использовать в качестве привязки ко времени для привязки слоя к дну с точностью до 0,1 м от дна. В КТ первый слой с запертым дном может простираться от 0,1 м до 100 м над дном. Второй слой с фиксацией снизу может быть установлен на любую высоту выше первого в пределах 127 м. Если оператор не желает «блокировать» систему до минимальной высоты 0,1 м, можно использовать команду смещения от 0 до 1 м. В условиях исключительно мелководья (10 м или меньше) окно ищет сигналы дна в пределах ± 50% от последней записанной глубины. Регистратор данных печатает результаты на листе записи, но, кроме того, интегрированные сигналы от двух выбранных «слоев» появляются в аналоговой форме (отклонение в миллиметрах) на бумажной записи эхолота, рядом с теми эхо-сигналами, из которых они обрабатываются.

3.3.2 Biosonics DE1 120 Интегратор

Он содержится в одном устройстве с установленной на передней панели клавиатурой и некоторыми аналоговыми элементами управления.Он может работать вместе с эхолотами, работающими в широком диапазоне частот, но его входные сигналы должны быть демодулированы. На рисунке 26 (a) интегратор показан как часть полной системы акустической съемки, а на рисунке 26 (b) представлена ​​блок-схема аппаратного обеспечения эхо-интегратора. Входные сигналы с максимальным уровнем 7,5 В проходят через АЦП и обрабатываются в соответствии с внутренней программой и инструкциями оператора.

Рисунок 26. (а)

Рисунок 26.(б)

Устройство можно включить в работу, нажав кнопку RESET, после чего на экране над клавиатурой появится сообщение «SELECT SYS MODE». Затем поворотным переключателем можно выбрать один из трех режимов системы.

1. Интегратор, ручное отслеживание дна
2. Интегратор, автоматическое отслеживание дна
3. Регистратор данных

, после чего нажимается кнопка изменения РЕЖИМА, и система готова принять параметры для ввода с клавиатуры после подсказок, которые появляются на экране.Большинство запросов появляются с тем, что называется значением по умолчанию, уже введенным для параметра. Если это значение правильное, нажатие клавиши ENTER сохранит его и вызовет следующее приглашение. Наконец, когда все параметры будут введены, появится «SELECT MODE», и поворотный переключатель повернут в положение RUN, а затем ENTER, чтобы можно было начать интегрирование.

Можно указать тридцать интервалов глубины. DE1 120 измеряет входное напряжение каждые 134,2 м / с, что соответствует приращениям глубины 0,1 м для c = 1490 м / с.Выбранные значения напряжения выше порога преобразуются АЦП в 12-битное слово. Напряжения эха, появляющиеся в каждом интервале глубин, возводятся в квадрат и суммируются с шагом 0,1 м. После указанного количества передач для каждого интервала глубин рассчитывается окончательное значение суммы квадратов, и полученные значения используются для расчета плотности рыбы по выражению

л xf = Sxf.A.Bx (P.Nx) -1

где

l xf = плотность рыбы для интервала (x) в кг.м -3 или рыб. м -3 в зависимости от единиц постоянной A

P = количество передач на последовательность

Nx = количество шагов 0,1 м за (x) интервал

Bx = константа для коррекции ВАР в интервале (x)

где

t = длительность импульса в секундах
c = скорость акустических волн
с bs = среднее сечение обратного рассеяния одиночной рыбы в метрах 2 . кг -1 или м 2 .fish -1
p o = среднеквадратичное давление передаваемого импульса в м Па. 1 м -1
г x = датчик, кабель, система эхолота прирост в Vm Pa -1 . 1 м -1
означает прямоугольную диаграмму направленности весовой коэффициент.

Если проводится только съемка относительной численности, достаточно принять A = 1.

Бумажный принтер является частью инструмента, из которого записанные данные выдают в конце каждой последовательности.Эти данные также доступны в формате ASCII (американский стандартный код для обмена информацией) через выходной порт RS232 для компьютерной обработки.

3.3.3 Интегратор AGENOR

Являясь также автономным устройством, этот интегратор может работать от эхолотов, работающих на частотах от 10 до 50 кГц. Демодулированные аналоговые сигналы от эхолота дискретизируются каждые 133,3 м с, что соответствует приращению глубины 0,1 м при c = 1550 м / с. АЦП изменяет дискретизированные напряжения на 12-битные слова.

Системные параметры, относящиеся к съемке, вводятся с клавиатуры на передней панели до начала съемки, но их можно изменить в любое время, хотя эффекты не проявляются до следующей последовательности. Измененные параметры каждый раз распечатываются встроенным принтером и появляются в порту RS232. Блок-схема системы представлена ​​на рисунке 27.

Рисунок 27.

Когда AGENOR включен, появляется подсказка «AGENOR VERS-O», и оператор выбирает режим «CHGT PARAM», чтобы разрешить ввод соответствующих параметров.На экране отображается первая строка параметров, а также курсор, который можно увеличивать или уменьшать с помощью клавиш для ввода новых значений. Клавиша ¯ сохраняет завершенную текущую строку, после которой отображается следующая строка параметров.

Имеется 14 программируемых параметров, некоторые из которых приведены ниже.

2, 3 и 4, Количество передач: Количество минут на последовательность: Количество 0,1 морской мили на последовательность

5. Порог, относящийся к АЦП; выбирается оператором, смотрящим на демодулированный сигнал.

6. Интервал времени, в течение которого работает автоматическое отслеживание дна.

10. Режим сбора данных

1: последовательность остановлена ​​и начинается новая, когда достигается номер передачи, установленный в (2).
2: Последовательности повторяются по достижении количества минут (3).
3: Последовательность останавливается при достижении номера журнала (4).

11. Количество интервалов глубины (от 1 до 10), относящихся к поверхности, для которых будут интегрированы сигналы.

12, 14 Константы A и B:

A — общая масштабная постоянная, полученная из комбинации факторов, включая c и s.Он связывает сумму квадратов напряжений с плотностью рыб и имеет единицы измерения: кг.м -3 V 2 или рыба.м -3 V 2 .

B — безразмерный масштабный коэффициент для корректировки вариаций ВРЧ эхолота.

Есть также два интервала глубин с привязкой к дну, они называются 11 и 12.

Для запуска системы выбирается ПАУЗА, затем отображается порядковый номер, последнее автоматическое нижнее значение и ручное нижнее значение.Нижнее окно устанавливается оператором поверх донного эхосигнала для получения начального значения для автоматического отслеживания дна. Когда выбрано «ACQUISITION», начинается обработка данных, и в конце каждой последовательности данные распечатываются. Основная часть программного обеспечения рассчитывает среднюю плотность акустической цели по единице поверхности (Rsj) или объему (Rvj) для каждого интервала глубин во время последовательности передач.

3.3.4 Интегратор Furuno FQ

Furuno FQ состоит из двухчастотного эхолота и эхо-интегратора, показанных на блок-схеме на Рисунке 27A.Эхо на каждой частоте корректируется ВРЧ перед обработкой АЦП и сохранением в памяти. Одновременно могут быть интегрированы 3 уровня с блокировкой дна и 9 уровней с блокировкой передачи. Один из этих слоев имеет силу объемного обратного рассеяния, напечатанную на бумаге для записи эхолота, в то время как другие десять значений указаны на распечатке принтера.

Рисунок 27A.

Частота дискретизации эхо-сигнала постоянна и составляет 1024 раза, что в диапазоне 100 м означает каждые 98 мм, а в диапазоне 500 м — каждые 490 мм.Вертикальное распределение средней объемной силы обратного рассеяния (MVBS) в децибелах с динамическим диапазоном 50 дБ регистрируется в графической форме в каждой позиции маркера журнала.

Для измерения плотности скопления школьников существует два возможных метода. Это

и. на графике вертикального распределения найдите MVBS в центре школы и добавьте 10 log l / lG, где l — интервал записи, а lG — горизонтальная длина школы, показанная на самописце.

ii. выберите режим агрегирования среднего. Затем площадь поперечного сечения школы (SA) вычисляется автоматически в пределах интеграционного слоя, на котором возникла школа. 10 log l (уровень интеграции) / SA затем добавляется к MVBS для интервала l журнала.


3.4.1 Мультиметры
3.4.2 Осциллографы
3.4.3 Генераторы сигналов
3.4.4 Электронные счетчики
3.4.5 Гидрофоны
3.4.6 Проекторы
3.4.7 Калибровка Контрольно-измерительных приборов


По мере совершенствования методов оценки рыбных запасов с помощью акустических средств возникла необходимость в большей точности при проведении измерений, что отражается на точности, с которой различные части оборудования должны выполнять свои функции.Испытательное оборудование, используемое для проверки этих функций, должно иметь известную надежность и точность перед использованием в процессах калибровки и измерения.

Для любого типа электронного оборудования важно убедиться, что применяются правильные напряжения питания и сигналов. В этом контексте напряжения питания относятся как к источнику питания корабля, так и к несигнальным уровням напряжения, которые возникают во всех цепях, составляющих прибор в целом. Разработка испытательных приборов идет в ногу с общими тенденциями в электронике, поэтому нет никаких трудностей в проведении точных электрических измерений.Проблемы возникают в основном в области акустической калибровки. Это связано с практическими трудностями, возникающими при юстировке стандартных целей, проекторов и гидрофонов в акустическом пучке, и с отсутствием стабильных характеристик последних устройств.

Какой бы тип измерения ни проводился, очень важно, чтобы показания снимались правильно. При проведении акустических или электрических измерений, будь то выход слабого сигнала гидрофона или выход мощного передатчика, необходимо убедиться, что значения, используемые для расчета, являются среднеквадратичными (среднеквадратичными).Однако гораздо легче считывать пиковые значения или значения размаха по калиброванной шкале амплитуд осциллографа, поэтому для удобства эти значения берутся и преобразуются в среднеквадратичные значения (раздел 2.3).

3.4.1 Мультиметры

i) Аналог

Приборы называются мультиметрами, если они способны измерять ряд функций путем подключения их входных проводов к разным наборам клемм на измерителе или, что более часто, путем поворота поворотного переключателя. Современные мультиметры могут измерять напряжение и ток переменного или постоянного тока, часто от уровней микровольт (мВ) или микроампер (мА), то есть 10 -6 , до киловольт (кВ), то есть 10 3 раз, и до десятки ампер. Они также включают омметр для измерения сопротивления компонентов или цепей от 1 Ом (Вт) до 10 МВт. Аналоговые типы называются так потому, что они показывают измеряемую величину по отношению к шкале.

В большинстве аналоговых счетчиков используется конструкция с подвижной катушкой с тонкой стрелкой, расположенной над шкалой.Это имеет недостаток при считывании шкалы из-за «ошибки параллакса», вызванной тем, что наблюдатель не может определить, когда его линия взгляда перпендикулярна (точно 90 °) шкале и стрелке. Небольшой угол к перпендикулярному положению приводит к завышению или занижению показаний. Чтобы помочь в преодолении этой трудности, все измерители хорошего качества оснащены полосой зеркала, в которую встроена шкала. Если наблюдатель смотрит на отражение указателя в зеркале, а затем поворачивает голову до тех пор, пока указатель не скроет отражение, он достиг наилучшего положения для точного считывания шкалы.

Для получения адекватного разрешения шкала сделана как можно длиннее,> 10 см, а диапазоны разделены на деления, которые можно выбрать с помощью переключателя, например, 0–3 В, 0–12 В, 0–60 В и т. Д. аналогично для тока 0-12 мA, 0-6 мА и т. д. и сопротивления 0-2 кВт, 0-200 кВт и т. д. Электрический допуск на этих шкалах обычно составляет 2%, т. е. показание должно быть с точностью до ± 2. % от значения полной шкалы .

Важным фактором для всех аналоговых счетчиков является величина нагрузки, которую они оказывают на тестируемую цепь.Между выводами измерителя есть сопротивление из-за движущейся катушки и компонентов масштабирования, оно должно быть достаточно высоким, чтобы избежать изменения фактического измеряемого значения. Как правило, хороший современный счетчик имеет показатель от 20 000 Вт на вольт до 100 000 Вт на вольт, что означает, что каждое значение полной шкалы умножается на сопротивление, указанное в кВт, т. Е. Шкала 10 В x 20 кВт = 200 кВт. Для большинства целей, за исключением некоторых схем настроенных и полевых транзисторов (FET), достаточно мощности от 20 до 100 кВт на вольт.

При возникновении неисправности в цепи, на что указывает низкое или высокое показание напряжения, питание отключается, и секция омметра мультиметра часто используется для исследования состояния цепи. Для этой операции измеритель обеспечивает напряжение на своих выводах, которое при приложении между определенными точками будет пропускать через цепь ток, пропорциональный встречному сопротивлению. Это сопротивление, измеряемое в омах, отображается измерителем в аналоговой или цифровой форме.

Опыт и знание функции схемы необходимы для правильной интерпретации показаний сопротивления. Это связано с тем, что многие элементы схемы, такие как транзисторы и диоды, имеют разное сопротивление измерителю в зависимости от полярности приложенного напряжения, то есть измерительные провода, а также обмотки трансформаторов имеют другое сопротивление постоянному току, чем переменному току. заданная частота.

ii) Цифровые мультиметры (DMM)

Как следует из названия, эти измерители отображают измеренное количество в десятичной форме цифрами, либо с помощью трубки Никси, светоизлучающего диода (LED) или жидкокристаллического дисплея (LCD). Они разработаны с очень высоким входным сопротивлением 10 МВт, чтобы избежать проблемы с нагрузкой на цепь, присущей большинству аналоговых измерителей. Погрешность для постоянного напряжения обычно составляет ± 0,1% от показания, ± 1 цифра, а для переменного напряжения и постоянного тока составляет 0,75% от показания ± 1 цифра.

3.4.2 Осциллографы

Без осциллографа с современным электронным оборудованием можно выполнить очень небольшую работу. Осциллограф — это прибор, основанный на способности электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) отображать колебательные напряжения.Это достигается путем отклонения электронного луча, направленного на флуоресцентный экран, одновременно в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. При подключении по постоянному току осциллографы также могут измерять установившееся напряжение. Подробное описание работы ЭЛТ выходит за рамки данного руководства.

Несмотря на множество элементов управления (см. Рисунок 28), осциллограф имеет в основном простую функцию, которая заключается в отображении с целью измерения формы изменения напряжения в электронных схемах во времени (их формы волны). На рисунке 3 показана синусоида с точки зрения размаха напряжения в зависимости от угла. Скорость изменения угла, конечно, пропорциональна частоте. Осциллограф предназначен для измерения изменения формы сигнала в очень широком диапазоне частот и напряжений.

Рисунок 28.

Основными элементами управления осциллографа являются TIMEBASE, обычно калиброванные в микросекундах на см (мс / см), миллисекундах на см (мс / см), секундах на см (с / см) и НАПРЯЖЕНИЕ.Диапазон калибровки напряжения составляет от микровольт на см (мВ / см), милливольт на см (мВ / см) до вольт на см (В / см). В некоторых случаях калибровочная сетка может быть меньше 1 см, тогда разметка будет мс / деление и т. Д. Другие элементы управления связаны с аспектами представления формы сигнала, а не с основами самой формы сигнала. Однако, если пользователь не может управлять представлением формы волны, она будет отображаться в форме, не распознаваемой человеческим глазом. Одним из наиболее важных элементов управления и наиболее эффективным для «остановки» или «удержания» формы сигнала является TRIGGER .

Нет ничего необычного в том, что функция TRIGGER разделяется между несколькими ручками или кнопками. Многие осциллографы имеют модульную конструкцию с отдельными сменными модулями для усилителей, временных разверток и средств запуска, которые могут содержать до 20 элементов управления на передней панели. Это очевидное чрезмерное усложнение связано с необходимостью «удержания» или «синхронизации» сигналов, имеющих разную полярность, амплитуду, частоту и частоту повторения, а также требованием исследовать определенные части формы сигнала, например.грамм. для сравнения его с другим сигналом одновременно или последовательно и т. д.

ЗАДЕРЖКА: Эта функция обычно использует две временные развертки, одна из которых называется «разверткой» с задержкой. Типичная операция может включать в себя выбор оператором с помощью развертки с задержкой определенного времени задержки. Когда это достигается, запускается вторая (с задержкой) временная развертка и работает, возможно, в десять раз быстрее первой, тем самым обеспечивая большее разрешение выбранной части сигнала.Эта функция позволяет использовать более одной трассы или луча, чтобы расширенную часть можно было сравнить со всей формой сигнала.

ПОЛОЖЕНИЕ: Есть два элемента управления осциллографа для точного позиционирования кривой, по горизонтали (ось времени, X) и вертикально (ось напряжения, Y), то есть форма волны может быть выровнена в плоскостях X и Y с масштабированной сеткой. Регуляторы вертикального положения обычно прикрепляются к модулю усилителя, в то время как управление горизонтальным положением часто связано с модулем временной развертки.

C.R.T. КОНТРОЛЬ: Качество следа определяется настройкой параметров яркости, фокуса и астигматизма. Яркость или интенсивность — это средство управления, которое следует использовать с осторожностью, поскольку чрезмерная яркость может привести к сжиганию фосфора на экране. Фокус увеличивает резкость следа, позволяя видеть детали и упрощая измерения, при условии, что (часто предварительно заданные) элементы управления астигматизмом отрегулированы в их оптимальное положение (они используются для получения «самого круглого» пятна от электронного луча).Большинство осциллографов имеют элемент управления, который обеспечивает переменное освещение сетки, что позволяет легко считывать шкалу или фотографировать.

DUAL-BEAM / DUAL-TRACE: Двухлучевой осциллограф содержит две независимые системы отклонения в пределах одного ЭЛТ, поэтому он может отображать два входных сигнала одновременно, даже если они неповторяющиеся и непродолжительные. Эти осциллографы сейчас не доступны.

Двухканальный датчик включает электронное переключение для попеременного подключения двух входных сигналов к одной системе отклонения.Это позволяет провести лучшее сравнение, поскольку используются только одна временная развертка и один набор отклоняющих пластин. Последние разработки позволяют отображать до восьми трасс.

ХРАНЕНИЕ: В настоящее время используются две формы хранения: электронно-лучевая и цифровая. Оба позволяют точно оценивать медленно меняющиеся явления, но тип ЭЛТ предпочтительнее для просмотра быстро меняющихся форм волн, как в подводной акустике. Как следует из названия, хранилище ЭЛТ находится внутри трубки, либо на сетке, либо на специальном фосфоре, а элемент управления PERSISTENCE позволяет выбирать градацию между ярким следом и темным фоном, а также контролирует время, в течение которого сохраненное изображение может быть сохраненным.

Цифровое хранилище полагается на выборку сигнала , т. Е. На получение значений сигнала через дискретные интервалы времени, и на квантование на квантование , которое преобразует значение в двоичное число перед его передачей в цифровую память. Этот метод хранения обеспечивает четкое, ясное отображение в течение неограниченного времени, он может страдать от наложения спектров, т. Е. Последовательность импульсов данных выборки не точно представляет входной сигнал. Большинство цифровых запоминающих осциллографов делают выборку достаточно часто, чтобы отображать «чистую» форму сигнала от эхолотов, если операторы правильно устанавливают частоту дискретизации, чтобы избежать наложения спектров.

ДАТЧИКИ: Пробники, хотя и являются съемными устройствами, должны рассматриваться как важная часть системы осциллографа. Они предназначены для предотвращения значительной нагрузки тестируемой цепи и обычно выбираются на основе адекватной характеристики частоты и напряжения. Для измерения амплитуды напряжения емкость и сопротивление зонда образуют делитель напряжения с проверяемой схемой. На частотах эхолота резистивная составляющая имеет большое значение и должна быть как минимум на два порядка больше, чем импеданс в исследуемой точке цепи.

Также можно измерить ток передачи с помощью щупов осциллографа, что, вероятно, будет приобретать все большее значение в связи с необходимостью обеспечения еще большей точности при измерении акустических параметров. Токовые датчики имеют другую форму конструкции и способ подключения, чем датчики напряжения, поскольку, в то время как последние подключаются непосредственно к клеммам цепи, датчик тока закрепляется на проводе, по которому течет ток (т. Е. Там нет «металлического» контакта).

3.4.3 Генераторы сигналов

Хотя этот прибор является передатчиком электрических частот, он отличается от передатчика эхолота во многих отношениях, за исключением генерации частот. Генератор сигналов выдает сигналы (передачи), точно регулируемые по частоте и амплитуде, которые могут изменяться в широком диапазоне частот и уровней напряжения, оставаясь при этом чистыми по форме волны.

Генератор сигналов предназначен для обеспечения средств электрической калибровки приемных усилителей с точки зрения их чувствительности, динамического диапазона и полосы пропускания.Необходим широкий диапазон точно регулируемого уровня выходного напряжения, предпочтительно от <1 мВ до> 10 В. Генератор сигналов должен иметь возможность генерировать непрерывные импульсы (пачки) контролируемой переменной длительности на частоте эхолота. с помощью временной задержки (контроль глубины) можно установить в любом месте полной шкалы глубины тестируемого эхолота. Точность и стабильность имеют первостепенное значение.

На рисунке 29 показаны основные характеристики генератора сигналов.Блок 1 — это генератор, который генерирует CW на частоте, выбранной переключателем (грубый диапазон) и шкалой настройки. Этот генератор должен обладать свойствами низкого гармонического искажения и высокой стабильности частоты. Его выход подается на электронный вентиль, блок 2, управляемый прямоугольными сигналами из блока 3 для импульсного режима или полностью шунтируемый для режима CW. Блок 3 имеет элемент управления, с помощью которого можно изменять длительность импульса для имитации передаваемого импульса.

Рисунок 29.

Есть два режима работы для блока 3: «холостой ход» и «запускаемый». В свободном режиме скорость генерации импульсов может варьироваться в определенных пределах. В режиме триггера на каждый оборот иглы самописца поступает только один импульс в ответ на пусковой импульс эхолота. Однако время (глубина), в которое это происходит, можно установить с помощью управления временной задержкой (блок 4), инициированной запускающим импульсом самописца.

Выход затвора усиливается (блок 5), затем подается на аттенюатор (блок 6), калиброванный по напряжению или дБ.Существенной особенностью аттенюатора является низкий выходной импеданс, поэтому сигналы можно вводить во входные цепи преобразователя / приемника, не оказывая на них неблагоприятного воздействия. При подаче сигналов, особенно с уровнем mV, необходимо избегать появления электрических помех в цепи, и хорошим методом является использование индуктивной формы связи в одном из проводов между преобразователем и приемником. Такое расположение снижает импеданс, вводимый в схему, обычно в 100 раз, скажем, с нуля.От 1 Вт до 0,001 Вт.

Следует проявлять осторожность, чтобы не допустить прямой связи между цепями генератора сигналов и цепями тестируемого усилителя приемника, в противном случае измерения могут быть ошибочными. Обычно достаточно убедиться, что оба устройства заземлены правильно, и что правильный кабель от генератора сигналов используется для подключения к приемнику.

Генератор сигналов должен включать точную регулировку частоты настройки из-за относительно узкой полосы пропускания приемников.Однако точную частоту, на которую настроен генератор, лучше всего можно получить с помощью частотомера. Этот прибор обсуждается в разделе 3.4.4, он дает прямое цифровое считывание частоты при подключении к выходу CW . Важность частотомера лучше всего проиллюстрировать на практическом примере.

Эхолот настроен на резонансную частоту своего преобразователя, 38,75 кГц, и имеет полосу пропускания от 2,2 кГц до точек -3 дБ. Используя частотомер, легко настроить генератор сигналов, сначала на 37.65 кГц (-1,1 кГц), затем до центральной частоты, 38,75 кГц и, наконец, до 39,85 кГц (+1,1 кГц). Было бы чрезвычайно сложно добиться приемлемой точности, если бы использовались аналоговый циферблат или шкала.

3.4.4 Электронные счетчики

Электронный счетчик, используемый в акустике рыболовства, может производить точный подсчет или измерение частоты. Он получил свое название, потому что измерение производится путем подсчета количества синусоид, возникающих за определенный период времени.Это число отображается в цифровом виде, обычно в кГц. Частотомеры этого типа стали сложными устройствами, но довольно просты в использовании. Элементы управления ограничиваются выбором количества отображаемых цифр, выбором режима работы (если возможны временные и другие измерения) и входным уровнем. Последнее особенно важно в некоторых старых приборах, потому что, если входной уровень был установлен слишком низким или слишком высоким, показания были ошибочными.

Трудно использовать этот вид счетчика для измерения частоты передачи импульса или эха.Производители обычно предоставляют выход CW генератора передатчика, где это может быть сделано, и генераторы сигналов могут быть переключены в CW для той же цели.

3.4.5 Гидрофоны

Это сенсорные устройства, определяемые как преобразователи, которые выдают электрические сигналы в ответ на акустические волны, переносимые водой. Когда гидрофон помещается в акустическое поле (луч) преобразователя эхолота, он реагирует на колебания давления и создает пропорциональное напряжение на своих выводах.Производители гидрофонов предоставляют коэффициент преобразования, который позволяет связать напряжение с акустическим давлением на используемой частоте. Обычно это число в децибелах относительно одного вольта, которое может быть измерено для каждого микропаскалей давления, дБ / 1 В / 1 м Па. В прошлом оно выражалось как дБ / 1 В / 1 мб), но микробар (мб) был заменен, и к цифрам в мб необходимо добавить 100 дБ, чтобы довести их до м Па. Например, типичное значение -75 дБ / 1 В / 1 мб при преобразовании в единицы СИ составляет -175 дБ. / 1 В / 1 м Па.

Современные калибровочные гидрофоны предназначены для всенаправленного отклика в одной плоскости, но часто имеют некоторую нежелательную направленность в другой. Они сделаны из физически небольших электрострикционных элементов, заключенных в акустически прозрачный, но водонепроницаемый материал. Обычно они имеют широкий диапазон частот, но при изменении температуры могут происходить некоторые изменения характеристик. Калибровка обычно включает длину прилагаемого соединительного кабеля. Этот кабель нельзя ни укорачивать, ни удлинять, если для таких изменений не может быть сделана соответствующая поправка.

3.4.6 Проекторы

Проектор — это преобразователь, который при подаче электроэнергии создает волны давления, соответствующие частоте, с которой он приводится в действие. Проекторы для целей калибровки обычно имеют всенаправленный отклик в широком диапазоне частот. Этот же преобразователь можно использовать и как гидрофон, если он имеет обратимые характеристики. Необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать перегрузки при работе в режиме проектора, поскольку это может привести к деформации материала и, следовательно, к изменению калибровки гидрофона. Коэффициент калибровки проектора связан с заданной электрической движущей силой, для которой можно рассчитать акустическое давление, обычно в форме дБ / 1 м Па / 1 В. Типичное значение может составлять 228 дБ / 1 м Па / 1 В. Если калибровка дана в единицах, которые сейчас сняты с производства, это будет 128 дБ / 1 мб / 1 В.

3.4.7 Калибровка контрольно-измерительных приборов

Наиболее важными факторами в поддержании калибровки и хорошей производительности любого элемента испытательного оборудования являются осторожность при его использовании, обращении с ним и особенно при его транспортировке.Перед использованием каких-либо тестовых инструментов необходимо выполнить несколько простых проверок, чтобы убедиться, что они функционируют должным образом. Невыполнение этого требования может привести к потере большого количества времени, как из-за регистрации неверных данных, так и из-за попыток найти несуществующие неисправности в геодезическом оборудовании.

Тесты на мультиметрах довольно просты. Диапазоны омметра можно проверить, чтобы увидеть, можно ли обнулить указатель (или цифры в цифровом измерителе). В противном случае наиболее вероятные причины заключаются в том, что батарея разряжена, или провода сломаны или плохой контакт на клеммах, что можно легко исправить.Затем точность можно грубо проверить, измерив несколько резисторов с жестким допуском, значения которых выбираются для проверки прибора в различных точках шкалы.

Проверка работы и калибровка секций вольтметра может быть более сложной. Шкалы постоянного тока (DC) можно грубо проверить на известных напряжениях сухой батареи или, точнее, на лабораторных или настольных блоках питания. Однако, если прибор хорошего качества и был хорошо обработан (т.е. не был перегружен, не падал и не подвергался сильной вибрации в случае счетчиков с подвижной катушкой), маловероятно, что его точность ухудшится.Шкалы измерения тока можно проверить, переключившись на шкалу максимального тока, а затем подключив измеритель последовательно к цепи с известной разностью потенциалов и сопротивлением, чтобы можно было рассчитать ток, который должен быть указан. Разумная мера предосторожности — начинать любое измерение с использованием самого высокого диапазона напряжения и тока.

Для счетчика переменного тока необходимо точно знать, что показывает шкала. Обычно калибровка производится по среднеквадратичному значению истинной синусоиды (см. 2.3).

Отклонения от чистого синусоидального сигнала (искажения) вызовут некоторую ошибку в считывании на величину, зависящую от «форм-фактора». Это возможно только с помощью анализа формы сигнала. Наблюдение за формой сигнала с помощью осциллографа укажет на любые очевидные искажения, которые могут повлиять на результат.

После тщательной проверки и калибровки электронного оборудования можно приступить к акустической калибровке. Различные методы достижения этого обсуждаются в главе 7.


Передача акустических сигналов через воду: эхо-зондирование

Есть много отраслей, которым нужно «заглядывать» под воду. Например, компаниям, которые полагаются на морские перевозки, необходимо знать, насколько глубока вода, чтобы судно не село на мель. Рыболовные операции нужны для поиска рыбы, а исследователи охотятся за затонувшими кораблями.

Им нужны не только надежные данные о том, что находится под водой, но и точная информация о портах.Хотя существует множество диаграмм для основных портов по всему миру, для некоторых регионов актуальная диаграмма может не существовать. Для корабля посреди океана карты не так надежны.

Эхо-зондирование — решение этих проблем. Технология эхолота позволяет исследовательским судам и другим судам измерять расстояния под водой с помощью звука. В форме гидролокатора ( SO и N avigation A nd R anging), эхолоты могут быть автономными или прикрепленными к кораблю.

Прочтите, чтобы узнать больше о том, как работает эхо-зондирование, в том числе о том, как оно основано на пьезоэлектричестве. Вы также узнаете, как она превратилась в технологию, которую мы знаем сегодня, и как отрасли сегодня используют пьезоэлектричество.

Как работает эхо-зондирование?

Эхолоты передают импульс энергии прямо вниз от днища корабля. Пульсация движется по воде и отрывается от морского дна. Затем он движется вверх, пока эхолот не получит его.

После получения ответного сигнала эхолот измеряет, сколько времени потребовалось импульсу, чтобы пройти от морского дна до судна. Используя эти данные, он может точно рассчитать глубину воды.

Эффект пьезоэлектричества и ультразвуковой сонар

Пьезоэлектричество — это электрический заряд, который некоторые твердые материалы могут накапливать при приложении к ним механического напряжения. Эхо-зондирование — лишь одна из многих коммерческих и промышленных технологий, основанных на пьезоэлектричестве.

Жак Кюри и его младший брат Пьер открыли пьезоэлектричество в 1880 году, проводя исследования того, как давление создает электрический заряд в кристаллах. Изучая турмалин, кварц, топаз, тростниковый сахар и соль Рошель (тартрат калия-натрия), мужчины обнаружили, что соль Рошель производит электрический заряд при стрессе.

Это открытие способствовало разработке граммофона (более ранней версии фонографа) и устройств для измерения напряжения.Впоследствии исследователи определили, что пьезоэлемент изменяет размер или создает силу при получении электрического заряда. Пьезо стал основной силой, лежащей в основе принципа работы ультразвуковых преобразователей.

В 1917 году Поль Ланжевен вместе с группой исследователей разработал первое коммерческое приложение, в котором использовались пьезоэлектрические свойства кварца. Они изобрели ультразвуковую систему отправки и приема — предшественницу современных гидролокаторов — которая решила проблему передачи акустических сигналов в воде.

Эхолот в его самой ранней форме

Изначально гидролокатор представлял собой громадное устройство, похожее на огромную хлебную коробку. У него был большой преобразователь, изготовленный из кристалла кварца — резонатор для ультразвуковых устройств — закрепленный между двумя стальными пластинами, а также гидрофон, предназначенный для обнаружения отраженного эха от подводных лодок.

Устройство приводит кварцевый пьезоэлектрический кристалл в колебание, посылая электрический сигнал. Высокочастотная механическая вибрация передавалась через воду на отражающее тело, а затем на второй кристалл кварца, который принимал отраженную энергию сильных колебаний или «ультразвук».”

Основываясь на промежутке времени между отправкой сигнала и получением эхо-сигнала, экипаж мог рассчитать расстояние от источника до отражающего тела. Сверхсекретная приемно-передающая система изначально называлась «ультразвуковой детектор подводных лодок». Британское и американское правительства воспользовались этой технологией к концу Первой мировой войны. Британский королевский флот использовал эту информацию для расчета расстояния до немецких подводных лодок и более точного размещения глубинных бомб.

Разработка гидролокатора сыграла важную роль в повышении уровня осведомленности о потенциале пьезоэлектрических устройств в других отраслях и приложениях.

PZT: Улучшение сонарной технологии

Во время Второй мировой войны независимые исследовательские группы, работавшие в США, Японии и России, начали концентрировать свои исследования и разработки (НИОКР) на сегнетоэлектрических материалах. Исследователи обнаружили, что некоторым поликристаллическим неметаллическим материалам — керамике — присуща механическая прочность.

В процессе спекания исследователи объединили порошки определенных оксидов металлов и обнаружили, что полученный керамический материал демонстрирует необычно высокие диэлектрические постоянные по сравнению с природными пьезоэлектрическими материалами. Хотя во многих промышленных и коммерческих приложениях используются полимеры и монокристаллы, большинство современных пьезоэлектрических материалов изготовлено из поликристаллической керамики. На сегодняшний день наиболее широко используемым пьезоэлектрическим керамическим материалом в мире является цирконат-титанат свинца, сокращенно ЦТС.

Разработанный учеными Токийского технологического института около 1952 года, PZT состоит из пьезоэлектрического материала на основе оксида металла, обладающего уникальным набором свойств:

— Он прочнее некоторых природных кристаллических материалов.
— Производители могут формировать PZT практически любой формы и размера.
— Этот материал обладает большей чувствительностью и более высокой рабочей температурой, чем некоторые другие пьезоэлектрические материалы на основе оксидов металлов.
— Производители выбирают керамику PZT в качестве пьезоэлектрических материалов в гидролокаторах, поскольку они прочны, химически инертны и относительно недороги в производстве.
Производственный процесс для создания порошков PZT начинается с оксидных материалов очень высокой чистоты. Ключевыми ингредиентами PZT являются оксид свинца, диоксид титана и диоксид циркония. Процесс включает в себя тщательное смешивание исходных ингредиентов, прокаливание или нагревание для образования правильного соединения PZT, добавление связующих и распылительную сушку, чтобы получить сыпучий порошок, готовый для сухого прессования.

Чем отличаются подводные акустические преобразователи сегодня

Датчик-преобразователь функционирует как передатчик и приемник ультразвукового аппарата, генерируя звуковые волны. Зонд содержит звукопоглощающее вещество, которое устраняет обратные отражения, и акустическую линзу, концентрирующую звуковые волны.

Ранние датчики-преобразователи содержали один или несколько кристаллов кварца (природные пьезоэлектрические кристаллы). Приложение переменного электрического заряда к кристаллу изменило его форму и заставило его быстро вибрировать.Звуковые волны двинулись наружу. И наоборот, когда звуковые волны попадают на кристаллы, давление формы волны генерирует измеримые электрические заряды внутри кристаллов. Это явление позволило как посылать, так и принимать звуковые волны.

Современные пьезоэлектрические высокочастотные преобразователи генерируют ультразвуковые сигналы, принимают их или и то, и другое. Устройства измеряют расстояние в воздухе, воде или других жидкостях, среди прочего, для определения скорости потока и уровня жидкости. Одиночные ультразвуковые преобразователи могут генерировать и принимать сигнал, но большая часть оборудования разделяет функции передачи и приема для повышения производительности системы и устройства.

Хотя в некоторых областях применения в качестве пьезоэлектрических материалов продолжают использоваться кварц и полимеры, керамика PZT стала предпочтительным материалом из-за ее низких электрических потерь, высоких коэффициентов связи и низкой стоимости производства.

Эхолот против эхолота

Гидролокаторы способны излучать звуковые волны по горизонтали для обнаружения подводных объектов. Они измеряют или классифицируют эхо, полученное от объектов.Более ранняя версия гидролокатора имела маневренный преобразователь, который оператор направлял вокруг судна, как большой свет, для поиска рыбы.

Современная технология сонара позволяет видеть 360 градусов в горизонтальной плоскости, что позволяет операторам «видеть» вперед, назад и / или вокруг судна.

С другой стороны, эхолот обычно ограничен излучением коротких импульсов по вертикали непосредственно под судном. Волны отражаются от целевого объекта и отражаются обратно в приемник.Между датчиком и объектом должно быть минимальное расстояние. Кроме того, вибрации, вызванные передачей, должны рассеяться, прежде чем преобразователь сможет правильно принять эхо. Есть много типов эхолотов, в том числе:

Однолучевые эхолоты — Однолучевые эхолоты используют один излучающий и приемный преобразователи. Устройство излучает серию энергетических импульсов или звуковых волн, которые заполняют звуком небольшую область под сосудом. Он может измерять глубину определенной области, но он не предоставляет подробную информацию о морском дне и соответствие различных измерений морского дна друг другу.
Системы поиска эхолота — Часто используемая для мелководных водоемов, система охвата использует множество однолучевых эхолотов, которые равномерно расположены вдоль стрелы, нескольких стрел судна. Система развертки обеспечивает полное покрытие морского дна на определенных глубинах, одновременно получая точную глубину и положение каждого измеренного зондирования.
Многолучевые эхолоты — Многолучевые эхолоты стали общепринятой технологией, используемой для исследования дна океана. В отличие от однолучевого эхолота, многолучевая система может отображать десятки или даже сотни точек на линии, перпендикулярной курсу судна.
Многолучевой эхолот дает возможность картирования больших участков дна океана с корабля. Система также более рентабельна, поскольку массив преобразователей эхолота и электроники обработки сигналов перемещают луч эхолота через дно океана, покрывая большую площадь с каждым сканированием.

Как производители используют PZT сегодня

Сегодня производители используют базовые составы PZT для создания современных пьезоэлектрических материалов. Они модифицируют PZT, комбинируя его с различными легирующими материалами, для получения различных составов, которые они могут настраивать для различных приложений.

Современная пьезокерамика подразделяется на мягкую или твердую керамику. У каждого вида есть свои преимущества:

Мягкая керамика — Преимущества мягкой керамики включают высокую диэлектрическую проницаемость, высокую связь и высокую чувствительность к заряду.Мягкое сегнетоэлектрическое поведение материала также облегчает поляризацию. Мягкая керамика идеально подходит для датчиков потока, датчиков уровня и приложений ультразвукового неразрушающего контроля / оценки (NDT / NDE). Материал также подходит для аэрокосмической продукции и точного контроля автомобильных конструкций.
Твердая керамика — Твердая керамика PZT (или керамические порошки высокой мощности) может выдерживать высокие электрические и механические нагрузки и давления. В этих условиях он претерпевает минимальные изменения, что делает твердую керамику идеальной для применения с высокой мощностью.Материал также обладает очень хорошей стабильностью при высоких механических нагрузках и рабочих полях. Наилучшее использование твердой керамики — это производство ультразвуковой или высоковольтной энергии в ультразвуковых очистителях, гидроакустических устройствах и других устройствах.
APC International, Ltd. (APC), являясь ведущим поставщиком и производителем пьезокерамики и устройств, предлагает специально разработанные смеси PZT, изготовленные из сырья высочайшей чистоты. Для маломощных резонансных или нерезонансных устройств, а также когда спецификации требуют высокой связи и / или высокой чувствительности к заряду, у нас есть APC 850 или APC 855 для мягкой керамики.

Мы предлагаем материалы APC 840 и APC 880 для ультразвуковых, гидроакустических или высоковольтных устройств в ультразвуковых очистителях, сонарах и других устройствах. APC 880 предлагает множество преимуществ, включая высокую постоянную пьезоэлектрического заряда (d33) — по сравнению с эталонными значениями для этого состава — и большую выходную мощность на единицу объема материала.

Пьезоэлектрическая керамика в других отраслях промышленности

Промышленность коммерческих гидролокаторов продолжает использовать пьезоэлектрические материалы, особенно PZT.Промышленность пьезоэлектрической керамики пережила всплеск популярности, поскольку коммерческие и промышленные компании практически во всех секторах мировой экономики осознают многочисленные возможности пьезоэлектрических устройств.

Пьезоэлектрическая керамика

предлагает преимущества для различных рынков, но особенно для приложений, в которых ключевыми факторами являются высокий крутящий момент, точность и отсутствие магнитных помех. Сегодня пьезокерамика используется во многих отраслях промышленности:

Промышленное производство — В большинстве промышленных процессов используются пьезоэлектрические двигатели, датчики, исполнительные механизмы и другие устройства.Например, APC производит приводы, которые обеспечивают точное управление промышленными обрабатывающими инструментами. Преобразователи позволяют производить очистку отдельных деталей и сварку пластмасс, а также сверление и фрезерование керамики и других сложных материалов.
Автомобильная промышленность — Технология пьезоэлектрических датчиков помогла продвинуть значительные достижения в области безопасности в автомобильной промышленности, включая замки ремней безопасности, датчики детонации, датчики подушек безопасности и многое другое.
Aerospace — Aerospace требует небольших и очень точных пьезоэлектрических механических устройств.Они должны быть высокоэффективными и иметь более высокую удельную мощность, чем электромагнитные двигатели.
Медицина — Ультразвук и другие медицинские технологии визуализации зависят от пьезоэлектрической технологии. Для сложных стоматологических и хирургических инструментов, требующих точности и эффективности, также используется пьезокерамика.
Электронный — От смартфонов до акустических гитар пьезоэлектрические компоненты играют важную роль в повседневной жизни.
Безопасность и защита — Компоненты пьезоэлектрического двигателя необходимы для оборонной промышленности, которая требует бесшумной работы, точности позиционирования и нулевых магнитных помех в гидролокаторах, системах наведения и слежения.Пьезоэлектрические преобразователи — жизненно важный компонент систем безопасности дома.
Выработка электроэнергии и контроль расхода — Пьезоэлектрические компоненты позволяют контролировать потребление энергии или топлива, расход и другие важные показатели.

Связаться с American Piezo

Как ведущий поставщик и дистрибьютор пьезоэлектрических материалов и устройств, APC тесно сотрудничает с нашими клиентами, чтобы удовлетворить их требования на каждом этапе, от концепции до производства. Наша цель — предоставлять продукты и производственные мощности, которые повышают ценность вашего бизнеса.

У нас также есть опыт производства, чтобы удовлетворить ваши индивидуальные требования к пьезокерамике и устройствам. Используя материалы с мягким и твердым корпусом, цирконат-титанат свинца (PZT), мы предлагаем прецизионное производство компонентов пьезоэлектрических преобразователей, пластин, дисков, колец и нестандартных форм.

Пьезоэлектрическая керамика, порошки и устройства APC имеют широкий спектр применения, включая:
— Ультразвуковые медицинские преобразователи / пьезо-ультразвуковые технологии
— Гидролокатор и другие продукты, связанные с обороной
— Компоненты ультразвуковой очистки
— Компоненты для ультразвуковой сварки
— Компоненты неразрушающего контроля
— Продукция для контроля потока
— Продукция для контроля уровня
— Акселерометры
— Датчики приближения
Мы также специализируемся на проектировании, механической обработке, обжиге, прессовании, изготовлении электродов на заказ, полировке и тестировании пьезокерамики и устройств.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *