// Вие четете...

Ниво на океана

Хидроакустични средства.

Езикът на делата е по-ясен от езика на думите.“

Средствата за измерване на дълбочините от тази група се основават на закономерностите на разпространението на акустичната енергия в морската вода и отразяването на акустичните вълни от повърхности с по-плътна среда.

Хидроакустичните средства в най-голяма степен отговарят на причислените по-рано изисквания и понастоящем се явяват основни при снимка на подводния релеф. В техния състав се отличават три основни класа: ехолоти, много лъчеви хидроакустични устройства и ехо графи със страничен обзор.

Ехолоти. Ехолот – корабен навигационен прибор за измерване на дълбочините. Сам по себе си представлява едно лъчево хидроакустично устройство, предназначено за измерване на вертикални разстояния от излъчвателя до дъното по скоростта υ на разпространение на звука във водата. Дълбочината z се получава по пътя на регистрация на интервалите от време t, в течение на което акустичния импулс преминава разстоянието от излъчвателя до дъното и се връща обратно.

Използват се два способа за точно измерване на неголеми промеждутъци от време по: механична и електрона развивка. При механичната развивка моментите на излъчване на звуковите импулси се регистрират на ехо грама във вид на прави линии, служещи за начало на отчета, а моментите на приемане на отразените импулси във вид на профил на дъното.

При електронната развивка времето между излъчването и приемането на сигнала се регистрира с помощта на високо стабилни генератори на кодови импулси на цифрови указатели на дълбочините (ЦУД) или на технически носители на данни, или се предават непосредствено на ЕИМ за последваща обработка.

По-рано приведените изисквания към средствата за измерване на дълбочините е невъзможно да бъдат реализирани в един прибор. Поради това в арсенала на хидрографите има различни типове ехолоти, всеки от които има ограничено назначение. Възможностите на ехолотите е прието да бъдат оценявани с няколко количествени тактико – технически параметри: диапазони на измерване на дълбочините, насоченост на излъчването, разрешаваща способност, честота на излъчване на импулсите, инструментална точност. Всички указани параметри са зависими и, следователно, тях ги подбират така, че с помощта на дадения тип ехолот по най-добрия начин да се решават тесните задачи.

По диапазоните на измерване на дълбочините ехолотите се делят на плитководни (промерни), предназначени за измерване на дълбочините до 200 – 500 м; средно дълбочинни (навигационни) – за дълбочини до 2000 м; дълбоководни – за дълбочини до 12000 м. За промери на реките и езерата се използват или промерни, или специални речни ехолоти.

Увеличаването на точността на измерване и разрешаващата способност на ехолотите, а също така подобряването на другите свойства се достигат, в частност по пътя на насоченото излъчване на звуковата енергия. Степента на насоченост се характеризира с ъгъла на разтваряне на диаграмата θ, в пределите на която интензивността на колебанията се изменя от максимум до нула. Различават се ехолоти с широка и нормална диаграма, а също така тясно лъчеви (прецизни) ехолоти.

В обикновените ехолоти насочеността се ограничава с ъгли средно θ ≈ 10º, с оглед на това, за да могат да бъдат измервани дълбочини в условията на не голямо вълново клатете (качка) на плавателното средство.

При прецизните ехолоти ъгълът на излъчване е от порядъка на 2 – 1º, че и по-малък. Поради това тук се използват мерки за удържането на оста на диаграмата по отвесната линия с помощта на жиростабилизиращи устройства.

Разрешаваща способност на ехолотите се нарича минималното разстояние между обектите, при което последните се регистрират поотделно. Разрешаващата способност l може да бъде определена по формулата

където τ – продължителност на импулса.

При съвременните ехолоти τ се колебае в пределите от 10-4 до 10-5 с. Честота на излъчване на импулсите fП е друг параметър на ехолотите, оказващ непосредствено влияние на детайлността на снимката на релефа на дъното. Тя се ограничава с максималната дълбочина zmax, за измерването на която е предназначен на ехолота, и може да бъде получена по пътя на очевидни преобразования на (12.1).

Следователно, разстоянието между съседни точки на измерените дълбочини се оказват равни

където VС – скорост на кораба при снимка на релефа, м/с-1.

Така, при zmax = 200 м, υ = 1500 м/с-1, VС = 10 възела, получаваме S = 1,4 м.

Точността на дълбочините, измервани с ехолот, зависи от голям брой погрешности. Ще отделим сред тях инструменталните, външните и методичните. Определянето, отчета и оценката на външните и методичните погрешности представляват важна задача за хидрографа в процеса на снимка на релефа на дъното.

Инструменталната погрешност е обусловена от несъвършенството на конструкцията и неизбежната нестабилност на отделните нейни елементи. За определяне и оценка на инструменталната погрешност се извършват специални изследвания, по материалите на които величината на пределната или средната квадратична погрешност mИН се записва в паспорта на всеки прибор. Инструменталната погрешност на съвременните ехолоти заема незначителна част от сумарната погрешност на измерване на дълбочините.

Основните достойнства на ехолотите се заключават във високата инструментална точност и разрешаваща способност. Наличието на самописци и цифрови указатели на дълбочините позволяват да се води визуален контрол за снимката и включването на ехолотите в автоматизираните системи, обработващи резултатите от снимката в реално време. Но отчетливо се виждат и недостатъците на ехолотите, като средства за снимка на подводния релеф. При висока точност и детайлна снимка по протежение на галсите пространствата между галсите остават не обследвани, а нашите знания за релефа на дъното не се увеличават съществено. По тази причина развитието на хидроакустичните средства е насочено за създаването на устройства, позволяващи воденето на площно обследване на релефа на дъното.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар