Эхолот это: принципы работы, выбор и использование. Эхолоты lowrance, garmin, raymarine,humminbird. Купить эхолот в интернет-магазине «Маринэк»

Содержание

Что такое эхолот и почему стоит выбрать эхолоты Garmin

Принципы работы и функционал эхолотов. Обзор новых моделей картплоттеров-эхолотов Garmin

Что такое эхолот?

Эхолот — специализированный гидролокатор, измерительный прибор, который используется для исследования структуры и рельефа дна. Мониторинг толщи воды в эхолоте осуществляется при помощи: ультразвукового передатчика (излучателя), приёмника (датчика), ЭВМ для обработки полученных данных и вырисовки топографической карты дна, а также экрана (дисплея). Эхолот является рыбопоисковым оборудованием и незаменимым спутником не только для любителей рыбалки, но и яхтсменов, а также выходящих в море на парусной регате. Обработанные эхолотом данные удобно отражаются на экране современных устройств. Линейка эхолотов производства компании Garmin предлагает широкий выбор приборов различных ценовых категорий — от простейших моделей до многофункциональных картплоттеров-эхолотов с сенсорным широкоформатным экраном.

Принципы работы эхолотов

Электрический импульс, сформированный в блоке управления, передается на датчик эхолота. Преобразованный в ультразвуковую волну, он следует через воду до дна, отражаясь от него, и проходит обратно. Затем волна обрабатывается блоком управления. Прибор показывает не только состояние рельефа дна, но и объекты, встретившиеся ему на пути — камни, водоросли, речных или морских обитателей. Современные модели эхолотов могут распознать даже некрупные объекты, к примеру, маленьких рыб, движущихся в стае. 

Эхолот посылает непрерывные последовательные сигналы, при этом изображение на экране постоянно корректируется. Одним из важных факторов работы эхолотов является мощность процессора, прибор должен не только быстро считывать и обрабатывать информацию, но и продуцировать ее на экран в понятной и читаемой форме. При высокой скорости судов, устаревшие модели эхолотов могут работать с задержками, не отражая актуальную информацию и полностью загруженную карту. Компания Garmin предлагает усовершенствованные модели эхолотов, оснащенные процессорами премиального класса, которые работают без остановок.

Дополнительный функционал эхолотов

Помимо функций мониторинга, эхолоты могут использоваться в навигационных целях. Картплоттеры-эхолоты со встроенным высокочувствительным GPS позволяют сохранить навигационные данные и электронные карты. Данная функция позволит сохранить в эхолоте удачные рыбные места и даст возможность безошибочно вернуться к понравившейся локации. Для тех, кто подходит к выходу в море основательно и предпочитает несколько устройств одному, подойдут эхолоты производства компании Garmin, предлагающие полную совместимость с морской сетью Garmin и NMEA 2000. Обмен данными с другими приборами расширит рыбопоисковые возможности эхолота. Материалы, полученные на одном из гаджетов, автоматически синхронизируются с другими устройствами. При выборе широкоэкранных картплоттеров-эхолотов, вы сможете в полной мере насладиться качественным изображением и многообразием сведений, полученных путем коннекта с другими товарами линейки Garmin.

О компании Garmin

Garmin — производитель GPS-навигационной техники различных сфер применения. Устройства Garmin непосредственно связаны с практикой жизни — в каталоге компании можно найти приборы навигационного, автомобильного, туристического, спортивного, морского, авиационного, сенсорного, мобильного оборудования. Миссия компании Garmin заключается в создании продукта, который потребитель сможет постоянно использовать, реализуя свои стремления и страсти — от рыболовства на любимом озере до спортивного снаряжения для подъема на Эверест. Гармин является мировым лидером отрасли. Высочайшие технологические качества, честность и уважительное отношение к клиенту, постоянно внедряемые инновации, привлекательный дизайн и располагающая к себе цена — особенности техники компании Garmin.

Эхолоты Garmin

Компания Гармин предлагает широчайший спектр устройств для любителей и профессионалов. Если вы раньше не пользовались эхолотом и хотели бы попробовать его возможности — обратите внимание на Garmin Striker 4. Striker 4 — одна из самых популярных рыбопоисковых моделей с высокочастотным GPS, качественным изображением на экране. Эхолот Garmin позволит сохранить удачные рыболовные точки и поделиться ими с другими устройствами Striker и echoMAP, устроить подледную рыбалку со встроенным флешером, быстро понять принципы работы эхолота благодаря простому интерфейсу и удобной клавиатуре. Купить ваш первый эхолот по привлекательной цене вы можете в интернет-магазине Маринэк.

Для продвинутых пользователей Garmin предлагает улучшенные модели эхолотов. В интернет-магазине Маринэк появились новые эхолоты Гармин: Garmin GPSMAP 8410xsv, Garmin GPSMAP 8412xsv и Garmin GPSMAP 8416xsv.

Garmin GPSMAP 8410xsv — картплоттер-эхолот с диагональю экрана в 10 дюймов. Устройство совместимо с морской сетью Гармин и NMEA 2000, а также оснащено Wi-Fi и ANT. GPSMAP 8410xsv поддерживает передовые сонары Garmin и линейки Panoptix. Для передачи данных между гаджетами других производителей можно использовать эксклюзивную систему OneHelm, которая скоординирует несколько приборов и выведет на экран вашего картплоттера-эхолота все необходимые данные. Яхтсменам приглянется функция Garmin SailAssist — высокочастотные индикаторы считают требуемую информацию для выхода в море на яхте.

Garmin GPSMAP 8412xsv — эхолот-картплоттер с разрешением дисплея в 1920 x 1200 пикселей и 12-дюймовым экраном. Насладитесь картинкой на широком дисплее устройства, отзывчивостью сенсорного экрана и скоростью работы эхолота. Высокочувствительный GPS, быстрый Wi-Fi, технология управления SmartMode для быстрого доступа к необходимой информации, удобства работы с данными в мобильном приложении ActiveCaptain — лишь некоторые функции, отличающие современный эхолот Garmin от устройств аналоговых производителей.

Garmin GPSMAP 8416xsv — картплоттер-эхолот с full HD разрешением, максимально широким экраном в 16 дюймов и сенсорным дисплеем IPS. Идеальный помощник на морской прогулке на яхте, рыбалке или парусной регате. Эхолот Гармин предлагает широкий угол обзора и максимальную детализацию изображения на многофункциональном дисплее, синхронизацию данных между устройствами и возможность создать собственную морскую систему. А также процессор премиального класса с высокой скоростью загрузки данных, отличные сетевые качества и специальные функции для мобильных приложений. Garmin GPSMAP 8416xsv сделает ваш выход в море незабываемым и максимально комфортным.

Где купить

Представленные эхолоты и другие устройства Garmin можно купить в интернет-магазине компании Маринэк, предлагающей товары на правах авторизированного партнера. С более подробными характеристиками представленных моделей вы сможете ознакомиться в карточках товаров на нашем сайте. Обратившись в компанию Маринэк, вы получите подробную консультацию о параметрах и особенностях изделий, а также всю актуальную информацию по ним.

Эхолот что это? — Статьи: Эхолокация

Эхолот что это? Из чего состоит и как работает?

Эхолот использует звуковые волны, чтобы «видеть» в воде.

Эхолот — это гидролокатор, необходим для изучения и картографирования водных объектов. Поскольку звуковые волны распространяются в воде дальше, чем радарные и световые волны. В основном используют гидролокатор для разработки морских карт, определения подводных опасностей для навигации, поиска и картографирования объектов в толще воды и на дне, а также для рыбалки. Существует два типа гидролокаторов—активные и пассивные.

Активные преобразователи излучают в воду сигнал. Если объект находится на пути звукового импульса, звук отскакивает от объекта и возвращает “эхо” в гидроакустический преобразователь.

Пассивные используются в основном для обнаружения шума от морских объектов (таких как подводные лодки или корабли) и морских животных, таких как киты. Так как в отличии от активного гидролокатора, пассивный гидролокатор не излучает собственного сигнала, что является преимуществом для военных судов, которые не хотят быть обнаруженными, или для научных миссий, которые концентрируются на спокойном “прослушивании” океана.

Так же читайте: Назначение эхолота. Для чего используют?

Из чего состоит эхолот?

 

Эхолот состоит из дисплея и датчика. 

Датчик генерирует звуковые волны, отправляя их в толщу воды и получает эхо сигналы возвращающиеся обратно.

Дисплей оснащен компьютером, который обрабатывает полученную от датчика информацию. Он высчитывает и отображает полученную информацию от эхо сигналов, определяя расстояние и величину объекта.

 

Как работает система эхолота? 

Поскольку принципиально работа эхолокаторов практически одинакова, можно вкратце описать ее так. Электрические импульсы генерируются в приемопередатчике эхолота. Далее импульсы отправляются в преобразователь и на выходе получаются звуковые волны. Волны доходя до объекта в толще воды возвращаются эхом к датчику. Преобразователь производит обратную работу: звуковые волны — в электрический импульс. Компьютер, в свою очередь, вычисляет время между отправкой импульса и получением обратно, переводит данные в расстояние и выводит их на дисплей. И на экране мы видим рельеф дна, обнаруженные на дне объекты и рыбу.

Принцип работы одинаков, тем не менее отображение на эхолотах бывает разное. Например, флешер отображает полосы различной интенсивности для отображения глубины до отраженных объектов. А современные дисплеи эхолотов предоставляют информацию в виде картинки, на которой цифрами написана глубина.

 

Что такое датчик и как он работает? 

Датчик эхолота, он же трансдьюсер, является важнейшим элементом эхолота. Преобразователь трансформирует электрические импульсы в звуковые волны и обратно. Датчик не только посылает сигналы, но и затем принимает эхо отраженное от объектов в толще воды и дна. Благодаря этому эхолот «видит», что под водой. Причем датчик тратит около 1% своего времени на передачу и 99% на принятие эхо.

Как датчик выстраивает картину дна? 

Эхо одних звуковых волн возвращается быстрее, чем других, хотя все волны распространяются с одинаковой скоростью. Это говорит о том, что некоторые объекты ближе к датчику. Например, на абсолютно плоском дне, вдруг один из сигналов возвращается быстрее, и мы понимаем, что там камень или изменение рельефа дна.  Кстати, по отраженному сигналу мы можем сделать вывод о плотности объекта. Чем светлее и четче край объекта, тем он тверже. Мягкое илистое дно темнее с растушеванным не четким сигналом.

Как датчик эхолота определяет глубину? 

Датчик эхолота фиксирует время между передачей звукового сигнала и получением отраженного эхо сигнала. Далее компьютер рассчитывает расстояние до объектов. Время между передачей сигнала и получением эха умножают на скорость звука в воде. Звук проходит через воду со скоростью около 1500 метров в секунду.  Эхолот анализирует результат и отображает вычисленную глубину воды в цифрах пользователю.

И главное: как эхолот распознает рыбу?

У многих рыб есть плавательный пузырь. Его функция — обеспечение нулевой плавучести рыбы. Пузырь заполнен газом, дабы рыба не утонула под собственной тяжестью. На эхограмме видно отзвук от пузыря, так как его плотность отличается от плотности тела рыбы и плотности воды. Компьютер определяет разницу в полученных эхо сигналах и отражает их на дисплее. Причем, чем больше рыба, тем больший след останется на эхограмме.

 

 

 

 

Как работает эхолот ⋆ Принцип работы ⋆ Что такое эхолот ⋆ Функции

Главная страница ✦ Эхолоты ✦ Как работает эхолот

В самых простых словах: электрический импульс от передатчика преобразуется в звуковую волну в датчике(трансдьюсер) и передается в воду. Когда волна попадает на объект (рыбу, дно, дерево и т.д.) она отражается. Отраженная волна снова попадает в преобразователь, где она трансформируется в электрический сигнал, обрабатывается по заданному алгоритму, и посылается на дисплей. Так как скорость звука в воде постоянна (приблизительно 1440 метров в секунду), промежуток времени между отправкой сигнала и получением эха может быть измерен и по этим данным расстояние до объекта может быть определено. Этот процесс повторяется многократно в течение секунды. Наиболее часто используемая частота волны составляет 200 кГц, также иногда производятся приборы на частоте 83 кГц. Хотя эти частоты находятся в диапазоне ближе к звуковым частотам, они неслышны ни людям, ни рыбе. Как упомянуто ранее, эхолот посылает и принимает сигналы, затем «печатает» эхо на дисплей. Так как это случается много раз в секунду, непрерывная линия идущая поперек дисплея, показывает рисунок дна. Кроме того, на экране отображается сигнал, возвращенный от любого объекта в воде между поверхностью и дном. Зная скорость звука в воде и время, которое требуется для возвращения эха, прибор может показывать глубину и нахождение любой рыбы в воде.

 

⛵ Возможности эхолота

 

Хороший эхолот обладает четырьмя важными характеристиками:

1) Мощный передатчик.

2) Эффективный преобразователь (датчик).

3) Чувствительный приемник.

4) Дисплей высокого разрешения. 

Все части этой системы должны быть разработаны так, чтобы работать вместе, при любых погодных условиях и критических температурах. Высокая мощность передатчика увеличивает вероятность, что Вы получите эхо на глубоководье или в плохих водных условиях. Это также позволяет Вам видеть мелкие подробности, типа мальков и мелкой структуры дна. Преобразователь не должен только проводить мощный сигнал от передатчика, он также должен преобразовать электрический сигнал в звуковую энергию с наименьшей потерей в мощности сигнала. С другой стороны, он должен чувствовать самое малое эхо от малька или сигнал дна с глубоководья. Приемник имеет дело с чрезвычайно широким диапазоном сигналов. Он должен отличить максимально сильный передаваемый сигнал и слабое эхо, пришедшее от преобразователя. Кроме того, он должен различить объекты находящиеся близко друг к другу, превратив их в разные импульсы для дисплея. Дисплей должен иметь высокое разрешение (вертикальные пиксели) и хороший контраст, чтобы показывать подводный мир детально и четко. Это позволяет видеть мелкую рыбу и подробности дна.

 

🚤  Частота импульсов

Большинство современных эхолотов оперирует на частоте 200 кГц, некоторые используют 83 кГц. Есть свои преимущества у каждой частоты, но почти для всех состояний пресной воды и большинства состояний соленой воды, 200 кГц — лучший выбор. Эта частота дает лучшие подробности, работает лучше всего в неглубокой воде и на скорости, и обычно дает меньшее количество «шумовых» и нежелательных отражений. Определение близлежащих подводных объектов, также лучше на частоте 200 кГц. Это способность отобразить две рыбы как два отдельных эха вместо одной «капли» на экране.

Существуют некоторые условия, при которых частота 83 кГц лучше. Как правило, эхолоты, работающие на частоте 83 кГц (при тех же самых условиях и мощности) может проникать более глубоко через воду. Это происходит из-за естественной способности воды поглощать звуковые волны. Скорость поглощения больше для более высоких частот звука, чем для более низких частот. Поэтому 83 кГц эхолоты находят использование в более глубокой соленой воде. Также, преобразователи 83 кГц эхолотов имеют более широкие углы обзора, чем преобразователи 200 кГц эхолотов.

Пример: различие между 200 кГц и 83 кГц:

200 kHz83 kHz
Малые глубиныБольшие глубины
Узкий конический уголШирокий конический угол
Лучшее определение и разделение целейХудшее определение и разделение целей
Меньшая чувствительность к помехамБольшая чувствительность к помехам

 

🐠  Как формируется дуга рыбы

Причина, по которой рыба отображается, как дуга на экране эхолота заключается в относительном движении между рыбой и коническим углом преобразователя при проходе лодки над рыбой. Длина дуги на экране, от одного ее конца до другого — не имеет к размеру рыбы никакого отношения, а всего лишь обозначает время нахождения рыбы в конусе излучаемого акустического сигнала. Как только ведущая кромка конуса попадает на рыбу, пиксель отображается на экране эхолота. Поскольку лодка движется над рыбой, расстояние до нее уменьшается. Это ведет к тому, что каждый следующий пиксель отображается на экране выше предыдущего. Когда центр конуса находится непосредственно над рыбой, первая половина дуги сформирована. Это место — кратчайшее расстояние до рыбы. Так как рыба ближе к лодке, сигнал более сильный, и эта часть дуги самая толстая. Когда лодка уходит от рыбы, расстояние увеличивается и пиксели появляются более глубоко, пока рыба не уйдет из конуса. Если рыба не проходит непосредственно через центр конуса, дуга не будет отображена. Так как рыба находится в конусе не очень долго, не так много пикселей отображают ее на экране, а те что есть, более слабые. Это одна из причин, по которые трудно показать дуги рыбы у поверхности воды. Конический угол слишком узкий для получения дуги.

Это интересно: Рыбы создают одни из наиболее интересных и удивительных эхо-сигналов, какие только бывают. Вы наверняка слышали, что от плавательного пузыря в теле рыбы отражается эхо-сигнал, который в виде метки виден на экране эхолота. Это, правда, поскольку так и есть, но многие виды рыб не имеют плавательного пузыря, и, тем не менее, они также видны на экране эхолота! Как и мы, рыбы в основном состоят из воды, так что от эха было бы мало пользы. Но на теле рыбы есть чешуя, скелет и другие части тела, плотность которых больше плотности воды. Хотя от плавательного пузыря звуковой импульс отражается, наверное, лучше всего, но другие части тела рыбы также вполне способны стать причиной эхо-сигнала.

Помните, необходимо движение между лодкой и рыбой, чтобы была видна дуга. Для этого необходимо двигаться на медленной скорости. Если Вы остановились, то рыбы не будут отображаться арками. Вместо этого они будут видны как горизонтальные строки, поскольку они плавают внутри конуса преобразователя.

 

Исследование состояния воды и дна

Под этими словами подразумевается получение данных об особенностях состояния воды и плотности дна, а также получение данных о температуре воды. Для определения температуры используются специальные датчики, которые могут поставляться отдельно, а могут быть совмещены с преобразователем, то есть основным датчиком эхолота. К большинству эхолотов подключается датчик измерения скорости. Обычно он используется для измерения скорости лодки относительно воды, для определения оптимальной скорости для рыбалки, допустим, при ловле на «дорожку». Также для рыбаков полезными будут данные о скорости течения воды при стоянке на якоре. Анализируя полученные данные о скорости движения лодки, можно получить информацию о пройденном пути. При детальном анализе информации, полученной при помощи эхолота, можно определить, где находится термоклин — слой воды с низким содержанием кислорода, который образуется в стоячей воде при высоких температурах.

 

Каким образом определяется плотность и структура дна?

Это вторая, пожалуй, самая важная функция эхолота, позволяющая получать изображение контура дна — бровки, бугры и прочие изменения рельефа, представляющие интерес при поиске рыбы. Одной из ошибок рыболовов является представление, что на экране эхолота изображён тот участок, что охвачен лучом в момент времени, когда мы смотрим на экран. Но «картинка» на экране это всего лишь развёрнутая во времени история прохождения луча и её вполне можно сравнить с изображением луча на экране осциллографа — луч эхолота отражает на дисплее события во временном масштабе. Чем позже произошло событие, тем его изображение ближе к левому краю дисплея. Понятно, что событием в данном случае мы называем фрагмент изображения. Ряд событий и есть «картинка» на экране — прорисовка линии дна, объектов в воде, изображение изменения плотности воды (термоклин) и т.д. Сигнал луча эхолота по-разному отражается с разных видов донной поверхности. Например, сигнал, отраженный от илистого дна будет более рассеянный, нежели аналогичный сигнал, отраженный от жесткой поверхности. Поэтому илистое дно будет выглядеть на экране эхолота размытым и нечетким. А если дно жесткое, то на дисплее оно будет отображено насыщенным темным цветом без размытых краев.

⚓ Изображение объектов в воде, поиск рыбы.

Как бы парадоксально это ни звучало, но отображение символов рыбы на экране — это, скорее, второстепенная функция эхолота. Человек, увлекающийся рыбной ловлей, без проблем проанализирует данные эхолота, такие, как температура воды, глубина и структура дна, и на основе этих данных сделает вывод о возможном наличии рыбы на том или ином участке водоема. Когда на экране появляется графический символ рыбы или дуга, это значит, что луч эхолота несколько секунд назад прошел над местом, где он обнаружил объект, распознанный им, как рыба. При этом для того, чтобы эхолот просигнализировал о возможном наличии рыбы необходимо, чтобы она попала в центр луча. Мы уже говорили о том, что изображение экрана — это отображение происходящего под водой с учетом временной проекции. Аналогичная ситуация происходит во время обнаружения рыбы. Наиболее четкое изображение рыбы появляется на экране, когда рыба находится в центре луча. При этом не будем забывать, что и лодка, и рыба не стоят на месте, а движутся относительно друг друга. Если лодка идет на большой скорости на мелководье, а луч эхолота узкий, то шанс того, что эхолот зафиксирует появление рыбы в луче, крайне невелик. Да и к тому же, вряд ли рыба будет и дальше оставаться на месте, заметив лодку. На большой скорости также возможно появление на экране эхолота непрерывной черты, что говорит о том, что эхолот не успевает обрабатывать данные, полученные на такой скорости. Для того, чтобы информация о наличии рыбы, которая отображается на экране и реальность максимально совпадали, необходимо настроить чувствительность эхолота и скорость прокрутки экрана. Оптимальные значения для этих параметров устанавливаются исключительно опытным путем. Также желательно установить режим увеличения исследуемого участка (ZOOM). В этом случае информация на экране будет наиболее приближенной к действительности. Когда все параметры эхолота выставлены верно, мы увидим на дисплее дугу или символ рыбы. Значит ли это, что под лодкой действительно находится рыба? С вероятностью 80%- да. Однако бывает и так, что символом рыбы отображается проплывающая под водой коряга или иной предмет, очертаниями похожий на рыбу. Как в этом случае определить, действительно ли в поле луча эхолота попала рыба, а не посторонний предмет? Эхолот дает нам пищу для размышлений, а выводы мы делаем сами, основываясь на знаниях о повадках рыб и местах их обитания. Например, дуга возле донной коряги на глубине может оказаться судаком, а появление большого пятна на экране в углублении на фоне ровного дна, с большой вероятностью можно назвать стаей «бели» — некрупной густеры или плотвы. Конечно, однозначных выводов в любом случае делать не стоит, но места предположительного обнаружения рыбы в любом случае можно считать перспективными для ловли. То есть, рыбалка с эхолотом состоит из следующих важных факторов: анализ рельефа дна или наличие привлекательных для рыбы объектов на дне, и наличие символов рыбы на экране. И если одиночные экземпляры рыбы могут иногда отображаться некорректно, то обнаружение стаи крупных рыб практически всегда протекает без осложнений.

🐳  Виды эхолотов.

В основном все эхолоты делятся на однолучевые и многолучевые. Невозможно сказать однозначно, что лучше — один луч или несколько. Это все определяется индивидуальными запросами рыбака и особенностей ловли. Как уже было сказано выше, один неширокий луч дает четкое отображение структуры дна и подводных объектов, но при этом имеет не очень широкий угол обзора. Дополнительные же лучи эхолота не дает настолько четкого и детального изображения, но при этом позволяют наблюдать за объектами, которые находятся в верхнем и среднем слое воды. Например трехлучевой эхолот 200/455 кГц, формирует три луча, с общим углом покрытия 90 градусов: 20° центральный (200 кГц) и два боковых по 35° (455 кГц). Лучи эхолота выстроены в ряд — центральный луч отображает дно, боковые повышают обзорные свойства эхолота, что позволяет рыболову наиболее четко видеть, с какой стороны от лодки находится рыба. Данная система позволит получить наиболее подробную информацию о происходящем под водой, поскольку узкий луч (20°) проникает глубоко в воду, в то время как широкие лучи (35°) охватывают обширную площадь под лодкой.

Отдельная категория многолучевых эхолотов — это шестилучевые модели, которые позволяют генерировать трехмерную проекцию изображения. Однако такие эхолоты часто искажают полученную информацию, и потому требуют хороших технических навыков при настройке перед использованием. Самой популярной моделью является Humminbird Matrix 47 3D.

Технологии обработки и изображения эхо-сигнала.

Принцип работы эхолота заключается в том, что прибор обрабатывает и автоматически управляет такими параметрами, как скорость обновления, чувствительность, синхронизация работы передатчика и приемника. При этом условия эхолокации постоянно изменяются. Некоторые эхолоты позволяют вручную менять основные настройки. Это очень удобно для тех, кто предпочитает от начала до конца участвовать в процессе рыбаки и непосредственно эхолокации.

🚤  Как ведет себя эхолот на скорости.

Прежде всего надо отметить, что эхолот не предназначен для обнаружения рыбы на больших скоростях ! Поэтому на скорости большей, чем 60 км/час дуги рыб и изображения рельефа будут отображаться крайне некорректно. На такой скорости можно получать общую информацию о структуре дна. Что мешает корректной обработке сигнала на высокой скорости? В первую очередь это кавитация, то есть создание пузырьков воздуха вследствие турбулентности водяного потока при работе двигателя. В ряде случаев избежать пагубного воздействия кавитации помогает установка датчика не на транец, а на специальный держатель, который опускает датчик на большую глубину, чем, нежели он находился бы на транце.

Использование эхолота на зимней рыбалке.

Ряд эхолотов имеет возможность подключения дополнительного датчика, который может «просматривать» дно сквозь лед. Однако здесь есть свои подводные камни. Не всегда можно использовать датчик, который «бьет» через лед. Точнее, его можно использовать только в одном случае: если это первый лед и в нем нет пузырьков воздуха. Любое наличие воздуха в толще льда повлечет за собой искажение изображения. Как мы уже выяснили, для того, чтобы эхолот отображал сведения о глубине и структуре дна, необходимо, чтобы датчик находился в движении. Опуская датчик в лунку, мы ограничиваем его движение и, следовательно, теряем возможность видеть детали структуры дна. Обычные эхолоты для зимней рыбалки, не очень подходят, т.к. есть один недостаток — при изучении дна неподвижно, с помощью такого аппарата, дно как бы «плывет». Для зимней рыбалки, лучше использовать эхолот-флешер. Его главное достоинство — статичность дна. Флешеры способны в режиме реального времени практически мгновенно отображать все, что происходит под лункой. При этом есть возможность одновременного отображения рыбы и приманки. Встроенным флешером обладают модели Humminbird от 596 и выше.

Что может отобразить эхолот на зимней рыбалке?

Ремонт MarCum SHOWDOWN TROLLER

Во- первых, данные о составе дна. Во- вторых, данные о температуре воды. И, в третьих, мы можем получить данные о возможном местонахождении рыбы. Хоть датчик эхолота и находится в неподвижном положении, но рыба так или иначе находится в движении, поэтому на зимней рыбалке мы так же будем видеть отображение дуг и символов рыбы на экране эхолота. Для того, чтобы улучшить качество изображения на экране эхолота во время зимней рыбалки, необходимо установить низкую скорость обновления экрана, тогда объект, находящийся в воде в движении, будет виден гораздо четче. При этом в случае, если на экране появляется сплошная темная полоса, это может значить, что под водой довольная плотная стая рыб.

 

На что стоит обратить внимание при выборе зимнего эхолота:

  1. Время автономной работы (в холоде, емкость аккумулятора падает)
  2. Простота настроек
  3. Тип экрана
  4. Габариты
  5. Вес

Эхолоты Smartcast

Ремонт Эхолотов Smartcast

Ремонт Minn Kota DECKHAND DH 40

Современные эхолоты позволяют исследовать дно и подводные объекты с берега,Smartcast используя беспроводные датчики. Это удобно для тех, кто, помимо рыбалки с лодки, любит рыбачить с берега. Такие эхолоты очень компактные и могут устанавливаться на удочку, или в виде наручных часов. Например уникальная модель Smartcast RF35е — беспроводной рыбопоисковой эхолот, выполненный в виде наручных часов. Датчик можно использовать стационарно или в движении, при этом на дисплее будет отображаться изображение Smartcastтой зоны, над которой проплывает датчик. Эхолоты Smartcast RF35е идеально подходят для изучения дна на большом расстоянии и для ловли рыбы с берега. Прибор выдает сигнал обнаружения рыбы, а максимальная глубина обнаружения составляет 35 м. Датчик работает от замыкания двух контактов, что продлевает срок службы батареи.

Эти модели нельзя использовать как зимние эхолоты, так как они выходят из строя при температуре ниже нуля !

Практические выводы: Эхолот с большим углом обзора и низкой частотой излучения дает возможность быстро прочесать большие пространства. Это полезно при обследовании совершенно незнакомого места. Эхолот с высокой частотой излучения и малым углом обзора дает более точную информацию о происходящем под лодкой и в ближайших окрестностях. Так легче искать конкретную яму, бровку или банку. Чем ближе к поверхности эхолот показывает рыбу, тем ближе к курсу движения Вашей лодки эта рыба находится. Однолучевой эхолот на рыбалке — тоже хороший помощник, не обязательно гнаться за количеством лучей.

Устройство и основные принципы работы эхолота

Люди занимаются рыболовством уже тысячи лет. Перед всеми, кто удит рыбу, стоит одна и та же задача – найти рыбу и сделать так, чтобы она клюнула на наживку. Эхолот, конечно, рыбу за вас не поймает, зато поможет ее найти.

Принцип действия

Эхолот по-английски «sonar». Этот термин является сокращением от словосочетания «SOund» (звук), «NAvigation» (навигация) and Ranging (определение расстояния)». Эхолоты были созданы как средство слежения за субмаринами во время Второй мировой войны. Эхолот состоит из передатчика, преобразователя, приемника и экрана.

Вкратце работу эхолота можно описать так. Электрический импульс от передатчика преобразуется преобразователем в звуковую волну и посылается в воду. Если эта волна ударяется о какой-то предмет, она отражается. Эхо попадает в преобразователь, который преобразует его обратно в электрический сигнал, усиливаемый приемником и подаваемый на экран. Поскольку скорость звука в воде является величиной постоянной (около 1,575 км/сек), то, замерив промежуток времени между передачей сигнала и получением эхо, можно вычислить расстояние до предмета. Этот процесс повторяется много раз в секунду.

 

Наиболее часто в эхолотах используется частота 192-200 кГц, однако в некоторых моделях применяется частота 50 кГц. Хотя эти частоты находятся в пределах звукового спектра, ни человек, ни рыба их не ощущают (поэтому не волнуйтесь, что эхолот вспугнет вам рыбу – она его просто не услышит).

Как сказано выше, эхолот посылает и принимает сигналы, затем «отражает» эхо на экране. Поскольку это происходит много раз в секунду, на экране эхо представляется в виде непрерывной линии, отображающей сигнал, поступающий со дна. Помимо него, на экране отображаются эхосигналы от всех встретившихся ну пути объектов между поверхностью воды и дном. Зная скорость прохождения звука в воде (около 1,575 км/сек) и время, требующееся для приема эхо, прибор может вычислить глубину воды и определить наличие в ней рыбы.

Работа системы в целом

Высококачественный эхолот состоит из четырех базовых компонентов:

• мощного передатчика;
• эффективного преобразователя;
• чувствительного приемника;
• экрана с высоким разрешением и контрастностью.

Все части системы должны быть сконструированы в расчете на совместную эксплуатацию при любых погодных условиях и экстремальных температурах. Высокая мощность передатчика увеличивает вероятность того, что вы получите ответное эхо в глубокой воде и при плохой погоде. Она позволит вам различить мелкие детали, например, мелкую рыбешку и подводные предметы.

Преобразователь должен не только справляться с высокой нагрузкой от передатчика, но и преобразовывать электрическую энергию в звуковую с минимальными потерями в силе сигнала. С другой стороны, преобразователь обязан «слышать» слабейшие эхо, отражающиеся от глубин и мельчайшей рыбешки.

Приемнику также приходится иметь дело с очень широким диапазоном сигналов. Он ослабляет слишком сильный сигнал от передатчика и усиливает слабые сигналы, поступающие от преобразователя. Кроме того, он различает оказывающиеся слишком близко к друг другу объекты и показывает их в виде индивидуальных импульсов на экране.

Экран должен иметь высокое разрешение (вертикальные пиксели) и высокую контрастность, чтобы картинка на нем была четкой и детальной (например, чтобы можно было различать дугообразные сигналы от рыб и разные мелкие объекты).

Частота

В большинстве эхолотов в настоящее время используется частота 192-200кГц, и лишь некоторые работают на частоте 50 кГц.

У каждой из этих частот есть свои преимущества, однако почти во всех случаях в пресной воде и в большинстве случаев в соленой воде используют диапазон от 192 до 200 кГц. Он обеспечивает наивысшую детальность, лучше всего работает в мелководье и когда судно на ходу, дает меньше шумов и лишних эхо. Кроме того, на более высоких частотах выше разрешение объекта. Например, две плывущие рядом рыбины будут отображены на экране как два отдельных объекта, а не как одно сплошное «пятно».

В некоторых случаях оптимальной является частота 50 кГц. Как правило, эхолот с рабочей частотой 50 кГц (при равных условиях и мощности) способен проникать на бóльшие глубины, нежели эхолоты, работающие на более высоких частотах. Это связано с естественной способностью воды поглощать звуковые волны. Звуки более высокой частоты поглощаются быстрее, чем звуки более низкой частоты. Поэтому в более глубоких водах обычно применяются преобразователи 50 кГц. Кроме того, у преобразователей, работающих на 50 кГц, как правило, шире угол охвата, чем у их «коллег», работающих на 192 и 200 кГц. Благодаря этой особенности их удобно применять для слежения за составными даунриггерами, даже на относительном мелководье, поэтому многие рыбаки предпочитают частоту 50 кГц.

Предлагаем вашему вниманию сводную таблицу различий между эхолотами, работающими на указанных выше частотах:

192 и 200 кГц
• меньшие глубины
• узкий угол излучения
• лучше разрешение и различение цели
• меньшая восприимчивость к шумам

50 кГц
• бóльшие глубины
• широкий угол излучения
• хуже разрешение и различение цели
• более высокая восприимчивость к шумам

Преобразователи

Преобразователь выполняет функцию антенны эхолота. Он преобразует электроэнергию от передатчика в звуковой сигнал высокой частоты. Звуковая волна от преобразователя проходит сквозь воду и отражается от находящегося в воде объекта. Когда до преобразователя докатывается ответное эхо, он преобразует звук обратно в электрический сигнал, который посылается на приемник эхолота. Частота преобразователя должна совпадать с частотой эхолота. Другими словами, нельзя использовать преобразователь 50 кГц и даже 200 кГц вместе с эхолотом, рассчитанным на 192 кГц. Преобразователь должен выдерживать мощные импульсы передатчика, преобразовывая как можно большую часть импульса в звуковую энергию. В то же время, он должен быть достаточно чувствительным, чтобы принимать тишайшие эхо. Все это должно происходить на нужной частоте, а эхо на других частотах должны отбрасываться. В общем, преобразователь должен быть очень умелым.

Кристалл

В качестве активного элемента в преобразователе используется искусственный кристал (цирконат свинца или титанат бария). В процессе изготовления химические вещества смешивают и заливают в формы, которые ставят в печь, где химические компоненты превращаются в отвердевшие кристаллы. После охлаждения на обе стороны кристалла наносится проводящее покрытие. К нему привариваются проводки, чтобы кристаллы можно было подсоединить к кабелю преобразователя. От формы кристалла зависит и его частота, и угол его излучения. У круглых кристаллов (используемых в большинстве эхолотов) частота зависит от толщины кристалла, а от его диаметра зависит угол излучения или угол охвата (см. раздел, «Углы излучения»). Например, при частоте 192 кГц кристалл с углом излучения 20° имеет диаметр примерно 2,5см, в то время как для излучения 8° требуется кристалл диаметром приблизительно 5,1см. Все логично. Чем больше диаметр кристалла, тем меньше угол излучения. Именно поэтому преобразователь с углом излучения 20° намного меньше преобразователя с углом излучения 8°, при одинаковой рабочей частоте.

Корпус

Корпуса преобразователей бывают любых форм и размеров. Большинство из них изготавливаются из пластика, однако некоторые из преобразователей, рассчитанных на монтаж в корпус судна, изготавливаются из бронзы. Как мы уже говорили, размер кристалла определяет частоту и угол излучения. В свою очередь, размеры корпуса преобразователя зависят от размеров расположенного в нем кристалла.
В настоящее время существует четыре основных типа корпуса преобразователя. Это [1] сквозные корпуса (монтируются сквозь корпус судна), [2] корпуса, прикрепляемые к внутренней стенке корпуса судна, [3] переносные и [4] монтируемые на транце.

Преобразователи со сквозным корпусом вставляются в отверстие, просверленное в корпусе судна. Как правило, они снабжены длинным штоком, который пропускают сквозь корпус и закрепляют гайкой соответствующего размера. У плоскодонок монтаж этим и ограничивается. Для вертикальной установки преобразователя по борту судна, имеющего корпус V-образной формы, понадобится деревянный или пластмассовый обтекатель. Сквозные преобразователи обычно устанавливают на судах со стационарным двигателем, впереди рулей, гребных винтов и валов.

Преобразователи с корпусами второго типа приклеиваются эпоксидной смолой непосредственно к внутренней стенке стекловолоконного корпуса судна. Звук передается и принимается сквозь корпус судна, при этом работа эхолота становится менее эффективной (глубина действия эхолота будет ниже, чем у эхолота, установленного на транце). Корпус судна должен быть выполнен из твердого стекловолокна. Даже не пытайтесь «пробить» лучами эхолота корпус из алюминия, дерева или стали. Звук не проходит сквозь воздух, поэтому если корпус судна изнутри укреплен конструкцией из дерева, металла или пенопласта, перед установкой эхолота ее придется демонтировать. Еще один недостаток эхолота данного типа заключается в том, что его нельзя оптимально настроить на дугообразные сигналы рыб. Впрочем, наряду с недостатками есть и существенные преимущества. Во-первых, его не поломает корягой или камнем, т.к. он расположен внутри судна. Во-вторых, он, не выступая из корпуса судна и не препятствуя течению, и будучи установлен там, где поток воды плавно обтекает корпус, довольно хорошо, как правило, работает при больших скоростях хода судна. В третьих, он не обрастет.

Переносные преобразователи, как видно из их названия, крепятся к корпусу судна временно. Обычно их крепят при помощи одной или несколько присосок. Некоторые переносные преобразователи могут крепиться и к электродвигателю для троллинга.
Транцевые преобразователи крепятся на транце судна и находятся в воде, немного ниже днища судна. Среди перечисленных выше четырех типов транцевые преобразователи по популярности лидируют с большим отрывом. Транцевый преобразователь с тщательно продуманной конструкцией будет работать на любом судне (кроме судов со стационарным двигателем), в том числе при высокой скорости хода судна.

Эксплуатация преобразователя на скорости

Годы назад, когда эхолоты для спортивного рыболовства только появились, бóльшая часть рыбачьих судов представляла собой мелкие лодки с подвесными моторами. По-настоящему мощный подвесной мотор развивал 50 л.с., при этом уже тогда большинство эхолотов были переносными, и их было несложно переставлять с лодки на лодку. Это преимущество считалось важнее способности работать на высокой скорости. Тем не менее, по мере совершенствования лодок, все больше людей хотели иметь на борту стационарный эхолот, способный действовать на скоростях, развиваемых лодкой. В связи с этим началась работа над созданием преобразователя, нормально функционирующего независимо от скорости судна.

 


Серьезным препятствием для работы эхолота на высоких скоростях является кавитация. Если поток воды вокруг преобразователя равномерен, преобразователь без проблем посылает и принимает сигналы. Если же поток воды «вздыбливается» под воздействием непогоды или кромок судна, он становится турбулентным настолько, что воздух отделяется от воды в виде пузырьков. Это явление называется кавитацией. Если над преобразователем (в котором расположен кристалл) проносятся пузырьки воздуха, на экране эхолота отображается «шум». Дело в том, что эхолот предназначен для работы в воде, а не в воздухе. Если же над преобразователем проносятся пузырьки воздуха, сигнал преобразователя отражается от пузырьков обратно на преобразователь. Поскольку воздух граничит с преобразователем, эти отражения очень сильны. Они создают помеху более сильным сигналам, отражающимся от дна, подводных объектов, рыб, из-за чего их становится трудно или невозможно различить.

Для решения данной проблемы преобразователю нужен корпус, который вода бы обтекала, не создавая турбулентности. Это достаточно сложно из-за множества требований, предъявляемых к современному преобразователю. Он должен быть компактным, чтобы не мешать подвесному мотору и не препятствовать потоку воды за ним. Он должен быть прост в установке на транце, чтобы при монтаже можно было обойтись минимумом отверстий. Он должен «уметь» откидываться, чтобы избегать повреждений при столкновении с какими-либо предметами.

Проблема кавитации не ограничивается формой преобразователя. Корпуса многих судов сами способствуют образованию пузырьков воздуха, которые создают завесу над лицевой частью установленного на транце преобразователя. Эта проблема особенно актуальна для алюминиевых лодок, из-за сотен выступающих из корпуса заклепок, каждая из которых образует свой собственный поток пузырьков, особенно при движении лодки на высокой скорости. Во избежание этой проблемы нужно установить лицевую часть преобразователь таким образом, чтобы поток пузырьков воздуха проходил над ней. Иными словами, кронштейн преобразователя необходимо установить как можно ниже по транцу.

Углы излучения преобразователя

Преобразователь фокусирует звук в луч. Чем дальше вглубь идет звуковой импульс, испускаемый излучателем, тем шире его охват. Если бы вы изобразили его на листе миллиметровки, вы бы увидели, что он образует конус, поэтому угол излучения еще называют углом конуса. Звуковой сигнал наиболее силен вдоль центровой линии (оси) конуса, постепенно ослабевая по мере удаления от центра.
Чтобы измерить угол излучения преобразователя, мощность излучения замеряют в центре или на оси конуса, затем сравнивают с мощностью по мере удаления от центра. Когда мощность падает наполовину (-3 дБ), измеряют угол относительно оси. Угол в диапазоне от –3дБ с одной стороны оси до –3 дБ с другой стороны оси называют углом излучения (конуса).

Отметка половинной мощности –3 дБ считается стандартной в электронной промышленности, и большинство производителей измеряют угол излучения именно таким образом, хотя некоторые берут за основу отметку –10 дБ, где мощность излучения составляет 1/10 от мощности, имеющей место на оси. Угол получается более широким, поскольку замер производится в точке, расположенной гораздо дальше от оси. Эффективность работы преобразователя остается прежней, немного отличается лишь метод измерения. К примеру, на отметке – 3 дБ угол излучения преобразователя составляет 8°, а на отметке –10 дБ он составляет 16°.

Устройства с более широким лучом помогут вам увидеть более широкую картину подводного мира, но за счет уменьшения глубины проникновения луча, поскольку мощность передатчика направляется вширь, а не вглубь. Узкоугольный преобразователь не даст вам такого полного представления о том, что творится вокруг, как широкоугольный, однако позволит вам заглянуть значительно глубже. Дело в том, что узконаправленный преобразователь концентрирует мощь передатчика на меньшем участке. У эхолота с широкоугольным преобразователем сигнал, отражающийся от дна, на экране шире, чем у эхолота с узкоугольным преобразователем, поскольку вы наблюдаете более широкий участок дна. Зона охвата широкого угла излучения намного больше, чем зона охвата узкого угла излучения.

Высокочастотные преобразователи (192 кГц) бывают как узкоугольными, так и широкоугольными. В пресной воде, как правило, используются «широкоугольники», тогда как для соленой воды подходят только узкоугольные эхолоты. У низкочастотных эхолотов (50 кГц) широта угла излучения варьируется от 30 до 45 градусов. Хотя преобразователь наиболее чувствителен в пределах собственного угла излучения, до вас будут доходить и некоторые эхосигналы из-за этих пределов, правда, не такие сильные.

Состояние воды и дна

От типа воды, в которой эксплуатируется эхолот, в немалой степени зависит его эффективность. Звуковые волны легко перемещаются в прозрачной пресной воде, и в большинстве озер так и происходит.
В соленой воде звук поглощается и отражается взвешенными веществами. Наиболее восприимчивыми к рассеиванию звуковых волн оказываются более высокие частоты, которые не в состоянии проходить сквозь соленую воду так же хорошо, как более низкие. Отчасти, проблема эксплуатации в соленой воде состоит в том, что это крайне динамичная среда (фактически, мировой океан). Ветер и течения постоянно перемешивают в ней воду. Под действием волн в воде образуются и перемешиваются пузырьки воздуха, рассеивающие сигнал эхолота. Микроорганизмы, типа водорослей и планктона, рассеивают и поглощают сигнал эхолота. То же самое делают и находящиеся в воде минеральные вещества и соли. На пресную воду тоже воздействуют ветры, течения и живущие в ней микроорганизмы, но все таки меньше, чем на соленую.

Ил, песок, растительность на дне поглощают и рассеивают сигнал эхолота, ослабляя ответное эхо. Камень, сланец, кораллы и другие твердые предметы хорошо отражают сигнал эхолота. Вы увидите разницу, взглянув на экран. Мягкое, илистое дно отображается на нем в виде тонкой линии, а твердое, каменистое дно отображается в виде широкой полосы.
Работу эхолота можно сравнить с поведением света от фонаря в темной комнате. Когда свет перемещается по комнате, он хорошо отражается от белых стен и ярких твердых предметов, однако если направить фонарь в покрытый темным ковром пол, отражение будет слабее, поскольку ковер поглощает свет, а шероховатая текстура рассеивает его, из-за чего к вам возвращается меньше света.

Температура воды и термоклины

Температура воды оказывает существенное влияние на жизнедеятельность рыб. Рыба хладнокровна, и температура ее тела всегда совпадает с температурой окружающей ее воды. Зимой в холодной воде обмен веществ рыбы замедляется. В этот период ей требуется примерно в четыре раза меньше пищи, чем летом. Большинство рыб не мечут икру, если температура воды не находится в каком-то довольно узком диапазоне. Встроенные во многие наши эхолоты датчики температуры поверхности воды помогают определить температуры верхних слоев воды, являющиеся наиболее благоприятными для метания икры различными породами рыб. К примеру, форель погибает в реках, вода в которых становится слишком теплой. Окунь и другие породы рыб в конце концов погибают, если скапливаются в озерах, вода в которых летом недостаточно прогревается. И хотя некоторые рыбы восприимчивы к перепаду температур меньше, чем другие, у каждой породы есть свой определенный температурный диапазон, в границах которого она пытается оставаться. Собирающуюся у поверхности воды рыбу на глубоких участках привлекает именно благоприятная для них температура. Мы полагаем, что там она чувствует себя наиболее комфортно.

В озерах температура в пространстве между поверхностью и дном редко бывает одинаковой. Как правило, за более теплым слоем воды следует более холодный. Граница между двумя слоями называется термоклином. Глубина и толщина термоклина могут меняться в зависимости от времени года и времени суток. В глубоких озерах может иметься два термоклина и более. Это существенно, поскольку многим породам промысловой рыбы нравится располагаться прямо в нем либо немного выше или ниже него. Часто мелкая рыбешка оказывается над термоклином, а более крупная промысловая рыба покоится в нем или чуть ниже. К счастью, на экране эхолота эта разница в температурах отражена. Чем значительнее разность температур, тем четче на экране виден термоклин.

Дугообразные сигналы рыб

Один из вопросов, которые нам задают наиболее часто, звучит так: «Как сделать так, чтобы на экране отображались дуги рыб?» Добиться этого совсем не сложно, требуется лишь некоторое внимание к нюансам, причем не только при настройке эхолота, но и при его монтаже.

Разрешение экрана

Количество вертикальных пикселей, на которые выводится изображение, называется разрешением экрана. Чем больше вертикальных пикселей на экране эхолота, тем четче он будет отображать дугообразные сигналы рыб. В приведенной ниже таблице для двух экранов указаны размеры пикселей и отображаемые ими участки в диапазоне дальности от 0 до 50 футов.

Как видите, при работе эхолота в диапазоне дальности от 0 до 100 футов на одном пикселе экрана представлен больший объем воды, чем при работе в эхолота в диапазоне 0-10 футов. Скажем, если у экрана эхолота 100 вертикальных пикселей, а эхолот работает в режиме 0-100 футов, каждому пикселю соответствует глубина 12 дюймов (ок. 30 см). Рыба должна быть по-настоящему крупной, чтобы при таком диапазоне быть обозначенной на экране в виде дуги! Однако, если сделать изображение мельче, с помощью функции масштабирования расширив диапазон на 30 футов (к примеру, с 80 до 110 футов), каждому пикселю будет соответствовать 3,6 дюйма (ок. 9 см). Теперь, благодаря масштабированию, та же самая рыба обозначается на экране в виде дуги. Размер дуги зависит от размеров рыбы: мелкая будет обозначена маленькой дугой, более крупная – более внушительной дугой и т.д.

При пользовании эхолотом с экраном с небольшим количеством вертикальных пикселей на мелководье, рыба, плывущая у самого дна, обозначается отдельной прямой линией. Это связано со слишком маленьким для такой глубины количеством точек. На глубокой воде (где сигнал от рыбы до лодки проходит большой путь), при отображении на экране участка дна в радиусе 20-30 футов, рыбы изображаются в виде дуг, располагающихся возле дна или какого-нибудь объекта. Это связано с уменьшением размера пикселей в большем конусе.

Скорость обновления экрана

Скорость прокрутки или обновления экрана также влияет на то, как отображаются дуги рыб на экране. Чем выше скорость обновления, тем больше пикселей активируется по мере прохождения рыбы в конусе и тем выше качество изображения дуги. (Однако не устанавливайте слишком высокую скорость обновления экрана, так как дуги рыб получатся растянутыми; поэкспериментируйте, пока не выберете скорость, наиболее вам подходящую.)

Монтаж преобразователя

Причиной недостаточно хорошего отображения дуг рыб на экране может быть неправильно выполненный монтаж преобразователя. Если он установлен на транце, его лицевая часть должна находиться в воде и быть направлена перпендикулярно вниз. Если преобразователь окажется не под прямым углом к воде, качественного отображения дугообразных сигналов рыб на экране вы не получите. Если дуга на экране загнута кверху, а не книзу, значит, передняя часть преобразователя слишком приподнята, и ее нужно опустить. Если на экране отображается лишь задняя половина дуги, значит, передняя часть преобразователя слишком опущена, и ее нужно приподнять.

И еще о дугах рыб

Самая мелкая рыбешка вообще может не отображаться в виде дуг. Из-за различных факторов состояния воды, таких, как сильные помехи от ее поверхности, термоклины и т.д., бывает, что и максимальной чувствительности эхолота недостаточно, чтобы на экране показались дуги рыб. Старайтесь установить максимальную чувствительность, но при этом следите, чтобы на экране не появлялось слишком много «мусора». Этот способ подходит для средних и больших глубин.

Стая рыб появляется на экране в виде множества различных образований и форм, в зависимости от того, какая часть стаи попала в зону излучения преобразователя. В условиях мелководья несколько плывущих рядом рыб отображаются в виде брусков, сложенных как попало. Там, где поглубже, каждая из рыб отображается на экране в соразмерно своим габаритам.

Почему именно дуги?

Рыбы обозначаются на экране дугами из-за соотношения между рыбой и углом излучения (конусом) преобразователя при прохождении судна над рыбой. Как только рыба пересекает линию конуса, на экране активируется пиксель. При прохождении судна над рыбой расстояние до нее сокращается, при этом глубина нахождения рыбы (расстояние по вертикали между судном и рыбой), отображаемая на экране, становится меньше (дуга идет вверх). Когда центр конуса оказывается непосредственно над рыбой, заканчивается формирование первой половины дуги. В этот момент рыба находится к судну ближе всего, сигнал усиливается, и дуга становится толще. По мере увеличения расстояния между судном и рыбой дуга на экране идет вниз и обрывается после того, как рыба выплывает из конуса (т.е. зоны излучения) эхолота.

Если рыба не проходит по прямо по центру конуса, дуга получается менее отчетливой. Поскольку рыба попадает в конус лишь на короткое время, эхосигналов меньше, а те, что все таки есть, слабее. Эта одна из причин, по которой в условиях мелководья эхолоту сложнее отображать на экране дуги рыб. Угол излучения оказывается слишком узок для того, чтобы сигнал успел приобрести форму дуги.

Помните, что для образования дуг судно и рыба должны двигаться относительно друг друга. На практике это, как правило, означает, что судно идет на тихом ходу. Если судно стоит на якоре или просто не двигается, дуги образовываться не будут, и рыбы, вплывающие в конус и выплывающие из конуса излучения эхолота отображаются на экране в виде простых горизонтальных линий.

Удачной рыбалки!
Ваш «Сусанин»

2 октября 2007 г.

ЭХОЛОТ — это… Что такое ЭХОЛОТ?

— навигационный прибор для определения глубины водоёмов с помощью акустич. эхо-сигналов. Действие Э. основано на измерении промежутка времени т, прошедшего от момента посылки зондирующего звукового импульса до момента приёма отражённого от дна эхо-сигнала. Глубина водоёма где с — скорость звука в воде. В качестве зондирующей посылки в Э. используются акустич. импульсы длительностью от долей до десятков мс и с частотой заполнения от единиц до неск. десятков (иногда сотен) кГц. УЗ-импульс от генератора 1 (рис. ) поступает на направленный излучатель (антенну) 2 и излучается в воду; отражённый сигнал принимается антенной 3, усиливается усилителем 4 и подаётся в блок слухового контроля 5 и на индикатор или регистратор 6. В качестве излучателя и приёмника используются гл. обр. магнитострикц. или пьезокерамич. преобразователи, работающие на одной или неск. резонансных частотах. Нередко один и тот же преобразователь служит излучателем и приёмником. В качестве индикаторов глубин применяются проблесковые указатели с вращающейся неоновой лампой, вспыхивающей в момент приёма эхо-сигнала, стрелочные, цифровые, электронно-лучевые указатели, а также регистраторы-самописцы, записывающие измеряемые глубины на движущейся бумажной ленте электротермич. или хим. способом.


Большинство Э. имеют довольно широкую диаграмму направленности (~30°), поэтому для подробной и более точной съёмки дна создаются УЗ-Э. с очень узкой шириной луча (ок. 1°) и стабилизацией положения излучателя и приёмника в пространстве.

Э. изготавливаются на разные интервалы глубин, в пределах от 0,1 до 12000 м, и работают при скоростях судна до 50 км/ч и более. Разрешающая способность по глубине определяется в осн. длительностью зондирующего импульса и в меньшей мере-шириной характеристики направленности. Погрешность Э. составляет от 1 % до сотых долей %. Э. используют также для поиска косяков рыбы и для разнообразных гидроакустич. исследований.

Лит.: Федоров И. И., Эхолоты и другие гидроакустические средства, Л., 1960; Толмачев Д., Федоров И., Навигационные эхолоты, «Техника и вооружение», 1977, № 1.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.

Что такое эхолот и как он работает. Зачем нужен эхолот на рыбалке?

Главная страница ✦ Эхолоты ✦ Как работает эхолот

⛵ Возможности эхолота

Хороший эхолот обладает четырьмя важными характеристиками:

  • 1) Мощный передатчик.
  • 2) Эффективный преобразователь (датчик).
  • 3) Чувствительный приемник.

Все части этой системы должны быть разработаны так, чтобы работать вместе, при любых погодных условиях и критических температурах. Высокая мощность передатчика увеличивает вероятность, что Вы получите эхо на глубоководье или в плохих водных условиях. Это также позволяет Вам видеть мелкие подробности, типа мальков и мелкой структуры дна. Преобразователь не должен только проводить мощный сигнал от передатчика, он также должен преобразовать электрический сигнал в звуковую энергию с наименьшей потерей в мощности сигнала. С другой стороны, он должен чувствовать самое малое эхо от малька или сигнал дна с глубоководья. Приемник имеет дело с чрезвычайно широким диапазоном сигналов. Он должен отличить максимально сильный передаваемый сигнал и слабое эхо, пришедшее от преобразователя. Кроме того, он должен различить объекты находящиеся близко друг к другу, превратив их в разные импульсы для дисплея. Дисплей должен иметь высокое разрешение (вертикальные пиксели) и хороший контраст, чтобы показывать подводный мир детально и четко. Это позволяет видеть мелкую рыбу и подробности дна.

????  Частота импульсов

Большинство современных

эхолотов оперирует на частоте 200 кГц, некоторые используют 83 кГц. Есть свои преимущества у каждой частоты, но почти для всех состояний пресной воды и большинства состояний соленой воды, 200 кГц — лучший выбор. Эта частота дает лучшие подробности, работает лучше всего в неглубокой воде и на скорости, и обычно дает меньшее количество «шумовых» и нежелательных отражений. Определение близлежащих подводных объектов, также лучше на частоте 200 кГц. Это способность отобразить две рыбы как два отдельных эха вместо одной «капли» на экране.

Существуют некоторые условия, при которых частота 83 кГц лучше. Как правило, эхолоты, работающие на частоте 83 кГц (при тех же самых условиях и мощности) может проникать более глубоко через воду. Это происходит из-за естественной способности воды поглощать звуковые волны.

Скорость поглощения больше для более высоких частот звука, чем для более низких частот. Поэтому 83 кГц эхолоты находят использование в более глубокой соленой воде. Также, преобразователи 83 кГц эхолотов имеют более широкие углы обзора, чем преобразователи 200 кГц эхолотов.

Пример: различие между 200 кГц и 83 кГц:

200 kHz83 kHz
Малые глубиныБольшие глубины
Узкий конический уголШирокий конический угол
Лучшее определение и разделение целейХудшее определение и разделение целей
Меньшая чувствительность к помехамБольшая чувствительность к помехам

????  Как формируется дуга рыбы

Это интересно: Рыбы создают одни из наиболее интересных и удивительных эхо-сигналов, какие только бывают. Вы наверняка слышали, что от плавательного пузыря в теле рыбы отражается эхо-сигнал, который в виде метки виден на экране эхолота. Это, правда, поскольку так и есть, но многие виды рыб не имеют плавательного пузыря, и, тем не менее, они также видны на экране эхолота! Как и мы, рыбы в основном состоят из воды, так что от эха было бы мало пользы. Но на теле рыбы есть чешуя, скелет и другие части тела, плотность которых больше плотности воды. Хотя от плавательного пузыря звуковой импульс отражается, наверное, лучше всего, но другие части тела рыбы также вполне способны стать причиной эхо-сигнала.

Помните, необходимо движение между лодкой и рыбой, чтобы была видна дуга. Для этого необходимо двигаться на медленной скорости. Если Вы остановились, то рыбы не будут отображаться арками. Вместо этого они будут видны как горизонтальные строки, поскольку они плавают внутри конуса преобразователя.

Исследование состояния воды и дна

Под этими словами подразумевается получение

данных об особенностях состояния воды и плотности дна, а также получение данных о температуре воды. Для определения температуры используются специальные датчики, которые могут поставляться отдельно, а могут быть совмещены с преобразователем, то есть основным датчиком эхолота. К большинству эхолотов подключается датчик измерения скорости. Обычно он используется для измерения скорости лодки относительно воды, для определения оптимальной скорости для рыбалки, допустим, при ловле на «дорожку». Также для рыбаков полезными будут данные о скорости течения воды при стоянке на якоре. Анализируя полученные данные о скорости движения лодки, можно получить информацию о пройденном пути. При детальном анализе информации, полученной при помощи эхолота, можно определить, где находится термоклин — слой воды с низким содержанием кислорода, который образуется в стоячей воде при высоких температурах.

Каким образом определяется плотность и структура дна?

Это вторая, пожалуй, самая важная функция эхолота, позволяющая получать изображение контура дна — бровки, бугры и прочие изменения рельефа, представляющие интерес при поиске рыбы.

Одной из ошибок рыболовов является представление, что на экране эхолота изображён тот участок, что охвачен лучом в момент времени, когда мы смотрим на экран.

Но «картинка» на экране это всего лишь развёрнутая во времени история прохождения луча и её вполне можно сравнить с изображением луча на экране осциллографа — луч эхолота отражает на дисплее события во временном масштабе. Чем позже произошло событие, тем его изображение ближе к левому краю дисплея.

Понятно, что событием в данном случае мы называем фрагмент изображения. Ряд событий и есть «картинка» на экране — прорисовка линии дна, объектов в воде, изображение изменения плотности воды (термоклин) и т.д. Сигнал луча эхолота по-разному отражается с разных видов донной поверхности.

Например, сигнал, отраженный от илистого дна будет более рассеянный, нежели аналогичный сигнал, отраженный от жесткой поверхности. Поэтому илистое дно будет выглядеть на экране эхолота размытым и нечетким. А если дно жесткое, то на дисплее оно будет отображено насыщенным темным цветом без размытых краев.

⚓ Изображение объектов в воде, поиск рыбы

Как бы парадоксально это ни звучало, но отображение символов рыбы на экране — это, скорее,

второстепенная функция эхолота. Человек, увлекающийся рыбной ловлей, без проблем проанализирует данные эхолота, такие, как температура воды, глубина и структура дна, и на основе этих данных сделает вывод о возможном наличии рыбы на том или ином участке водоема. Когда на экране появляется графический символ рыбы или дуга, это значит, что луч эхолота несколько секунд назад прошел над местом, где он обнаружил объект, распознанный им, как рыба. При этом для того, чтобы эхолот просигнализировал о возможном наличии рыбы необходимо, чтобы она попала в центр луча. Мы уже говорили о том, что изображение экрана — это отображение происходящего под водой с учетом временной проекции. Аналогичная ситуация происходит во время обнаружения рыбы. Наиболее четкое изображение рыбы появляется на экране, когда рыба находится в центре луча. При этом не будем забывать, что и лодка, и рыба не стоят на месте, а движутся относительно друг друга. Если лодка идет на большой скорости на мелководье, а луч эхолота узкий, то шанс того, что эхолот зафиксирует появление рыбы в луче, крайне невелик. Да и к тому же, вряд ли рыба будет и дальше оставаться на месте, заметив лодку. На большой скорости также возможно появление на экране эхолота непрерывной черты, что говорит о том, что эхолот не успевает обрабатывать данные, полученные на такой скорости. Для того, чтобы информация о наличии рыбы, которая отображается на экране и реальность максимально совпадали, необходимо настроить чувствительность эхолота и скорость прокрутки экрана. Оптимальные значения для этих параметров устанавливаются исключительно опытным путем. Также желательно установить режим увеличения исследуемого участка (ZOOM). В этом случае информация на экране будет наиболее приближенной к действительности. Когда все параметры эхолота выставлены верно, мы увидим на дисплее дугу или символ рыбы. Значит ли это, что под лодкой действительно находится рыба? С вероятностью 80%- да. Однако бывает и так, что символом рыбы отображается проплывающая под водой коряга или иной предмет, очертаниями похожий на рыбу. Как в этом случае определить, действительно ли в поле луча эхолота попала рыба, а не посторонний предмет? Эхолот дает нам пищу для размышлений, а выводы мы делаем сами, основываясь на знаниях о повадках рыб и местах их обитания. Например, дуга возле донной коряги на глубине может оказаться судаком, а появление большого пятна на экране в углублении на фоне ровного дна, с большой вероятностью можно назвать стаей «бели» — некрупной густеры или плотвы. Конечно, однозначных выводов в любом случае делать не стоит, но места предположительного обнаружения рыбы в любом случае можно считать перспективными для ловли. То есть, рыбалка с эхолотом состоит из следующих важных факторов: анализ рельефа дна или наличие привлекательных для рыбы объектов на дне, и наличие символов рыбы на экране. И если одиночные экземпляры рыбы могут иногда отображаться некорректно, то обнаружение стаи крупных рыб практически всегда протекает без осложнений.

????  Виды эхолотов

В основном все эхолоты делятся на однолучевые и многолучевые. Невозможно сказать однозначно, что лучше — один луч или несколько

. Это все определяется индивидуальными запросами рыбака и особенностей ловли. Как уже было сказано выше, один неширокий луч дает четкое отображение структуры дна и подводных объектов, но при этом имеет не очень широкий угол обзора. Дополнительные же лучи эхолота не дает настолько четкого и детального изображения, но при этом позволяют наблюдать за объектами, которые находятся в верхнем и среднем слое воды. Например трехлучевой эхолот 200/455 кГц, формирует три луча, с общим углом покрытия 90 градусов: 20° центральный (200 кГц) и два боковых по 35° (455 кГц). Лучи эхолота выстроены в ряд — центральный луч отображает дно, боковые повышают обзорные свойства эхолота, что позволяет рыболову наиболее четко видеть, с какой стороны от лодки находится рыба. Данная система позволит получить наиболее подробную информацию о происходящем под водой, поскольку узкий луч (20°) проникает глубоко в воду, в то время как широкие лучи (35°) охватывают обширную площадь под лодкой.

Технологии обработки и изображения эхо-сигнала

Принцип работы эхолота заключается в том, что прибор обрабатывает и автоматически управляет такими параметрами, как скорость обновления, чувствительность, синхронизация работы передатчика и приемника.

При этом условия эхолокации постоянно изменяются. Некоторые эхолоты позволяют вручную менять основные настройки.

Это очень удобно для тех, кто предпочитает от начала до конца участвовать в процессе рыбаки и непосредственно эхолокации.

????  Как ведет себя эхолот на скорости

Прежде всего надо отметить, что эхолот не предназначен для обнаружения рыбы на больших скоростях ! Поэтому на скорости большей, чем 60 км/час дуги рыб и изображения рельефа будут отображаться крайне некорректно. На такой скорости можно получать общую информацию о структуре дна.

Что мешает корректной обработке сигнала на высокой скорости? В первую очередь это кавитация, то есть создание пузырьков воздуха вследствие турбулентности водяного потока при работе двигателя.

В ряде случаев избежать пагубного воздействия кавитации помогает установка датчика не на транец, а на специальный держатель, который опускает датчик на большую глубину, чем, нежели он находился бы на транце.

Использование эхолота на зимней рыбалке

Ряд эхолотов имеет возможность подключения дополнительного датчика, который может «просматривать» дно сквозь лед. Однако здесь есть свои подводные камни. Не всегда можно использовать датчик, который «бьет» через лед. Точнее, его можно использовать только в одном случае: если это первый лед и в нем нет пузырьков воздуха.

Любое наличие воздуха в толще льда повлечет за собой искажение изображения. Как мы уже выяснили, для того, чтобы эхолот отображал сведения о глубине и структуре дна, необходимо, чтобы датчик находился в движении. Опуская датчик в лунку, мы ограничиваем его движение и, следовательно, теряем возможность видеть детали структуры дна.

Обычные эхолоты для зимней рыбалки, не очень подходят, т.к. есть один недостаток — при изучении дна неподвижно, с помощью такого аппарата, дно как бы «плывет». Для зимней рыбалки, лучше использовать эхолот-флешер. Его главное достоинство — статичность дна. Флешеры способны в режиме реального времени практически мгновенно отображать все, что происходит под лункой.

При этом есть возможность одновременного отображения рыбы и приманки. Встроенным флешером обладают модели Humminbird от 596 и выше.

Что может отобразить эхолот на зимней рыбалке?

Ремонт MarCum SHOWDOWN TROLLER

Во- первых, данные о составе дна. Во- вторых, данные о температуре воды. И, в третьих, мы можем получить данные о возможном местонахождении рыбы. Хоть датчик эхолота и находится в неподвижном положении, но рыба так или иначе находится в движении, поэтому на зимней рыбалке мы так же будем видеть отображение дуг и символов рыбы на экране эхолота.

Для того, чтобы улучшить качество изображения на экране эхолота во время зимней рыбалки, необходимо установить низкую скорость обновления экрана, тогда объект, находящийся в воде в движении, будет виден гораздо четче. При этом в случае, если на экране появляется сплошная темная полоса, это может значить, что под водой довольная плотная стая рыб.

На что стоит обратить внимание при выборе зимнего эхолота:

  1. Время автономной работы (в холоде, емкость аккумулятора падает)
  2. Простота настроек
  3. Тип экрана
  4. Габариты
  5. Вес

Эхолоты Smartcast

Ремонт Эхолотов Smartcast

Ремонт Minn Kota DECKHAND DH 40

Современные эхолоты позволяют исследовать дно и подводные объекты с берега,Smartcast используя беспроводные датчики. Это удобно для тех, кто, помимо рыбалки с лодки, любит рыбачить с берега.

Такие эхолоты очень компактные и могут устанавливаться на удочку, или в виде наручных часов. Например уникальная модель Smartcast RF35е — беспроводной рыбопоисковой эхолот, выполненный в виде наручных часов.

Датчик можно использовать стационарно или в движении, при этом на дисплее будет отображаться изображение Smartcastтой зоны, над которой проплывает датчик. Эхолоты Smartcast RF35е идеально подходят для изучения дна на большом расстоянии и для ловли рыбы с берега.

Прибор выдает сигнал обнаружения рыбы, а максимальная глубина обнаружения составляет 35 м. Датчик работает от замыкания двух контактов, что продлевает срок службы батареи.

Эти модели нельзя использовать как зимние эхолоты, так как они выходят из строя при температуре ниже нуля !

Практические выводы: Эхолот с большим углом обзора и низкой частотой излучения дает возможность быстро прочесать большие пространства. Это полезно при обследовании совершенно незнакомого места.

Эхолот с высокой частотой излучения и малым углом обзора дает более точную информацию о происходящем под лодкой и в ближайших окрестностях. Так легче искать конкретную яму, бровку или банку. Чем ближе к поверхности эхолот показывает рыбу, тем ближе к курсу движения Вашей лодки эта рыба находится.

Однолучевой эхолот на рыбалке — тоже хороший помощник, не обязательно гнаться за количеством лучей.

Что такое эхолот и как его используют для рыбалки?

Рыбалка – любимое занятие тысяч людей. С каждым годом эта индустрия развлечений усовершенствуется. На службу рыбакам помимо обычных удочек и снастей приходят вещи, использовавшиеся до этого в военной сфере.

Одним из таких устройств, которым активно пользуются любители рыбалки во всем мире, являются эхолоты. О том, что это такое, зачем он нужен, принципы работы и особенности ловли им мы и разберем в этой статье.

Зачем нужно рыболовное устройство?

Основной задачей, которая возложена на эти устройства, являются исследования рельефа дна и поиск скоплений рыбы. Обычно их разделяют: для летней и зимней рыбалки, а также эхолоты, предназначенные для ловли с берега либо с лодки.

Принцип работы

Как работает устройство? При запуске прибор направляет акустические эхо-сигналы в глубину дна и измеряет время между поданным сигналом и его возвратом, отраженным от дна реки или озера. В итоге он вычисляет расстояние до дна и показывает его рельеф. А также как и писалось выше, определяет места скопления рыбы. Ведь эхо акустического сигнала отражает не только сигнал от поверхности дна, но и от любого предмета, который отличается от плотности воды.

Предлагаем посмотреть видео о принципе работы эхолота:

Как пользоваться?

Как искать рыбу устройством? Благодаря правильному измерению глубины, можно найти хорошие места для рыбной ловли. После этого обязательно нужно изучить структуру дна.

Главное помнить, что для хорошей детальной картинки на экране прибора нужно использовать только цветные приборы.

Состояние воды и дна водоема определяется при помощи встроенного в трансдюсер специального температурного датчика. В случае, если в вашем водоеме илистое дно, то сигнал будет размытым. И наоборот, если жесткая поверхность, то более насыщенным. Также обязательно нужно чтобы датчик был в движении и скорость катера или лодки не должна превышать 60 км. в час.

После вышеперечисленных действий можно определять места скоплений рыбы. Эти данные зависят от степени загрязненности водоема, особенно если ваша лодка находится в движении.

Лучше всего эхолот использовать для выявления больших косяков рыбы. А вот определить отдельную мелкую рыбу будет сложно.

Но надо иметь ввиду, что зачастую прибор помечает таким же значком и сторонние предметы.

Всегда ли нужен?

Показывает ли устройство размер особи?

В каждом рыбацком эхолоте заложен специальный чип, задачей которого является идентификация размера рыбы. Работа его основана на измерении движения тех, кто попал в луч. Прибор видит рыбу из-за ее плавательного пузыря. Чем больше он, тем больше контур рыбы будет показан на экране.

Пугает ли рыб?

Учитывая, что эхолот работает на принципе ультразвуковых волн, то у рыб, благодаря обостренному шестому чувству, за которое отвечает их боковая линия, она помогает улавливать даже самые незначительные колебания воды ее направления и течения, а также и ультразвуковые волны устройства. В итоге рыба действительно чувствует работу аппарата и чем выше его мощность, тем чувствительнее к этому она относится.

При выборе эхолота желательно выбирать его с регулируемой мощностью.

Почему не показывает?

Основной проблемой, связанной с не эффективностью работы эхолота по поиску рыбы, является загрязненность самого водоема и мелкая рыба. К тому же прибор идентифицирует рыбу по плавательному пузырю. И зачастую летом водяные пузыри, которые образуются на водорослях, могут ошибочно быть приняты аппаратом за рыбу.

Особенности ловли

Сом

Сом – хищник, который обитает на дне реки. Этот речной обитатель никогда не сбивается в стаи, поэтому его так сложно обнаружить даже дорогостоящими устройствами.

При его выслеживании обязательно нужно увеличить чувствительность. Учитывая, что вид этой рыбы очень чувствителен и способен почувствовать даже слабые движения волн рака, то луч эхолота приведет его в движение.

Предлагаем посмотреть видео об особенностях ловли сома при помощи эхолота:

Судак

Эхолот значительно облегчит обнаружение судака. При его использовании сразу же отключите функцию идентификации рыб. А сам прибор и его аккумулятор поместите в обычное пластиковое ведро. Места дислокации самой рыбы – это коряги, обычный мусор, отстаиваемый у самого дна. В основном стайная рыба.

Предлагаем посмотреть видео об особенностях ловли судака с эхолотом:

Щука

При ловле щуки эхолотом достаточно придерживаться этих правил:

  1. Если заранее известно о большом количестве рыбы в реке или озере, то не стоит ловить одну или две.
  2. Требуется вести поиск таких мест в водоеме, где обнаруживается в близости друг от друга несколько щук.
  3. Если рыба не показывается на экране или мелькает на экране быстро, это свидетельствует о том, что у нее жор и нужно срочно прекратить поиск и приступить непосредственно к ловле.

Косяк

При обнаружении больших стай рыб, возможно также поимка и более крупных рыб, таких как щука и судак. Ведь они являются кормом для хищников и с большой вероятностью они будут находиться рядом с этим стаями. Подобные кормовые стаи находить нужно при помощи бокового сканера. Различают их по форме и дуге. Иногда косяки рыб могут иметь смешанный видовой состав, которые могут также отличаться и по размеру.

В статье мы рассмотрели основные функции, принципы работы эхолота. А также особенности при ловле определенных видов рыб. В итоге ловля данным устройством значительно повышает шансы на поимку даже крупной хищной рыбы.

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.

Как работают эхолоты

Понимание принципов работы сонара и того, как читать его данные может стать ключом к успешной рыбалке. Наше краткое руководство о том, как работают сонары, научит Вас основам поиска рыбы эхолотом и даст несложные советы по чтению его показаний.

SONAR аббревиатура от “SOund NAvigation Ranging ” что в переводе означает «Звук, Навигация, Определение расстояния». Сонар посылает импульсы звуковых волн сквозь воду. Когда эти импульсы достигают таких объектов как рыба, растительность или дно, они отражаются обратно на поверхность.

Сонар измеряет, сколько времени требуется, чтобы звуковая волна достигла объекта и затем вернулась обратно. Это тот же принцип, который используют дельфины и летучие мыши. Эта информация позволяет судить о глубине отраженного объекта.

Он также измеряет силу возвращаемого импульса — чем тверже объекты, тем сильнее обратный импульс.

Как только получен возвращаемый импульс, отсылается другой. Поскольку звуковые волны движутся со скоростью в одну милю в секунду, сонары могут посылать несколько импульсов в секунду.

Deeper PRO, Deeper PRO+ и Deeper CHIRP+ отправляют 15 импульсов в секунду.

Возвращающиеся звуковые импульсы преобразуются в электрические сигналы, а затем отображаются, позволяя рыболовам определять глубину и твердость дна, а также любые объекты между ними.

Сонары сканируют конусообразно, а не линейно.

Прокрутка экрана не означает движение сонара (или большое количество рыбы).

Более толстые линии и повторные возвратные сигналы означают более плотное дно.

Уберите иконки рыб и обратите внимание на дуги. Это и есть.

Когда мы читаем данные с нашего эхолота, мы обычно представляем, что информация, которую мы видим на нашем экране, описывает происходящее прямо под нашим сонаром. Таким образом, если мы видим рыбу на экране, мы думаем, что она должна быть точно под нашим сонаром.

В действительности, показания, которые мы видим, взяты из более широкой области под нашим сонаром. И что еще более важно, сонар получает данные из более широкой области, в зависимости от того, насколько глубоко вы сканируете.

Это происходит потому, что сонары сканируют конусообразно.

Сонары посылают звуковые импульсы для поиска объектов. Звук распространяется волнами, а не прямыми линиями, и эти волны расширяются конусообразно, становясь все шире и шире.

Большинство сонаров могут управлять конусами звуковых волн, изменяя частоту сканирующего луча. Это важно, потому что в разных промысловых ситуациях различные сканирующие лучи более или менее эффективны.

Широкое лучевое сканирование (обычно от 40 ° до 60 °) отлично подходит для быстрого сканирования больших площадей и получения общей информации о глубине и структуре дна, но точность и детали будут ниже.

Широкое лучевое сканирование лучше всего подходит для более мелких вод, потому что чем шире конус покрывает область, тем глубже он сканирует.

Это означает, что если вы сканируете на глубине 13,7 м, вы увидите объекты в радиусе 14,3 м.

Сканирование узким лучом (от 10 ° до 20 °) дает более точное изображение, но покрывает меньшую площадь. Это подходит для определения точного местоположения рыбы. Узкое лучевое сканирование также лучше подходит для большой глубины, так как конус не распространяется слишком широко.

Есть один важный момент, связанный с шириной сканирующего луча, который следует принимать во внимание: в некоторых случаях эхолот не выявляет объекты, которые находятся сразу под поверхностью воды.

Это вызвано отражением волн от поверхности, возникающем при использовании любых эхолотов.

Отражение от поверхности происходит потому, что близкая к поверхности вода отражает часть испускаемых эхолотом волн, и эти отражения возникают слишком быстро, мешая эхолоту правильно обработать данные.

Отражения могут возникать по ряду причин; чаще всего это волны на поверхности воды, пузырьки, течение и водоросли. Они вызывают сильный гидроакустический шум возле поверхности. Из-за этого и появляются «слепые» зоны, в которых невозможно выявить рыбу.

Количество отражений и размер «слепых» зон можно снизить, повысив частоту сканирования при использовании эхолота.

Если вы сталкиваетесь с отражениями от поверхности при работе с Deeper PRO или PRO+, переключитесь на сканирование на более высокой частоте (узкий луч 290 кГц 15°).

Если у вас Deeper START, его частота эхолокации 120 кГц предполагает появление отражений от поверхности воды в глубину до 1 м.

Благодаря технологии CHIRP эхолот Deeper CHIRP+ имеет минимальный уровень отражений от поверхности и шума, что обеспечивает точность его показаний даже на глубине 15 см от поверхности воды.

На рисунке ниже приведены 2 ситуации, в которых отражения от поверхности воды могут искажать показатели эхолота (в этих примерах глубина отражений может достигать 1 м вглубь):

  1. Рыба находится ниже зоны отражений от поверхности. В этом случае отражение испускаемых эхолотом волн от рыбы достаточно сильное и эхолот выявляет ее местоположение (при использовании эхолота Fish Deeper приложение Deeper использует алгоритм, который определяет, рыба это или нет). В результате рыба отображается на экране приложения.
  2. Рыба находится в зоне отражений от поверхности. Отражения волн эхолота от этой рыбы смешиваются с отражениями от поверхности воды и силы сигнала становится недостаточно для выявления местоположения рыбы. В результате рыба не отображается на экране приложения.

обнаружении рыбы

При обнаружения рыбы, не рассчитывайте, что каждая рыба, которую Вы отмечаете, находится прямо под вашим сонаром. Вместо этого помните, что они находятся где-то внутри конуса, распространяющегося вашим сонаром.

И помните, чем больше глубина , тем шире область, в которой рыба может быть. Если рыба не глубоко, то она находится более или менее под вашим сонаром, особенно если вы используете узкий луч.

Если же рыба глубоко, то она может находиться в гораздо более широкой области и намного дальше от расположения вашего сонара.

Совет от Deeper: при ловле рыбы сначала используйте широкий луч, чтобы найти общую область нахождения рыбы, затем переключитесь на узкий луч и просмотрите эту область несколько раз, чтобы получить точное местоположение.

определении структуры и особенностей

Еще один момент, который вы должны понять при поиске — это то, что именно называется мертвой зоной. Ваш сонар будет использовать первую обнаруженную частицу дна, которую он определяет как уровень маркировки дна на экране. Но если конус сканирует впадину, там может быть более глубокая секция, которая не поддается сканированию — эта область является мертвой зоной.

Совет от Deeper: Использование узкого луча минимизирует вероятность того, что на вашем дисплее появится мертвая зона. Когда вы обнаружите впадину, просмотрите ее несколько раз, используя узкий луч.

В приложение Fish Deeper и многие другие сонары отображают данные на экране с прокруткой справа налево. Справа на дисплее показываются самые последние данные, самые старые — слева.

Вы должны помнить, что ваш дисплей будет продолжать прокручиваться, даже если ваш сонар неподвижен, потому что устройство постоянно отправляет и получает звуковые импульсы.

Понимание того, как работает просмотр прокрутки действительно важно для понимания данных сонара, которые вы получаете.

обнаружении рыбы

Одной из самых частых ошибок при анализе данных полученных с сонара является принятие одной рыбы за большое количество рыб. Вот как это происходит. Вы определяете, что в воде есть неподвижная рыба.

Если вы не переместите свой сонар, и рыба останется неподвижной, на экране вы увидите постоянный поток рыбных значков. Естественно Вы подумаете, что обнаружены 4 или 5 огромных монстров.

На самом деле, есть только один, но прокручивающийся дисплей делает его похожим на несколько.

Если вы обнаруживаете, что дисплей прокрутки ошибается, попробуйте добавить вертикальный индикатор мигалки (Настройки — Сонар — Вертикальный флешер: Вкл.). Это точно так же, как на дисплее Зимняя рыбалка, показано справа на дисплее. Этот дисплей представляет собой живой канал, который не прокручивается — он показывает, что происходит прямо сейчас под вашим сонаром.

определении структуры и особенностей

Представьте, что вы запустили свой сонар, и теперь вы тяните его обратно, чтобы получить образ подводной структуры. Прекратите тянуть его на несколько секунд, а затем начните снова. Впоследствии вы вернувшись к сканированию заметите явный уклон, но с одним плоским участком посередине. Итак, есть ли на самом деле плоский участок на дне?

Ответ — нет! Это происходит потому, что горизонтальная ось вашего дисплея показывает время, а не расстояние. «Плоская секция», которую вы видите, это когда вы перестали тянуть. Сонар продолжал сканирование и может показаться, что дно плоское, но на самом деле нет.

Совет от Deeper: Чтобы этого избежать, тяните сонар с одинаковой скоростью. Вместо этого вы можете использовать функции отображения с лодки или берега. Они используют GPS для добавления уровней глубины на вашу карту, поэтому нет проблем, если скорость, с которой вы тяните, меняется.

Ваш сонар способен рассказать вам не только о том, как выглядит структура дна, но и о том, насколько тяжелое дно. Вот как:

Сонары измеряют время, необходимое для возвращения звукового импульса, а также силу сигнала, который возвращается. Это позволяет ему показать степень твердости подводных объектов. Мягкие объекты с низкой плотностью возвращают более слабый сигнал, тогда как жесткие объекты с высокой плотностью возвращают более сильный сигнал.

Дисплей сонара покажет вам характеристики дна, с помощью яркости: чем ярче цвет, тем сильнее сигнал и, следовательно, тверже объект. Это особенно важно при сканировании дна.

Вы можете заметить, что низ дисплея становится толще и интенсивнее в некоторых местах (жесткое дно), затем тоньше и слабее в других (мягкое дно). Вы также можете заметить повторные возвратные сигналы сонара со дна. Здесь дно такое твердое, что луч сонара отразился на поверхности, снова отскочил, отразился снизу и был подхвачен вашим сонаром.

Soft bottom

Пример второго дна

обнаружении рыбы

Умение анализировать однородность дна заключается в освоении принципов работы с исходными данными. Потратив некоторое время на обучение, вы сэкономите много времени в дальнейшем, потому что всегда будете понимать обстановку под водой.

Совет от Deeper: Для улучшения навыков важно сместить приоритет от знания («Я знаю, где рыба») к пониманию («Я понимаю, почему рыба именно здесь»).

Важно уметь уловить связь между показателями плотности дна, отображаемыми эхолотом, и обычным местоположением рыбы.

Например, вы можете заметить, что при определенных условиях или в определенное время года интересующий вас вид рыбы всегда находится в местах с мягким дном. Это важное наблюдение поможет вам значительно повысить улов.

определении структуры и особенностей

Данные о твердости дна очень полезны как часть общей картины, которую вы создаете. Говоря о различии между сваями и камнями, глинистым и твердым дном, очень важно найти правильные места для рыбалки на ваши целевые виды рыбы.

Совет от Deeper: После того, как вы нашли интересное место, используйте узкий луч сонара, чтобы получить наиболее подробные и точные показания твердости дна. Убедитесь, что вы используете подробный, а не основной дисплей в приложении Fish Deeper (используйте меню с левой стороны для выбора), чтобы увидеть показания твердости дна.

Использование значков рыбы — отличный способ начать поиск рыбы, вы сможете определить рыбу и ее размер, максимально точно используя необработанные данные. Итак, когда вы будете готовы, выключите значки рыб и начните искать дуги.

обнаружении рыбы

Работа с необработанными данными даст вам наиболее точный поиск рыбы. Это может занять некоторое время, но вы сэкономите много времени в долгосрочной перспективе, потому что точно будете знать, что там внизу.

Совет пользователям эхолота Deeper:

Выключите значки рыб в приложении Fish Deeper (левое меню — значки рыб), и не забывайте думать вертикально, а не горизонтально. Ищите толстые дуги или полудуги, и не беспокойтесь о том, как долго они отображаются. Плюс, помните, что глубина влияет на длину. Вы получите более длинные дуги от рыбы, которые плавают глубже. Опять же, сосредоточьтесь на толщине линии, а не на длине дуги.

определении структуры и особенностей

Пока вы создаёте структуру дна исследуемого водоёма, следите за дугами, которые обозначают рыбу.

Вы можете увидеть отличия, которые характерны для определенных разновидностей хищной рыбы. Это поможет вам лучше понять, как в показаниях эхолота отличаются разные виды рыб.

Кратко об эхолотах

Допустим, вы решили поехать на рыбалку в неизвестное вам место. Приехав, первым делом непосредственно перед своей рыбалкой, опытные рыбаки советуют изучить поверхность дна. Это даст вам возможность узнать, какая рыба тут обитает, а так же, застраховать свои снасти от возможных зацепов. Тут вам поможет эхолот.

Что такое эхолот и как он работает?

Эхолот — это прибор для изучения рельефа и структуры дна, а также для поиска рыбы. Эхолот излучает ультразвуковой импульс и затем измеряет время, требующееся звуку, чтобы достичь объекта и вернуться назад в виде отраженного сигнала (эха). Затем эхолот преобразует измеренное время прохождения каждого отраженного сигнала в расстояние. Встроенный микропроцессор организует всю полученную информацию и отображает ее на экране дисплея.

Какие эхолоты бывают?

Сегодня на рынке представлены эхолоты разных типов и моделей. Бывают рыбопоисковые и вперёдсмотрящие эхолоты.

Рыбопоисковые в основном делятся на однолучевые, двух или трёхлучевые, 3D эхолоты. Естественно, однолучевые входят в разряд «примитивных”, так как угол сканирования дна примерно 20 градусов, никаких устройств вывода информации практически нет, и в основном такие эхолоты предназначены лишь для определения глубины. Что касается трёх других типов, то это достаточно мощные типы эхолотов, которые имеют возможность сканировать дно с большим углом видимости, так же плюс этих моделей в том, что они способны определять наличие рыбы в том или ином месте.

Вперёдсмотрящие эхолоты существенно облегчают поиск придонных объектов, таких как следы кораблекрушений, разломы, проходы сквозь рифы, а также каналов на мелководье.

Если Вы рыболов-любитель, то, конечно, наилучшим вариантом будет приобрести эхолот, способный не только сканировать поверхность дна, но и определять, есть ли рыба в том или ином районе водоема. С этими задачами неплохо справляются эхолоты с 2мя и более лучами. Если же Вы опытный в этом деле, то вам вполне хватит однолучевого эхолота. Ну а если Вы исследуете неизвестную местность и боитесь налететь на мель, Вам необходимо приобрести одну из моделей вперёдсмотрящих эхолотов.

Какие есть фирмы, производящие эхолоты?

Среди производителей рыбопоисковых эхолотов лидируют такие фирмы как Humminbird, Lowrance, Raymarine, Garmin.

Вперёдсмотрящие эхолоты достаточно профессионально представлены маркой EchoPilot.

SyQwest — однолучевые эхолоты

Гидрографические эхолоты используются для измерения глубины морского дна с использованием свойств акустических волн. Принцип действия эхолотов является основным — путем измерения времени двустороннего распространения между акустическими волнами, передаваемыми на поверхность моря, и волнами, отраженными от морского дна.

Эхолоты подразделяются на два типа; Однолучевой эхолот (SBES) и многолучевой эхолот (MBES). Названия «одиночный» и «множественный» связаны с количеством измерений точек глубины, собранных одновременно.

Однолучевые эхолоты (SBES)

Syqwest Inc. предлагает полную линейку высококачественных доступных однолучевых эхолотов на выбор для применения в гидрографических исследованиях.

Системы

SBES были разработаны около 80 лет назад и внесли значительный вклад в важные первичные океанографические открытия и разработки. SBES по-прежнему широко используются при гидрографических съемках. SBES может измерять только одну точку на каждую излучаемую акустическую эхо-волну (эхо).Характеристики SBES определяются углом луча и частотой передаваемой акустической волны от преобразователя, а также многими другими параметрами сонара, которые могут быть выбраны для обеспечения возможностей глубины воды от менее 1 метра до полной глубины океана.

Руководство по выбору продукции

Продукт Глубина воды Встроенная запись термограммы
Бат 500-HD <= 1000 метров Есть
Bathy 500-HD ДВОЙНОЙ <= 1000 метров Есть
HydroBox HD SC / DF <= 1000 метров Нет
EchoBox / B1500 C <= 5000 метров Нет
Бат-2010 Полная глубина океана Нет

Echo Sounder — обзор

8.01.3.5 Топография морского дна по данным спутниковой альтиметрии и изображений РСА

Данные спутникового альтиметра используются для заполнения пробелов в наших знаниях о океанской батиметрии между траекториями судов. Спутниковая альтиметрия также используется для интерполяции измерений акустическим эхолотом. Высотомеры определяют форму поверхности океана, и эта форма очень похожа на форму морского дна. Избыточная масса на морском дне, как и подводная гора, увеличивает местную гравитацию, потому что масса подводной горы больше массы воды, которую она вытесняет.Повышенная сила тяжести притягивает воду к подводной горе. Это соответственно изменяет форму морской поверхности (Stewart, 2007).

Поверхность уровня, соответствующая поверхности покоящегося океана, называется геоидом. В первом приближении геоид представляет собой эллипсоид, который соответствует поверхности вращающейся однородной жидкости при вращении твердого тела, что означает, что жидкость не имеет внутреннего потока. Во втором приближении геоид отличается от эллипсоида из-за локальных изменений силы тяжести, называемых волнистостями, максимальная амплитуда которых составляет около ± 60 м.Например, из-за того, что она плотнее морской воды, подводная гора высотой 2 км будет давать вздутие вверх примерно 10 м. Траншеи имеют дефицит массы и вызывают отклонение геоида вниз. В результате геоид тесно связан с топографией морского дна (Calmant et al., 2002; Stewart, 2007). В третьем приближении поверхность моря отклоняется от геоида, потому что океан не находится в состоянии покоя. Отклонение уровня моря от геоида определяется как топография морской поверхности, которая вызывается приливами, теплосодержанием воды и океанскими поверхностными течениями.

Максимальная амплитуда рельефа морской поверхности составляет около ± 1 м, что мало по сравнению с волнами геоида (Stewart, 2007).

Спутниковая альтиметрия использовалась для картирования морского дна в глобальном масштабе. Calmant et al. (2002) подготовили всемирную карту топографии морского дна, рассчитанную на основе итеративной инверсии, сочетающей альтиметрические измерения морского геоида и судовые эхолоты из базы данных Национального центра геофизических данных (NGDC). Входные данные геоида для их расчета были получены из альтиметрических измерений высоты поверхности моря с помощью геодезической миссии ERS-1 и спутников GEOSAT, ERS-1 и Topex-Poseidon Exact Repeat Mission.Для расчета топографии морского дна по измерениям высоты морской поверхности авторы приняли во внимание региональную изостатическую компенсацию топографической нагрузки с помощью модели упругого изгиба океанической литосферы, в которой толщина упругой плиты увеличивается с возрастом земной коры. С помощью этого решения они смогли предоставить карту неопределенности, которая отражает неравномерное распределение и ошибки в данных, а также неопределенности в параметрах модели, а также увеличение геопотенциальной ошибки с углублением морского дна.Сравнивая батиметрический раствор с решением Смита и Сандвелла (2008), среднеквадратичная разница между ними составила 350 м. Рамильен и Казенав (1997) и Смит и Сандвелл (2008) также получили батиметрию глобального океана на основе спутниковой альтиметрии.

В прибрежных и морских водах топография морского дна важна для многих приложений, таких как обнаружение эрозии и строительство береговых защитных сооружений. В этих неглубоких прибрежных водах подповерхностные топографические особенности дна становятся видимыми на радиолокационных изображениях морской поверхности, когда над этими объектами протекает течение (обычно приливное).Они вызывают локальные возмущения течения, которое, в свою очередь, модулирует шероховатость морской поверхности. Поскольку SAR является очень чувствительным датчиком шероховатости, его можно использовать для картирования картины шероховатости, вызванной (приливным) потоком поверх рельефа дна. Используя серию изображений РСА и гидродинамический анализ, ученые разработали различные методы получения информации об особенностях прибрежного дна (Hennings, 1998; Hesselmans et al., 2013; Yang et al., 2010; Yuan et al., 2009; Zheng et al., al., 2012a; Zheng et al., 2012б). Иногда мелководное дно также можно наблюдать с помощью датчиков цвета океана (Shi et al., 2011).

Большинство подходов к картированию топографии морского дна с помощью SAR состоит из трех этапов моделирования взаимодействия с океаном, включая модуляцию течения подводными элементами; модуляция волн на поверхности моря переменным поверхностным течением; и взаимодействие микроволн с поверхностными волнами. Взаимодействие потока с рельефом дна описывается уравнением неразрывности, уравнениями мелкой воды и уравнениями Навье – Стокса.Модуляции скорости поверхностного потока моделируются с использованием уравнения баланса действий, включая релаксационный источник для моделирования восстанавливающих сил, возникающих при ветре и разрушении волн. Для расчета модуляции обратного рассеяния, вызванной поверхностными волнами, можно использовать простую модель Брэгга (Hesselmans et al., 2013; Vogelzang et al., 1992, 1997; Wensink and Campbell, 1997; Zhao et al., 2012b).

Методы SAR также применялись к более глубоким водам, которые могут быть стратифицированы по вертикали. Zheng et al.(2006) использовали изображения РСА для изучения волнообразных структур топографических особенностей дна океана на южном выходе из Тайваньского пролива, который стратифицирован по вертикали. Большинство предыдущих моделей построения изображений SAR были разработаны для однородных вод и не могли охарактеризовать особенности дна в стратифицированных водоемах. Чтобы определить количественную взаимосвязь между изображениями SAR и особенностями дна, Zheng et al. (2006) разработали двухмерную трехслойную модель океана с синусоидальными топографическими особенностями дна.Результаты показывают, что топографические волны на изображениях РСА имеют ту же длину волны нижней топографической гофры, а пики яркости изображений либо синфазны, либо противофазны по отношению к топографической гофре, в зависимости от знака коэффициента связи. Результаты этого исследования обеспечивают физическую основу для количественной интерпретации РСА-изображений донных топографических волн в стратифицированном океане (Zheng et al., 2006).

Zheng et al. (2012b) выяснили механизмы спутниковой съемки затопленных песчаных гряд на мелководье в случае потока, параллельного гофре рельефа.Решение управляющих возмущением уравнений сдвигового потока дает аналитические решения вторичной циркуляции. Теоретические результаты были применены к интерпретации 3 сходящихся случаев, 1 расходящегося случая и статистики 27 случаев спутниковых наблюдений в районе затопленного песчаного хребта отмели Ляодун в Бохайском море, Китай. Они пришли к выводу, что длинные, похожие на пальцы яркие узоры на РСА-изображениях соответствуют местоположению каналов (или приливных каналов), образованных двумя соседними песчаными грядами, а не самими песчаными грядами.

3. ПРИНЦИПЫ ПРИБОРОВ ДЛЯ АКУСТИКИ РЫБОЛОВСТВА

3. ПРИНЦИПЫ ПРИБОРОВ ДЛЯ АКУСТИКИ РЫБОЛОВСТВА



3.1 Эхолот
3.2 Аналоговый эхолот
3.3 Цифровые эхолоты
3.4 Контрольно-измерительные приборы


Эхолоты передают импульс акустической энергии вниз к морскому дну и измеряют общее время, необходимое для его прохождения через воду, т.е.е. выезд 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 по мере их возвращения, создается история глубины и топографии морского дна в прошлом. Если система достаточно чувствительна, она также будет отображать эхосигналы от рыбы, но это дает лишь 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 Передатчик
3.1.3 Преобразователи и акустические лучи
3.1.4 Приемник-усилитель
3.1.5 Отображение и регистрирующие сигналы
3.1.6 Бумага для записи


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 преобразовать 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 из датчика и затем обратно 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 увидели, 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 ‰), будут возникать ошибки глубины около 3%, то есть при 30 ° C зарегистрированная глубина будет на 3% меньше, чем истинная глубина, и наоборот при 0 °. С. 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 регулируется 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 схему длительности импульса (символ t), он 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 равна 38 кГц, мы знаем из раздела 2.7, что периодическое время t (время, необходимое для завершения одного цикла) равно t = f -1 , т. Е.

t = 1/38000 = 26 x 10 -6 секунда 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

т.е. фактическая физическая длительность импульса в воде.

Это важный параметр рыболовного эхолота, потому что

(a) он определяет вертикальное разрешение (глубину) между целями, т.е.е. 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 измерения размаха напряжения, преобразования его в среднеквадратичное значение, последующего возведения в квадрат и деления на сопротивление преобразователя RR (см. Раздел 3.1.3 про РР).

(14)

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

Мощность = (В 2 от пика до пика) / 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 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, до тех пор, 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.

Внутри ближнего поля (иногда называемого зоной дифракции Френеля) и дальнего поля, 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 лицевую панель 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 доходит до нуля под еще большим углом, и картина продолжается, причем каждый боковой лепесток имеет все меньшую чувствительность, чем больше его угол от оси.

Рисунок 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, образец которой показан на рисунке 20.

L = 57,3 л каждые -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 имеет резонанс 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 датчика 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 стороны 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 рыбохозяйственных 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 это известно. 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

(a) минимальная длительность импульса
(b) 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 составлять 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 = 2т -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 представляет собой нить накала лампы (преобразователь 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 ч 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 согласовывается 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 . Хотя 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, поскольку 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 от преобразователя.

Общий отклик приемника определяется как напряжение VR (дБ / 1 В) относительно акустической интенсивности 1 м Па на лицевой стороне преобразователя. Коэффициент усиления должен точно контролироваться в зависимости от глубины, и блоки 1 и 2 на рисунке 22 автоматически изменяют настроенное усиление усилителя в зависимости от времени после передачи.Это известно как ВАРУ с изменяемым во времени усилением, и составляющие его схемы — это генератор и контроллер ВРЧ, см. Разделы 4.2; 7.2.2. В начале каждого периода зондирования импульс запуска передатчика также запускает схему управления генератором ВАРУ (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 которого 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 его только согласованным резистором 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 встретиться 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). Для целей 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 некорректной разверткой «А» принимает 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 временные метки, и для целей акустической съемки важно иметь данные из судового журнала, чтобы отмечать на бумаге конец 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. Эти

1. В процессе производства необходимо тщательно контролировать содержание влаги.
2. Тщательная упаковка и хранение перед использованием
3. Должен быть «запечатан» в самописце 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. Компенсация производится за изменение 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 на практике 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 описаны 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 практический 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 волны, связанные с каждым блоком

3.2.1 Демодулятор

Когда управляемые ВРЧ сигналы с откалиброванного выхода эхолота достигают эхо-интегратора, они все еще состоят из синусоид на частоте эхолота. Было показано, что синусоида имеет равные положительные и отрицательные значения, а информация, которую она 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 разделе 3 рисунка 24 представлена ​​форма сигнала в разделе 1, когда он был демодулирован. 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 нужно 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 более точной, 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 селектора глубины и интервала инициируется тем же пусковым импульсом, который управляет передатчиком 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 требуемой глубине , интервал , это иногда называют электронным сигнальным вентилем.Несмотря на то, что интервал глубины был выбран, сигналы все еще не готовы для интегрирования.

3.2.5 Квадратное напряжение

В блоке 6 на рисунке 24 он выполняет одну из наиболее важных функций в интеграторе эхо-сигналов. Это необходимо, поскольку 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.

V аналогично p и V 2 µ W
W аналогично I so p 2 µ I

можно сказать, что возведением напряжений в квадрат они становятся пропорциональными интенсивности. Тогда эффективные шаги усиления 3.2.2 составляют 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 заданное время , 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 первый 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 ограниченную ценность, и нормальное устройство позволяет интегралам накапливаться за заданный период времени или морскую милю, 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, потому что 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 согласно встроенным программам или инструкциям, вставленным оператором.

Многие из функциональных возможностей 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, отображающий 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, то есть 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 сигнала в квадрат 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), можно запрограммировать 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 в записи эхолота появляются линии в требуемых местах. 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. Любые два слоя глубины могут быть выбраны для отображения их интегрированного вывода в миллиметрах отклонения на бумажной записи эхолота.

2. В дополнение к восьми глубинным слоям, упомянутым выше, есть два слоя с фиксацией дна, для которых требуется донный сигнал хорошего качества, т. Е. С чистым быстрорастущим передним фронтом и который должен превышать заданную амплитуду. Если не получен подходящий донный сигнал 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 с ручным отслеживанием дна
2. Интегратор с автоматическим отслеживанием 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 порогового значения 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, эхолот 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 AGENOR Integrator

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 останавливается 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 рыбы и имеет единицы: кг.м -3 В 2 или рыб.м -3 В 2 .

B — безразмерный масштабный коэффициент для корректировки вариаций ВРЧ эхолота.

Есть также два интервала глубин, привязанных 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 вычисляет среднюю плотность акустической цели по единице поверхности (Rsj) или объему (Rvj) для каждого интервала глубины во время последовательности передач.

3.3.4 Интегратор Furuno FQ

Furuno FQ состоит из двухчастотного эхолота и эхо-интегратора, показанных на блок-схеме рисунка 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. Эти

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) автоматически рассчитывается 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 потребность в большей точности при проведении измерений, что отражается на точности, с которой различные части оборудования должны выполнять свои функции.Перед использованием в процессах калибровки и измерения испытательное оборудование, используемое для проверки этих функций, должно иметь известную надежность и точность.

Для любого типа электронного оборудования важно убедиться, что применяются правильные напряжения питания и сигналов. В этом контексте напряжения питания относятся как к источнику питания судна, так и к уровням несигнального 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 подсоединения их входных проводов к разным наборам клемм на измерителе или, чаще, 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, у хорошего современного счетчика показатель составляет 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.

Когда в цепи возникла неисправность, 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, т. Е. 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 для целей 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, нераспознаваемой человеческим глазом. TRIGGER — один из наиболее важных элементов управления, наиболее эффективный для «остановки» или «удержания» формы сигнала.

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 с 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 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 со скоростью, возможно, в десять раз превышающей скорость 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 осциллографом для точного позиционирования кривой, по горизонтали (ось времени, X) и вертикально (ось напряжения, Y), то есть форма сигнала 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 фокусирует резкость следа, позволяя видеть детали и упрощая измерения, при условии, что (часто предварительно заданные) регуляторы астигматизма 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 на одной ЭЛТ, поэтому он может отображать два входных сигнала одновременно, даже если они неповторяющиеся и непродолжительные. Эти осциллографы сейчас не доступны.

Dual-Trace 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 видно 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 регулирует 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 , которое преобразует значение в двоичное число перед его передачей в цифровую память. Этот метод хранения обеспечивает четкое, ясное отображение в течение неограниченного периода 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 обеспечивать непрерывную генерацию импульсов (пакетов) 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), при котором это происходит, может быть установлено 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, так что сигналы могут вводиться во входные цепи преобразователя / приемника без отрицательного воздействия на них. 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.

Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить прямого взаимодействия 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 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 нестабильными.

Трудно использовать этот вид счетчика для измерения частоты передачи импульса или эха.Производители обычно предоставляют CW-выход 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 спроектированы так, чтобы иметь всенаправленный отклик 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, снятых 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 может привести к потере много 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 или 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 синусоидальной волны (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.


Эхолот на кораблях — Схема, принцип, работа и компоненты

Основные принципы эхолота:

Короткие импульсы звуковых колебаний. передается от днища корабля к морскому дну. Эти звуковые волны отражается от морского дна и время, затрачиваемое от передачи до приема отраженных звуковых волн. Поскольку скорость звука в воде равна около 1500 м / сек, рассчитывается глубина морского дна, которая будет вдвое меньше расстояние, пройденное звуковыми волнами.

Принципы эхолота

Полученные эхо-сигналы преобразуются в электрический сигнал принимающим преобразователем и после прохождения через стилус, прожигающий покрытие тонкого слоя алюминиевой пудры и производит черную отметку на бумаге, указывающую глубину морского дна.

Компоненты эхолота: Компоненты эхолота
  • В основном эхолот состоит из следующих компонентов:
  • преобразователь — генерировать звуковые колебания, а также принимать отраженный звук вибрация.
  • Импульсный генератор — для создания электрических колебаний передающего преобразователя.
  • Усилитель — для усиления слабых электрических колебаний, генерируемых приемный преобразователь на прием отраженной звуковой вибрации.
  • Регистратор — для измерения и индикации глубины.

ОРГАНЫ УПРАВЛЕНИЯ : —

  • An Эхолот обычно имеет следующие элементы управления:
  • Диапазон Переключатель — для выбора диапазона, в котором проверяется глубина e.грамм. 0-50 м, 1-100 м, 100-200 м и т. Д. Всегда проверяйте самый низкий диапазон перед переход на более высокий диапазон.
  • Агрегат селекторный переключатель — для выбора единицы измерения в футах, саженях или метре по мере необходимости.
  • Усиление переключатель — настраивается таким образом, чтобы на бумага.
  • Бумага регулировка скорости — для выбора скорости бумаги — обычно две скорости доступный.
  • Ноль Регулировка или управление настройкой тяги — эхолот обычно отображает глубина под килем.Этот переключатель может использоваться для подачи на осадку судна, чтобы эхолот отображал общая глубина моря. Этот переключатель также используется для настройки начала передачи звукового импульса в линию при использовании нуля шкалы.
  • Исправить или маркер события — эта кнопка используется для рисования линии на бумаге в качестве отметки для указать определенное время, например прохождение навигационного знака, когда позиция нанесен на диаграмму и т. д.
  • Преобразователь переключающий переключатель — если на судне более одного переключателя e.грамм. вперед и кормовой преобразователь.
  • Диммер — для подсветки дисплея при необходимости.

Рабочий :

  • The акустические импульсы очень короткой длительности передаются вертикально со скоростью от 5 до 600 импульсов в минуту с шириной луча от 12 до 25 °.
  • Эти импульсы ударяются о морское дно и отражаются обратно в сторону принимающей преобразователь как эхо.
  • Эти полученные эхо-сигналы преобразуются в электрические сигналы принимающим преобразователь и после прохождения различных каскадов приемника, на иглу подается ток, который выжигает покрытие тонкого слоя алюминиевой пудры и оставляет на бумаге черную отметку, указывающую глубину морского дна.

Принцип, используемый в работе эха Звуковой оповещатель : —

Есть два методы: —

Диапазон : —

  • В эхолот стилус закреплен на круглом ремне с приводом от стилуса двигатель, который движется с определенной скоростью, и передача происходит, когда щуп проходит нулевые отметки.
  • А магнит, закрепленный на ремне щупа, запускает передатчик для передачи импульса каждый оборот ремня, когда стилус находится на нулевой отметке бумажной шкалы, передача акустических волн от преобразователя синхронизирована с стилус на нулевой отметке.
  • The акустические волны отражаются от морского дна, а эхосигналы принимаются преобразователь и после прохождения различных стадий в конечном итоге ток Поставляется со стилусом, прожигающим покрытие тонкого слоя алюминия порошком и оставляет на бумаге черную отметку, указывающую глубину морского дна.
  • Это цикл повторяется для каждого поворота, так что бумага протягивается поперек отображается профиль морского дна.
  • Предположим самая низкая шкала диапазона составляет от 0 до 50 M, передача будет происходить, когда стилус достигает нулевой отметки.
  • Когда выбирается более высокий диапазон, скажем, от 0 до 100 M, чтобы удовлетворить этот диапазон шкала, скорость мотора щупа уменьшается, при этом шкала увеличение теряется, и когда мы переключаемся на более высокие диапазоны, шкала становится все больше и больше перегружен.
  • Кому Чтобы решить эту проблему, некоторые эхолоты работают по технике фазирования.

Фазирование : —

  • В при фазировке скорость двигателя иглы остается постоянной.
  • Вместо изменения скорости стилуса, точка передачи продвигается.
  • Если первый диапазон — от 0 до 50 M, второй диапазон — от 50 до 100 M (вместо 0 до 100 М).
  • Различный датчики расположены вокруг ремня щупа, магнит генерирует импульс когда он проходит через датчики, который, в свою очередь, активирует передатчик.
  • В на диаграмме ниже, когда мы выбираем самый низкий диапазон, то есть от 0 до 50 M, магнит установленный на ремне щупа активирует датчик № 1, передача происходит когда стилус точно проходит над нулевой отметкой, когда мы переключаемся на более высокий диапазон, скажем, от 50 до 100 м, магнит, установленный на ремне щупа, будет активировать датчик №2, и передача будет происходить раньше, во время трансмиссии стилус не будет проходить над отметкой 50 M на дисплее, в Другими словами, будет задержка, вызванная блоком задержки № 2 и стилусом. достигнет 50 M на дисплее после задержки 0,067 секунды. (50 х 2 / 1500, где 50 соответствует диапазону, умноженному на 2, потому что удвоение расстояние покрывается акустическими волнами и эхом, а 1500 — это скорость акустические волны).
  • Аналогично, когда мы переключаемся на более высокий диапазон, скажем, от 100 до 150 м, магнит, установленный на ремень со стилусом активирует датчик №3 и более задержки будут введены для стилус для прохождения через 100 M.
Работа эхолота

Осторожно при использовании техники фазирования: — Мы всегда должны начинать звучать с минимума диапазона и проверьте наличие эхо-сигналов, при необходимости отрегулируйте усиление и только тогда переключитесь на более высокий диапазон.


Ошибки эхолота:
  • Скорость распространения в воде: — Скорость изменяется в зависимости от температуры, солености и давления. Скорость акустической волны принята при температуре 16 градусов Цельсия и солености 3.4% — это 1505 м / сек, но обычно для расчетов принимается 1500 м / сек. Поскольку скорость меняется, поэтому записанная глубина будет ошибочной. Глубина, указанная в разделе «Пресная вода», может быть примерно на 3% больше фактической глубины. Для получения исправлений можно обратиться к NP 139. Чтобы компенсировать ошибку из-за изменения температуры, рядом с датчиком может быть установлен компонент, называемый «термистор», при этом учитывается изменение скорости акустической волны в воде от стандартного значения из-за изменения температуры морской воды.Погрешность из-за давления не так значительна.
  • Ошибка скорости стилуса: — Скорость стилуса такова, что время, необходимое стилусу для перемещения сверху вниз по карте, такое же, как время, затрачиваемое звуковыми волнами на прохождение вдвое большего выбранного диапазона, но из-за колебаний напряжение, подаваемое на двигатель щупа, вызовет ошибку в записанной глубине.
  • Ошибка Пифагора: — Эта ошибка обнаруживается, когда используются два преобразователя, один для передачи, а другой для приема. Эта ошибка рассчитывается по принципу Пифагора.Эта ошибка становится заметной, когда расстояние между двумя датчиками превышает 2 метра, следует обратиться к руководству, чтобы использовать таблицу для исправлений.
  • Множественные эхо-сигналы: — Эхо может отражаться нет. раз от дна морского дна, таким образом обеспечивая множественные отметки глубины на бумаге.
  • Тепловой и плотностный слои: — Плотность воды зависит от температуры и солености, и все они имеют тенденцию образовывать разные слои. Звуковая волна может отражаться от этих слоев.
  • Ошибка настройки нулевой линии: — Если ноль настроен неправильно, это приведет к ошибке в считывании.
  • Перекрестный шум: — Если чувствительность усилителя высокая, сразу после отметки нуля появляется узкая линия вместе с несколькими нерегулярными точками и штрихами, и это называется перекрестным шумом. Основные причины перекрестного шума — это аэрация и улавливание переданного импульса. Если интенсивность перекрестного шума высока, он полностью скроет мелководные глубины. Это контролируется схемой регулировки коэффициента усиления.
  • Аэрация: — Когда звуковая волна отражается от отраженных от пузырьков воздуха, она отображается в виде точек, это называется аэрацией.
    • Аэрация может быть вызвана пузырьками из-за плохой погоды.
    • Руль направления резко перевернулся, что, конечно же, привело к резкому изменению курса.
    • Качка в светлом состоянии.
    • При движении за кормой. (Если имеется, переключитесь на передний датчик.)

Электрострикционный датчик по отношению к эхолоту : Электрострикционный преобразователь (кредит)
  • Это Тип преобразователя работает на основном принципе пьезоэлектрического эффекта, т.е.е., некоторые кристаллы, такие как кварц, обладают свойством, которое при приложении давления к двум противоположным граням создается разность потенциалов, которая пропорционально приложенному давлению или когда приложено переменное напряжение, кристаллы начинают колебаться или колебаться. Этот тип преобразователя также известный как пьезострикционный преобразователь.
  • The электрострикционный преобразователь использует свойство кристалла для передачи и прием акустических волн в воде. Кристалл прочно закреплен между двумя стальные пластины так, чтобы они действовали как единое целое.
  • The цель стальных пластин — обеспечить прочный и прочный корпус для кристалл, а также подходящая контактная поверхность для морской воды.
  • Когда между стальными пластинами, кварцем и кварцем подается переменное напряжение. стальные пластины начинают вместе вибрировать. Вибрация будет очень высокой. амплитуды, если частота переменного напряжения равна резонансная частота кристалла. Нижняя из двух стальных пластин находится в прямой контакт с водой, который вызовет вибрацию в морской воде.Вибрация всегда перпендикулярна пластине и, следовательно, всегда сохраняется. по горизонтали.
  • Обычно только один преобразователь используется для передачи и приема сигналов и этот преобразователь всегда монтируется как пробитый корпус.

Сообщение навигации

BL200 Однолучевой эхолот — Bathylogger

Описание

BL200 представляет собой однолучевой эхолот для исследований и является лучшим выбором для батиметрических исследований мелководья на глубине до 100 метров.Это устройство имеет встроенный трансивер с цифровой обработкой сигнала. Это «умно». Он регулирует мощность и усиление по мере необходимости, он знает, насколько он глубок и когда у него есть нижняя колея. Это самый портативный эхолот Survey Grade на сегодняшний день. Bathylogger обеспечивает такую ​​же точность, как и лучшие датчики Survey в мире: 1 см +/- каждые 10 метров глубины. Простота в дизайне, лучше меньше, да лучше. Он может перекачивать соленую или пресную воду из озер и рек в порты и гавани. Идеально подходит для гидрографических обследований, промывки мостов, дноуглубительных работ, прудов для добычи полезных ископаемых и многого другого.Совместим со ВСЕМИ производителями: Trimble, Leica, Topcon, Socchia, Carlson, Hemisphere, Hypack, Hydromagic, Quinsy и другими. BL200 соответствует спецификациям USACE и производится в США.

В комплект входит наше собственное программное обеспечение Bathylogger Control для ПК. С его помощью вы можете регулировать скорость звука и частоту выходного пинга от 1 до 10 Гц. Он также имеет встроенную программу терминала для просмотра выходных данных.

Конструкция: нержавеющая сталь

Частота: 200 кГц

Точность: 0,01 м +/- 0.1% глубина

Частота пинга: 1 Гц — 10 Гц / 1-10 измерений в секунду

Диапазон глубин: 0,4 м (1,3 фута)> 100 м (328 футов)

Ширина луча: 9 градусов

Напряжение питания: 9-40 В постоянного тока, регулируемое

Выходная мощность передатчика: 100 Вт при входном напряжении 13,6 В постоянного тока

Среднее потребление тока: 150 мА при 13,6 В

NMEA0183 Скорость передачи: 4800

Диапазон рабочих температур: от -5 ° C до + 60 ° C

Монтаж: резьбовой адаптер ЧПУ

Аккумулятор: литий-ионный аккумулятор 8000 мАч, круглосуточный диапазон

Монтаж: в комплект входит комплект для крепления на лодке

Вывод данных: USB — жесткий кабель устраняет проблемы с задержкой Bluetooth

Формат вывода Строка: NMEA DBT

Калибровка

: программное обеспечение для управления скоростью звука (1350-1650) и выходной скоростью (1 Гц — 10 Гц)

Сертификация CE: Да, в соответствии с морским стандартом IEC60945

Что такое эхолот? (с иллюстрациями)

Эхолот или жиромер — это научное устройство, которое используется для определения глубины дна океана.Многие лодки имеют один на борту по разным причинам, и эти устройства также чрезвычайно полезны для научных исследований и составления карт морского дна. Хотя основная технология, лежащая в основе устройства, довольно проста, многие современные машины довольно сложны и чрезвычайно точны, а конструкция периодически улучшается для еще большей производительности.

Устройство основано на тех же принципах, что и радар и ультразвук.Он работает, издавая звуковой импульс и ожидая его возвращения. Поскольку скорость звука в воде является известной константой, устройство может рассчитать глубину океана, уменьшив вдвое время, необходимое для возврата импульса, и подключив известную скорость звука, чтобы узнать, как далеко должен пройти импульс. достичь дна океана. Сложные эхолоты также могут иметь приборные блоки, которые определяют соленость, температуру и течение тока — все факторы, которые могут повлиять на импульс звука и вызвать изменение показаний глубины.

Самые ранние эхолоты были разработаны в 1910-х годах, поскольку увеличение количества морских перевозок через Атлантику привело к тому, что исследователи захотели больше устройств безопасности, чтобы сделать навигацию менее опасной.Первоначальный дизайн был на самом деле предназначен для помощи судам в обнаружении айсбергов, что было не очень хорошо, но дизайн оказался превосходным для определения глубины дна океана, и моряки быстро осознали потенциальные возможности применения.

По сути, эхолот — это устройство безопасности, которое может предупреждать судно об опасных изменениях уровня дна океана.Он может быть настроен на включение сигнала тревоги при достижении мелководья, чтобы люди на борту корабля могли уклониться, чтобы не сесть на мель. Даже в наиболее точно нанесенной на карту области могут возникать аномалии на морском дне, и устройства могут предотвратить дорогостоящие и досадные ошибки.

Их также можно использовать для картографирования морского дна или для поиска конкретных объектов, представляющих интерес, например подводных вулканов или затонувших кораблей.Эти устройства используются в рыбной промышленности для поиска и отслеживания косяков рыбы, чтобы рыбаки точно знали, куда бросить сети, и используются при съемке для отслеживания изменений на дне океана.

Современные эхолоты часто имеют набор преобразователей для отправки и передачи звука, так что можно задокументировать широкую полосу дна океана.Многие из них отображают цветные изображения, чтобы можно было легко визуализировать глубины океана, а некоторые преобразуют данные в трехмерные карты и диаграммы на компьютере.

Эхолот 〈TDM-BⅢ〉 | TAMAYA TECHNICS INC.

Весы для записи 1/100, 1/200, 1/50
Диапазоны измерения Аналог: 0,65-100м; Цифровой: 1,00-100 м
Точность ± 3 см ± глубина воды x 1/1000
Дисплей Жидкокристаллическая сенсорная панель
Содержание дисплея Время, глубина воды, диапазон измерения, значение поправки на скорость звука, осадку и чувствительность
Таблица записей Термочувствительный лист (термический тип), ширина 112 мм x длина 25 м
Скорость подачи диаграммы 15, 30, 45, 60, 90, 120, 240, 360 и 480 мм / мин.
Частота преобразователя 200 кГц ± 3 кГц
Угол распространения луча преобразователя Половина значения, полный угол: прибл. 6 °
Регулировка чувствительности Автоматическая регулировка (также возможна ручная регулировка)
Коррекция скорости звука С шагом 1 метр для диапазона 1300 ~ 1599 м / с
Диапазон регулировки тяги 0.0 ~ 9,9 м
Позиции, напечатанные в таблице учета Время, глубина воды, значение поправки для скорости звука и шкала записи
Распечатка глубины воды RS-232C, скорость 4800 бод, 8 бит, стоповый бит 2
Блок питания DC12V (внутренняя или внешняя батарея)
Потребляемая мощность 12 В, 0,65 А
Наработка 5 часов непрерывно
Размеры 391 Ш x 257 В x 147 Г мм
Вес 9.

Добавить комментарий