Эхолот
Рефераты >> Физика >> Эхолот

Кавитация - главное препятствие для высокоскоростных измерений. Если поток воды вокруг преобразователя гладок (ламинарный), то преобразователь посылает и принимает сигналы нормально. Однако если поток воды прерван грубой поверхностью или острыми гранями, то водный поток становится турбулентным, настолько что воздух отделяется от воды в форме пузырьков. Это называется "кавитацией". Если эти воздушные пузырьки проходят через корпус преобразователя (ту часть, в котором закреплен кристалл), то на дисплее эхолота виден "шум". Преобразователь разработан для работы в воде, а не в воздухе. Если воздушные пузырьки проходят через корпус преобразователя, то сигнал от преобразователя отражается от воздушных пузырьков обратно. Так как воздушные пузырьки близки к преобразователю, эти отражения очень сильны. Они будут накладываться на отражения дна, структуры водоема и сигналы рыбы, делая их трудноразличимыми или вообще незаметными.

Решение этой проблемы состоит в том, чтобы делать преобразователь позволяющий воде течь мимо без создания турбулентности. Однако это сделать трудно из-за многих компонентов помещенных в современный преобразователь. Он должен быть маленьким, так, чтобы не сталкиваться с навесным мотором и его водным потоком. Преобразователь должен просто устанавливаться на транце так, чтобы просверливать минимум отверстий. Он должен подниматься без проблем при столкновении с подводными объектами. Фирма Lowrance запатентовала HS-WS преобразователь - самая передовая разработка в области высокоскоростных преобразователей. Эта технология объединяет высокоскоростные измерения с простым крепежом и безопасным подъемом при столкновении с посторонним объектом на высокой скорости.

Проблема кавитации не ограничена формой и размещением преобразователя. Многие корпуса лодок создают воздушные пузырьки, которые проходят через корпус преобразователя. У многих алюминиевых лодок эта проблема появляется из-за сотен головок заклепок, которые высовываются в воду. От каждой заклепки течет струйка воздушных пузырьков, когда лодка движется, особенно на высокой скорости. Чтобы ликвидировать эту проблему нужно устанавливать корпус преобразователя ниже воздушных пузырьков, струящихся от оболочки. Это обычно означает, что Вы должны установить крепежную скобу как можно ниже на транце.

Канонический угол преобразователя

Преобразователь концентрирует звук в луч. Когда импульс звука исходит от преобразователя, он охватывает тем более широкую область, чем глубже он проходит. Если бы Вы нарисовали график движения сигнала, вы бы увидели, что он представляет собой конус, называемый "конический угол". Мощность звука наибольшая на оси конуса и постепенно уменьшается к краям.

Чтобы измерить конический угол преобразователя, сначала мощность измеряется в центре или на оси конуса, а затем измеряется на удалении от центра. Когда достигается точка

половины мощности от максимальной (или -3db в электронных терминах), угол от средней

20 градусный конический угол

8 градусный конический угол

оси измерен. Полный угол от точки -3db на одной стороне оси и точки -3db с другой стороны оси называется коническим углом.

Эта точка половины мощности (-3db) стандарт для электронной промышленности, и большинство изготовителей измеряет конический угол таким образом, но некоторые используют точку -10db, где мощность составляет 1/10 средней мощности оси. Это дает больший конический угол, поскольку Вы измеряете точку дальше от средней оси. Никакого отличия в работе преобразователя нет, только система измерений изменилась. Например, преобразователь, который имеет угол конуса 8 градусов при -3db, имел бы угол конуса 16 градусов в -10db.

Lowrance, как и другие фирмы, предлагает преобразователи с разнообразными коническими углами. Широкий конический угол покажет Вам большую область подводного мира, за счет уменьшения показа глубины, так как необходимо перераспределить мощность передатчика. Более узкий конический угол преобразователи не будут показывать Вам такую большую область, но проникнет глубже, чем широкий конус. Узкий конический преобразователь концентрирует мощность передатчика в меньшую область. Сигнал дна на дисплее эхолота будет более широкий на широком коническом угловом преобразователе, чем на узком, потому что Вы видите большую область дна. Область обзора широкого конуса намного больше, чем у узкого конуса.

Высокочастотные (192 кГц) преобразователи поставляются как с узким, так и с широким коническим углом. Широкий конический угол используется для пресной воды, а узкий конический угол используется в морской воде. Низкочастотные (50 кГц) звуковые преобразователи обычно поставляются с коническим углом в диапазоне от 30 до 45 градусов. Хотя преобразователь наиболее чувствителен внутри конического угла, Вы можете также видеть объекты на экране и вне него; они только не так четки. Эффективный конический угол - область в пределах указанного конуса, который Вы хорошо видите на экране дисплея. Если рыба находится внутри конуса преобразователя, но чувствительность недостаточно высока, чтобы видеть ее, то у Вас узкий эффективный конический угол. Вы можете изменить эффективный конический угол преобразователя, изменяя чувствительность приемника. С низким значением чувствительности, эффективный конический угол узкий, показывая только цели строго внизу преобразователя и на небольшой глубине. При увеличении чувствительности увеличивается эффективный конический угол, что позволяет видеть Вам дальше в стороны.

Состояние воды и дна

Тип воды, в которой вы используете гидролокатор, воздействует на его работу в значительной степени. Звуковые волны проходят легко в чистой пресной воде, такой как во внутренних озерах.

Мягкое Дно

Жесткое Дно

Однако в соленой воде, звук поглощается и отражается растворенными в воде солями. Высокочастотные волны наиболее восприимчивы к этому рассеиванию звуковых волн и не могут проникать через соленую воду также хорошо как низкочастотные волны. Часть проблемы с соленой водой в том, что это очень динамичная среда - океаны мира. Штормы и течения смешивают воду. Волны создают и смешивают воздушные пузырьки в воде около поверхности, которые рассеивает звуковой сигнал. Микроорганизмы, типа морских водорослей и планктона, также рассеивают и поглощают звуковой сигнал. Полезные ископаемые и соли, растворенные в воде, делают то же самое. В пресной воде также есть течения, волнения и микроорганизмы, которые затрагивают сигнал эхолота - но не настолько как в соленой воде.


Страница: