认识船用测深仪课件

认识船用测深仪

一船用测深仪主要功能

二船用测深仪原理

三船用测深仪整机方框图及工作过程

一船用测深仪主要功能回声测深仪（echosounder）是一种测量水深的船用水声导航仪器。水深对于航线拟定和保证船舶的安全航行起着重要的作用。测深仪功能在情况不明的水域或浅水区航行时，测量水深确保船舶航行安全；发现水中障碍物，在其他导航仪器失效的情况下，利用观测某一物标的方位和根据测量的水深，求出近似船位。用于航道及港口测量，提供精确水文资料。航道局测量船现代多功能船用测深仪实现水下勘测、鱼群探测跟踪等功能。二船用测深仪原理船用回声测深仪（echosounder）是利用超声波在水中传播反射的物理特性测量水深的水深导航仪器。水声学基础---声波在水中的传播

水声学在航海上的应用越来越广，逐步形成测深、测速、定位等水下导航系统。超声波是声波的一种，它在海水介质中的传播性能是电磁波和光波无法取代的。声波及其物理性质声波在海水中的传播速度声波在水中的传播声波的物理特性1）声源：振动的物体称为声源。2）声波的定义：①声波：质点振动的传播。②声波的频率f：每秒钟内质点振动的次数。③声波的波长λ：处在同一振动状态的两个相邻质点间的距离。④声波的传播速度C：每秒钟声波传播的距离。C=λ∙f声波的分类按频率分：次声波（20Ｈz以下）可闻声波（20Ｈz～～20kＨz）超声波（20kＨz以上）注:回声测深仪频率通常为20-60kHz按发射方式分：连续波、脉冲波声波的物理特性

3）声波传播的特点：①在水中为纵波；直线传播；②同一介质中速度恒定，不同介质速度不同。声速只取决于介质的物理常数，而与声源的振动频率无关。在空气中：C＝330m／s；在水中：C＝1500m／s；航海上，海水中的声速一般取1500米／秒。③会产生反射、折射、散射和绕射等物理现象；④有传播损耗（扩散和衰减损耗，包括扩散、吸收和散射等）。4）超声波的优点可避免可闻声波的干扰

可减小换能器的尺寸

指向性好

反射性好

1）影响声波在海水中传播的因素：

海水的介质密度р和弹性E不是一个常数，随温度T、含盐量δ和静压力的不同而变化，其中以温度的影响最为显著。水温随水深的增加而降低，水压随水深的增加而增大，水深增加引起静压力加大与温度降低的效果抵消。海水物理状态的变化量声速变化量(m/s)温度增加1℃3.3含盐量增加1﹪1.5深度增加100m3.2声波在水中的传播速度2）海水中声波的标准声速：

声波在海水中的标准设计声速：1500ｍ／ｓ（1450~1550ｍ／ｓ）一般的船用水声仪器均采用标准声速。为了测量更精确，设有温度和含盐量的调节机构或自动补偿电路。在一般情况下，无需进行声速校正。二船用测深仪原理回声测深的原理超声波较其它声波的方向性好、穿透性强、反射性显著和抗可闻声干扰性好等特点，回声测深仪利用超声波进行深度测量。基于声波在水中传播特性的理论，利用超声波在水中等速直线传播和具有反射特性的原理来测定水深。

二船用测深仪原理

测深原理：在船底安装发射超声波的换能器(transducer)A和接收反射回波的换能器B；间歇发射20-200KHz的脉冲，接收反射波超声波在水中的传播速度C已知恒速，换能器基线S看作零，通过测量超声波往返海底的时间t，利用测深公式计算深度h原理缺陷：水深精度将受到超声波在水中传播速度C变化的影响和换能器基线S不为零的影响式中S为换能器A和B之间的距离,称为基线长度t为声波往返于船底到海底的时间若忽略S/2项，得

用此公式计算而产生的水深误差叫基线误差

,，随着水深的增加，基线误差将减小。若水深大于5m，基线误差几乎可以忽略

H=D+hD吃水三船用测深仪整机方框图及工作过程回声测深仪整机的组成：显示系统、发射系统(transmittingsystem)和接收系统。

三船用测深仪整机方框图及工作过程各部分作用：①电源设备：将船电变为适合回声测深仪各部分所需要的电源。②显示器：产生发射指令；测量回波的时间；把时间变为距离；将深度显示出来。③推动器：是一个电子元件，起放大作用。④发射换能器：将电脉冲信号转换成超声波向海底发射。⑤接收换能器：将反射回来的微弱的超声波转换成电信号。⑥放大器：将微弱的回波电信号放大，驱动显示器工作。

三船用测深仪整机方框图及工作过程整机工作过程：接通显示器（或指示器）上的电源开关；显示器定时控制发射系统；使发射系统以一定的宽度、幅度及频率的电振荡脉冲信号，送到发射换能器；发射换能器把电振荡转换为机械振荡向水中发射超声波；零信号在显示器上直接显示零点标志；超声波到达海底后，反射回来的一部分声波能量（即回波），到接收换能器；接收换能器受激将机械振荡转换为电振荡信号；经接收放大器放大后，送至显示器；显示器以一定的方式显示水深。

三船用测深仪整机方框图及工作过程回声测深仪工作原理：显示器中的脉冲触发器以脉冲重复频率产生触发脉冲，控制计时器计时和发射系统工作；发射系统产生具有一定功率和宽度的电脉冲送到发射换能器发射换能器将电脉冲转换为超声波脉冲向海底发射，经海底反射回来的