超聲波傳感器,是通過送波器將超聲波向?qū)ο笪锇l(fā)送,通過受波器接受這種反射波,來檢測(cè)對(duì)象物的有無和距離對(duì)象物的距離。通過計(jì)算從超聲波發(fā)信到受信為止所需要的時(shí)間和聲速的關(guān)系,來計(jì)算傳感器和對(duì)象物之間的距離。
回聲測(cè)深儀是基于回聲測(cè)距的原理而研制的。發(fā)射換能器從海面向下發(fā)射聲脈沖,聲脈沖在水中向下傳播,遇到密度不同的海底介質(zhì)時(shí)發(fā)生反射,反射后的聲脈沖在海水中向上傳播,并被海面的接收換能器所接收。
測(cè)深原理:將超聲波在水中的傳播速度C作為已知恒速,換能器基線S看作零,通過測(cè)量超聲波往返海底的時(shí)間t,計(jì)算求得的水深h。
一種方法是布放深度計(jì)(或壓力計(jì))到海底進(jìn)行測(cè)量。不過這種方法布放回收過程需要很長(zhǎng)時(shí)間,而且水深結(jié)果是根據(jù)壓力和海水特性反演出來的,結(jié)果會(huì)有一定誤差。
利用回聲測(cè)距的原理,人們還制成了海洋“回聲測(cè)深儀”,用來測(cè)量海底的深度。古時(shí)候人們測(cè)量海深是個(gè)很麻煩的事,他們需用一根很長(zhǎng)的繩索,下面墜上很重的鉛錘,然后把它們投入海中。
不同類型的計(jì)程儀的工作原理和性能如下所述。 ①拖曳計(jì)程儀。利用相對(duì)于船舶航行的水流,使船尾拖帶的轉(zhuǎn)子作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),通過計(jì)程儀繩、聯(lián)接錘、平衡輪,在指示器上顯示船舶累計(jì)航程。
因此在勘測(cè)時(shí)需要現(xiàn)場(chǎng)校正波速,只有波速校正準(zhǔn)確才能使得測(cè)出來的深度準(zhǔn)確,校正波速時(shí)先假定一波速,使用測(cè)深儀在某位置測(cè)得湖泊水深。
所以在使用回聲測(cè)深儀之前,應(yīng)對(duì)儀器進(jìn)行率定,計(jì)算值要加以校正。
用測(cè)深儀測(cè)深時(shí),深度點(diǎn)的平面位置是換能器的平面位置;用測(cè)深桿、水砣測(cè)深時(shí),深度點(diǎn)的平面位置是測(cè)深桿、水砣著底(即測(cè)深桿或水砣繩與水面垂直相交)時(shí)的平面位置。
根據(jù)這一現(xiàn)象,科學(xué)家們提出了大膽的設(shè)想。經(jīng)過一段時(shí)間的研究,他們對(duì)回聲測(cè)深儀做了一些改進(jìn),形成了今天的垂直魚探儀。這種魚探儀可以探測(cè)到聲納換能器下方垂直海域內(nèi)的魚群分布情況。
其實(shí),不同回聲探測(cè)設(shè)備的不同差別最主要的差別主要是在對(duì)回波信號(hào)的不同處理方法上。這種原理已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在以下水電設(shè)備中:回聲測(cè)深儀、側(cè)掃聲納、聲學(xué)多普勒海流計(jì)和魚探儀等。
在海上捕撈作業(yè)中,魚探儀的換能器會(huì)不停地向水中發(fā)射聲脈沖,并接收海洋中的各種反射信號(hào)。這些反射信號(hào)經(jīng)過分析處理后可直接用顯像管顯示出來,或者記錄在熱敏紙上。
有,可以使用魚群探測(cè)儀來探測(cè)冰下魚群。魚群探測(cè)儀,利用超聲波回聲原理探測(cè)水中魚群的儀器。簡(jiǎn)稱探魚儀、魚探儀。
衛(wèi)星遙感技術(shù)可以從宏觀上指導(dǎo)海洋捕撈漁業(yè),而在漁船上就得用聲學(xué)探魚技術(shù)來探明附近是否有魚群。聲學(xué)魚探儀的換能器裝在船殼上,跟回聲測(cè)深儀的原理一樣,向水里發(fā)射聲脈沖,聲波碰到魚體就產(chǎn)生回聲信號(hào)反射回來。
水深(魚探儀):顯示船在行駛中的水深,當(dāng)探頭放置在水中后,水深讀數(shù)就顯示在屏幕上。水溫(魚探儀) :顯示水溫,打開遙控器,溫度讀數(shù)就顯示在屏幕上。
測(cè)深儀水深是利用遇不同介質(zhì)面產(chǎn)生反射的原理設(shè)計(jì)而成的。測(cè)深儀深度通過發(fā)射和接收聲波的時(shí)間轉(zhuǎn)換成距離(深度)信號(hào)。兩者的工作原理不同。
回聲測(cè)深儀是基于回聲測(cè)距的原理而研制的。發(fā)射換能器從海面向下發(fā)射聲脈沖,聲脈沖在水中向下傳播,遇到密度不同的海底介質(zhì)時(shí)發(fā)生反射,反射后的聲脈沖在海水中向上傳播,并被海面的接收換能器所接收。
一種方法是布放深度計(jì)(或壓力計(jì))到海底進(jìn)行測(cè)量。不過這種方法布放回收過程需要很長(zhǎng)時(shí)間,而且水深結(jié)果是根據(jù)壓力和海水特性反演出來的,結(jié)果會(huì)有一定誤差。
利用相對(duì)于船舶航行水流的動(dòng)壓力,作用于壓力傳導(dǎo)室的隔膜上,轉(zhuǎn)換為機(jī)械力,借助于補(bǔ)償測(cè)量裝置,將機(jī)械力轉(zhuǎn)換為速度量,再通過速度解算裝置給出航程。
儀器的原理與結(jié)構(gòu) SSX-1D型超聲波測(cè)深儀是測(cè)量水庫、湖泊、江河、淺海等水體的便攜式測(cè)深儀器。
現(xiàn)在,這種原理已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在以下水電設(shè)備中:回聲測(cè)深儀、側(cè)掃聲納、聲學(xué)多普勒海流計(jì)和魚探儀等。這些儀器設(shè)備的發(fā)明和使用為研究海洋、開發(fā)海洋、利用海洋做出了重要的貢獻(xiàn)。
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