|
7 P' p. v# I! S" U0 C3 i3 O3 k
古时候人们将海比作“归墟”，认为其实为无底之洞，对于海洋的探索和认知也处在有限的范围内，那么海洋到底有多深呢？早在1520年，麦哲伦曾尝试在远海中探测海深：在一条800m长的绳子一端栓一重锤，随后将绳子全部放到海中，但重锤还是没有触碰到海底。二战结束后，随着声呐设备的发明和广泛应用，回声测深仪应运而生。 $ E; m$ ]+ @# l/ ^; f3 x
6 ?7 I V5 ]: g t$ q) I7 o4 F% f2 w8 f* | 一、原理 1 u0 @9 W/ d& k5 ^ w6 B
回声测深仪基于回声测距原理研制。发射换能器从海面向下发射声脉冲，在水中向下传播，遇到密度不同的海底介质时发生反射，反射后的声脉冲被海面的接收换能器所接收。根据声脉冲在海水中往返的时间及它在海水中的声速，即可算出换能器至海底的直线距离，即水深。 : Q; |+ Z- t7 D# x
例如，常温下海水中声速典型值为1500m/s，若测得声脉冲往返时间为3秒，则水深为2250m。由于声波在海水中的传播速度随海水温度、盐度和压力的变化而改变，计算时还需作必要的修正。特殊情况下，也可通过测量水深来辨别船位。
# n. n% W/ @ B2 m2 R
( p1 O1 K% o9 Z 二、主要技术指标 ' X1 @7 \$ O; b O* J8 A; Q' i
1、最大测深深度
8 g1 F$ ^$ d2 P/ ^ 由发射功率和发射脉冲的重复周期T决定（发射功率足够大时，由脉冲重复周期T所决定）。同时，还需考虑工作频率和发射功率的关系。远洋船舶的最大测深400m以上，近海船舶的最大测深约200m，海洋测量船舶的最大测深2000~10000m左右。 ' H, J- P. X. m0 }8 Y1 s/ _+ \
2、最小测深深度
/ ~* G0 [* q" t: n 由发射脉冲宽度t决定。通常为0.1～1m。
6 }! S7 p2 @- v 3、脉冲重复频率
) v# o% ^ C) A 每秒钟发射脉冲的个数，它的倒数称为脉冲重复周期T，是决定回声测深仪最大测深深度的因素之一，一般为0.3～0.6s。
3 f/ J" e3 r0 r& l 4、脉冲宽度 , U, O/ Q) l1 [/ ~
持续发射超声波脉冲的时间称为脉冲宽度。脉冲宽度越窄，最小测深深度越小；但脉冲宽度越窄往往平均发射功率越小，也影响着最大测深深度。近海船舶回声测深仪一般采用窄脉冲发射，最小测深深度和最大测深深度都较小；远洋船舶回声测深仪则反之。
; a: @! l; ?4 b' z; G 5、工作频率 8 K# t4 g7 `6 b& n" ^: I
超声波的低频段频率即20～60KHz，最大约为200KHz。 . h* n& G2 C5 H; _
6、发射功率
0 S" G, {3 @' B$ K 通常为几十至几百瓦，决定最大测深深度的因素之一。 ! m4 @) }% \& w) K# V% @- v
5 k u% V3 X# H# V0 n& m+ X; `
- _$ f1 T- e4 S9 e/ F 三、主要影响因素
5 N, u$ K3 [ U3 j' M# f7 ~ 1、水中气泡的影响 6 E l% `! C7 O; h: [/ w e
2、船舶倾斜（摇摆）的影响 ; M9 r% o5 H+ H" _ B& o
3、海底底质的影响 , M' B: A4 M4 K! j( j% ?. g/ B
光滑的岩石对超声波的反射效果最好，淤泥对超声的反射效果最差，碎石、沙子则对超声波的反射效果一般。 $ M S9 ]4 ^$ D' }) b4 w: A" v
4、海底地形的影响 ) f- M( B9 M! b
5、船底污物、杂草等的影响 ! c. P2 N& W) e) y& q w
使换能器发射的超声波能量被衰减而减小了测深能力，或直接将超声波反射回到接收换能器被接收，使显示的水深不是海底水深而只是某一水层的水深。 : @2 K$ O! o- _0 S$ @- w4 A
回声测深仪由于可以在船只航行时快速而准确地测得水深的连续数据，很快便成为水深测量的主要仪器，广泛应用于航道勘测、水底地形调查、船只导航定位等领域。当然如今也不仅仅局限于单波束探测水深，多普勒多波束测深仪，拖曳式侧扫声呐，鱼探仪等仪器也都广泛应用在各个领域。也正是有它们的存在我们才能更好的走近海洋，去探索更多的奥秘！ 1 R% l4 s3 _* U# w6 u0 g+ h
% t7 M; n3 C8 W$ x) }8 L# ]
1 \/ k8 G/ z4 U1 d6 F7 y7 ]2 A$ C3 z" }$ q
) X0 S2 N4 p# l# I: ~% H3 V | 
