Подобное поведение эхолота было замечено нами и при других обстоятельствах, в другое время и в другом месте: при подходе к берегу, где рас­ширяются границы нашего города. Сухопутные территории отвоевывались у залива путем сброса строительного мусора в виде разных железобетонных конструкций. На обломках плит эхолот «глючил», а за «незамеченные» куски арматуры мы поплатились небольшими ранами на винте.

ЧТО ПРОИСХОДИЛО С ЭХОЛОТАМИ?

Ответ на этот мучивший нас вопрос мы нашли на «хирургическом столе», а именно, в лаборатории контрольно-измерительных приборов солидного НИИ. Технические возможности и разнообразие имевшегося там научного оборудования позволили нам изрядно «помучить» наш эхолот, а заодно и сотрудников лаборатории. Теперь мы хотим поделиться результатами нашего «обследования» со всеми читателями журналаю.

Для упрощения рассмотрения и большей наглядности возьмем одно-лучевой эхолот, который работает только в режиме глубиномера, или работу центрального луча в 2-х , 3-х лучевых приборах HUMMINBIRD.

Есть все основания полагать, что электрические параметры центрального луча современных любительских эхолотов рождались, как некий баланс компромиссов: компактности, дальнобойности, разрешения, достоверности изображения рельефа и фауны-флоры, а также мобильности. Это определило выбор диапазона, позволяющего получить наиболее оптимальное решение и создать эхолот, отвечающий интересам любителей рыбалки.

Вспомнить кое-что полезное из физики.

1. Простые эхолоты (любительские)

- это импульсные приборы. Ультразвуковой сигнал (УЗ) не исходит из датчика постоянно, а излучается импульсами - посылками. Длительность импульса порядка 35 - 50 микросекунд. Высокочастотный генератор посылает на излучатель порядка 10-20 колебаний, после чего «затыкается».

2. Излучатель сигнала, по совместительству являющийся и приемником, формирует достаточно остронаправленный, конусный луч УЗ, частотой 50 - 200 кГц. Угол этого конуса определяется геометрическими размерами излучателя и находится в пределах от 8 до 20 градусов. КПД используемых в этих целях пьезоэлектрики или пьезокерамики не превышает 0,7 - 0,8. Будем исходить из того, что мощность УЗ излучения равномерно распределяется как в вертикальном направлении, т.е. в глубину водоема, так и по площади «пятна», которое образует конусный луч УЗ на поверхности дна.

3. Как всем известно, УЗ в воде затухает (теряет свою мощность) по ряду причин. Это, так называемое, вязкое затухание. Имеют место явления рефракции и реверберации. При этом нет разницы, происходило ли это при посылке сигнала или при отражении его. В чистой, пресной воде затухание наименьшее. Чем больше в воде примесей, взвесей и микроорганики, тем затухание выше.

4. Имеется зависимость между температурой воды и скоростью звука в ней, а именно, при повышении температуры скорость звука в воде увеличивается (см. таблицу).

В расчетах обычно принимается среднее значение -1500 м/с.

5. Отражение УЗ сигнала возникает на границе раздела двух сред с разной скоростью прохождения звука. Это может происходить и в одной среде, при резком скачке температуры в разных слоях жидкости. Данное физическое явление носит название ТЕРМОКЛИНА. Распространение УЗ сигнала в этом случае происходит по законам отражения, аналогичным законам оптики (угол падения равен углу отражения). При этом необходима достаточная поверхность, расположенная под необходимым углом, для отражения пришедшего импульса, чтобы отраженный сигнал попал на датчик и «был услышан». Отражение может быть многократным.

6. УЗ волны, проникая в толщу воды, подчиняются законам интерференции и дифракции. Возможны наложения волн, но для нашей темы более актуальным является огибание предметов, сопоставимых по линейным размерам с длиной волны. Например, на частоте 150 к Гц длина волны примерно 1 см. То, что обогнулось волной, то не дало отражения ...

7. Пришедший отраженный сигнал (естественно, ослабленный) должен быть не меньше какого-то порогового значения. В любительских приборах - это уровень, порядка 90 - 100 dB (т.е. улавливается и обрабатывается импульс, ослабленный в 50 -100 тысяч раз), в профессиональных эхолотах, например, в SIMRAD - это значение - 120 -140 dB.

8. В зависимости от глубины под килем прибор автоматически изменяет частоту следования УЗ импульсов: от 4 - 5 на максимальных глубинах, до 8 -12 - на минимальных.

Итак, включаем эхолот, датчик которого уже опущен в воду. Предположим, что лодка пришвартована или стоит на якоре. Несколько секунд настройки и самодиагностики, прибор определяет датчик, и на экране появляется картинка.

Даже при условии полного штиля возможны изменения в показаниях глубины и рельефа, который представляется на экране прямой линией одинаковой толщины. На небольших глубинах, порядка нескольких метров, показания отличаются на десятки сантиметров, и рельеф дна представляется теперь ломаной линией разной толщины.

ПОЧЕМУ ТАК ПРОИСХОДИТ?

Разрешающая способность эхолота зависит от нескольких параметров прибора: с одной стороны, она ограничена частотой излучения, предметы, меньшие определенного размера, не дадут никакого эха; с другой стороны, увеличение пятна излучения ведет к потере детализации.

Как же в самом деле работает эхолот, читайте в следующем номере.

(Материал публикуется с разрешения редакции журнала "Рыбацкое подворье")

Обсудить в форуме    Оценить статью:

5 баллов 4 балла 3 балла 2 балла 1 балл

Сергей 14:41:02 17.02.14

Маловато насчёт самих эхолотов, но статья интересная

Серж 05:03:41 21.01.14

Думаю хватило бы последних 5 строчек.

Анонимный 13:21:28 11.06.13

слишком закручена статья и ничего про сам эхолот..

Михаил 19:20:54 05.11.12

Статья очень толковая только будет ли толковым резюме, или производители и продавцы эхолотов заставят автора так "замылить" вывод который напрашивается из уже написанного (похоже измеряем глубину и рельеф на марсе),что все будут продолжать покупать и радоваться если что-то поймают "благодаря" чудо приборам.

Анонимный 20:29:08 04.07.11

читал да не вычитал

Рудольф 15:47:11 28.03.11

С этой статьи ухи не сварить.

dmitrij 07:31:28 25.02.11

статья не для рыбака, не для данного сайта.

Игорян 09:25:26 24.02.11

Классно написано, но хотелось бы поподробнее об эхолотах. с физикой мне повезло,у меня зачетная - 4ка!!! и все равно СПАСИБО, с миру по нитке, как говорится, - голому рубаха!

Владислав 09:14:31 24.01.11

О физике сказано, а об эхолоте ничего!! Наплели какую-то ересть!!!

Алексей 11:42:03 13.02.10

сплошная вода, где суть

Алексей 16:58:53 20.01.10

Отлично изложена физика работы эхолотов. Понятно, какие их возможности и что можно с их помощью узнать о водоеме. С удовольствием прочту продолжение, чтобы узнать как же работает эхолот на практике.

ИЛЬЯ 14:09:57 27.11.08

Болтовня какаято!!! ПО СУЩЕСТВУ НЕ СЛОВА!!! ДУМАЕТЕ НУЖНА ЭТА ХРЕНЬ РЫБАКАМ!!!

ups 10:11:28 08.08.06

клевая статья

Ваше имя:
Комментарий:
Введите код, изображенный на рисунке: