Echosonda do pomiaru głębokości: koncepcja i jej działanie

Przeczytaj ten artykuł, aby zapoznać się z koncepcją i działaniem echosondera do pomiaru głębokości.

Koncepcja Echo-Sounder:

Metoda echosondy opiera się na zasadzie elektrycznej. Polega ona na przekazywaniu impulsu dźwiękowego (przez nadajnik) z powierzchni poziomu wody do koryta rzeki. Kiedy fale dźwiękowe odbijają się w formie echa, zostają aresztowane przez odbiornik.

Istnieje automatyczna konfiguracja do wykreślania czasu transmisji i czasu odbioru. Wiadomo prędkość dźwięku w wodzie. To prawie 1470 m / s. Z tego powodu głębokość wody jest obliczana automatycznie. Ta metoda jest bardzo popularna na statkach do obserwacji głębokości. Może być również z powodzeniem stosowany na rzekach.

Rysunek 15.12 pokazuje schematyczny diagram liniowy maszyny sondującej. Echosonda składa się głównie z czterech jednostek.

Oni są:

(i) Jednostka napędowa

(ii) Jednostka przekazująca

(iii) Jednostka przyjmująca i

(iv) Jednostka rejestrująca.

Jednostka napędowa składa się z silnika elektrycznego z regulatorem "G". Akumulator o napięciu 12 woltów dostarcza prąd do silnika. Gubernator pomaga w utrzymywaniu stałej prędkości silnika przy normalnym napięciu. Silnik jest sprzężony z przekładnią. Przekładnia ma układ do utrzymywania dwóch prędkości. Bęben jest zamontowany na wale. Wał jest obracany przez silnik przez przekładnię. Bęben składa się z izolowanych tarcz. Rysik jest zamontowany na pierwszej tarczy bębna, jak pokazano na Rys. 15.12.

Pierwsza płyta jest ciągła i otrzymuje impuls echa w postaci elektrycznej ze wzmacniacza przez szczotkę i jest przekazywana do trzpienia pomiarowego. Pozostałe dwie tarcze bębna powodują kontakt raz w każdym obrocie, w wyniku czego do przetwornika zostaje wysłany impuls elektryczny. Jednostka rejestrująca składa się z ramki. (Jest to tak zwany zbiornik), w którym rolka papieru rejestrującego jest nawinięta na rolki. Jedna z rolek jest napędzana przez wał z silnika. W ten sposób papier rejestrujący jest wyciągany z normalną prędkością (powiedzmy od 2, 5 do 5 cm / minutę).

Papier przesuwa się po powierzchni pudła lub zbiornika. Papier jest poddawany obróbce chemicznej roztworem jodku potasu i skrobi. Rysik przesuwa się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara nad papierem. Kiedy mały impuls elektryczny przechodzi przez igłę, wytwarza brunatno-purpurową plamę w miejscu kontaktu.

Jednostka nadawcza składa się z nadajnika lub przetwornika. 12-woltowy akumulator dostarcza prąd do konwertera obrotowego C. Przekształca napięcie akumulatora na 12 woltów na 400 woltów prądu stałego. Napięcie to jest używane podczas pracy przetwornika. W nadajniku impuls dźwiękowy jest wytwarzany przez uderzenie młota sterowanego sprężynowo elektromagnetycznie na stalowej przeponie. Membrana styka się z wodą.

Jednostka odbiorcza składa się z odbiornika, który zatrzymuje odbite echo dźwiękowe. Odpowiedni impuls elektryczny trafia do trzpienia za pomocą wzmacniacza. Natężenie prądu do pracy z włóknami zaworowymi wzmacniacza jest również uzyskiwane z tej samej baterii. Zasilanie wysokiego napięcia do wzmacniacza jest podawane z zaczepów obrotowego konwertera.

Działanie Echo-Sounder:

Po włączeniu silnika bęben zaczyna obracać się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Rylec obraca się również z bębnem. Podczas każdego obrotu wykonane są styki c i d. Po ustaleniu styku prąd oscylacyjny przepływa do przetwornika przez skraplacz. Impuls elektryczny jest przetwarzany na impuls dźwiękowy w przetworniku.

Impuls dźwiękowy jest wysyłany do wody. Po odbiciu od łóżka, impuls dźwiękowy zostaje zatrzymany przez odbiornik. Odpowiedni impuls elektryczny trafia do rysika przez wzmacniacz przez szczotkę "a". W tym czasie trzpień został obrócony o pewien kąt odpowiadający interwałowi echa.

Od trzpienia pomiarowego prąd przechodzi na ziemię przez papier i jednostkę rejestrującą. Tak więc obwód jest zakończony. Położenie igły w momencie nadejścia impulsu jest uwidocznione na brązowo-fioletowej plamie na papierze. Proces powtarza się dla każdego obrotu bębna. Prędkość silnika jest w prawidłowym stosunku do prędkości dźwięku w wodzie. W urządzeniu rejestrującym zapewniona jest waga zapewniająca bezpośrednio głębokość wody.

Problem:

Pomiary wyładowań wykonano w konkretnym miejscu na niewielkim strumieniu przy użyciu metody pomiaru natężenia i prędkości oraz dokonano następujących odczytów:

()) Narysuj przekrój rzeki i zmierz całkowity obszar przepływu, zakładając, że głębokość zmienia się równomiernie między dwoma punktami.

(b) Oblicz wyładowanie rzeki.

Rozwiązanie:

Przekrój rzeki można wykreślić w sposób przedstawiony na ryc. 15.13.

Prędkość jest obserwowana w dwóch punktach, mianowicie przy 0, 2 D i 0, 8 D, więc średnia prędkość będzie średnią z dwóch. Dane mogą być rejestrowane, a obliczenia wykonywane w formie tabelarycznej, jak poniżej.