回聲測深儀

1　定義

　　echo-sounder

　　利用聲波反射的信息測量水深的儀器。其中有一類超聲波測深儀，所使用的聲波頻率在2萬赫以上。

　　回聲測深儀類型很多，可分為記錄式和數(shù)字式兩類。通常都由振蕩器、發(fā)射換能器、接收換能器、放大器、顯示和記錄部分所組成。

2　工作原理

　　回聲探測設(shè)備是最早的一類水下聲學(xué)儀器，這種設(shè)備得到了廣泛地應(yīng)用。所有這樣的設(shè)備都有一個共同的特點(diǎn)：它們都利用一組發(fā)射換能器在水下發(fā)射聲波，使聲波沿海水介質(zhì)傳播，直到碰到目標(biāo)后再被反射回來，反射回來的聲波被接收換能器接收。然后再由聲納員或計(jì)算機(jī)處理收到的信號，進(jìn)而確定目標(biāo)的參數(shù)和類型。

　　回聲探測設(shè)備也是不盡相同的，所以他們也往往會使用不同的發(fā)射和接收換能器，因此，聲信號的頻率和波形也有所不同。其實(shí)，不同回聲探測設(shè)備的不同差別最主要的差別主要是在對回波信號的不同處理方法上。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)。

3　測量海深

　　以前人們采用各種各樣的方式探測海深，但是效果都不理想，而且存在著誤差?，F(xiàn)在人們最常用的探測海深的設(shè)備就是回聲測深儀。

　　那么，回聲測深儀又是如何測量海深的呢?回聲測深儀是基于回聲測距的原理而研制的。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。根據(jù)聲脈沖在海水中往返的時間和它在海水中的聲速，就能算出換能器至海底的直線距離，即水深。例如，在常溫下，海水中聲速的典型值為1500米/秒，如果測得聲脈沖在水中往返的時間為3秒，則海水的深度為2250米。由于聲波在海水中的傳播速度隨海水的溫度、鹽度和壓力的變化而變化，所以，計(jì)算時還要作必要的修正。

　　主要用途

　　在特殊情況下，可通過測量水深來辨別船位

　　在開辟新區(qū)或淺水航行時，可用于導(dǎo)航，以確保船舶航行

　　在航道及港口測量方面，它可提供準(zhǔn)確的可靠的水深資料

　　回聲測深儀的發(fā)明為廣大海洋工作者提供了一個強(qiáng)有力的水深測量手段，由于它可以在船只航行時快速而準(zhǔn)確地測得水深的連續(xù)數(shù)據(jù)，所以很快便成為水深測量的主要儀器，現(xiàn)在它已廣泛地應(yīng)用于航道勘測、水底地形調(diào)查、海道測量、船只導(dǎo)航定位等方面。

　　今天，對大洋地形地貌的全部了解和認(rèn)識，都是回聲測深儀的功勞。過去人們根據(jù)數(shù)量很少的一些海上錘測資料，曾經(jīng)認(rèn)為世界大洋底是一片平坦的大地?；芈暅y深儀的出現(xiàn)，才使人們眼界大開。因?yàn)闇y量結(jié)果顯示，洋底和陸地一樣崎嶇不平，既有崇山峻嶺，也有深溝峽谷；既有恢宏高原，起伏的丘陵，也有遼闊的平原、階地，形態(tài)萬千，蔚為壯觀。

4　種類

　　回聲測深儀的問世，使海深測量技術(shù)發(fā)生了根本性的變革。目前已有升沉補(bǔ)償測深儀、拖曳式測深儀、多波束測深儀等多種不同類型的測深儀器，這些都是由于海洋勘探的需要而發(fā)展起來的設(shè)備。

　　人們根據(jù)工作深度的不同，設(shè)計(jì)制造了大小不同的測深儀器。小型測深儀的工作頻率在100千赫茲左右，換能器尺寸較小，可在小艇上使用，用于測量幾十米到幾百米水深的海洋深度。而大型測深儀的工作頻率為數(shù)千赫茲左右，換能器尺寸較大，可測量深達(dá)10000米的世界海洋最深處的水深。

　　此外，還有一種雙頻測深儀。所謂雙頻測深儀就是指能用高、低兩種不同頻率工作的測深儀器。這種測深儀適用于測量沉積有稀泥的航道，它能用較低的上作頻孕探測較硬的真海底，或用較高的工作頻率探測稀泥表面。

　　現(xiàn)在，回聲測深儀的顯示、記錄方式也有多種不同類型。近代測深儀除用放電或熱敏紙記錄器記錄外，還有數(shù)字顯示及存儲，甚至可以和計(jì)算機(jī)結(jié)合起來而自動繪制海底地形圖等多種不同方式。