Как эхолот определяет глубину

Сегодня рыбак, вооруженный эхолотом, вопросов практически не вызывает. Использование этого прибора помогает:

• находить рыбные места водоема;
• определять размеры имеющейся рыбы;
• прояснять для себя, каков рельеф у дна;
• определять плотность дна и его тип.

И, конечно же, девайс позволяет выяснить глубину водоема. Однако принципы работы устройства могут вызывать ряд вопросов. Давайте разберемся с ними, и тогда работа эхолота будет понятной и эффективной.

Принципы работы устройства

Многие пользователи отмечают, что на экране эхолота изображение выстраивается столбцами. Программное обеспечение выводит таким образом на дисплей результаты измерений, проводимых с помощью ультразвука.

У каждого эхолота две функциональные части:

• первая отвечает за измерения – это датчик, непрерывно выпускающий в пространство сигнал высокой частоты, который и приходит к нему обратно, отразившись от каких-либо препятствий на дне;
• вторая часть – это корпус с дисплеем. Именно здесь происходит обработка полученных результатов.

Сигнал, отражаясь от различных предметов, дна разной плотности, имеет различные показатели, что позволяет программе вычислить, какой именно тип предметов находится в заданной для изучения области.

Время, за которое сигнал достигает дна и, отразившись, возвращается назад, позволяет программному обеспечению сделать заключение о глубине конкретного места водоема.

Как эхолот определяет расстояние

Датчики девайсов способны посылать волны как одним пучком, так и несколькими, которые расходятся, будто свет от небольшого фонарика. Обычно сигналы передаются на очень большой частоте, так что если движется моторная лодка, и в этом случае изображение на экране эхолота будет выстраиваться так же эффективно. Однако большая скорость движения все-таки повлияет на изображение, будто бы спрессовав его в горизонтальном направлении.

Информация о глубине, рельефе дна и находящихся поблизости объектах, в том числе – о рыбе, поступает на дисплей эхолота непрерывно. Однако конкретное расстояние до интересного вам предмета стоит проверять с помощью следующей уловки:

• развернитесь на 180 градусов;
• изучите отрезок, пройдя его на малой скорости;
• когда объект снова возникнет на экране, можно бросать якорь.

У эхолотов может быть различное количество лучей датчика, а также разный угол их расхождения. Это влияет на то, какой именно участок изучает прибор. Обычно диаметр круга равен примерно одной третьей глубины.

Как определить глубину водоема и оценить другие параметры

Обычно осваивать новые места рыбакам довольно сложно, однако, вооружившись эхолотом, они могут не волноваться о поиске рыбных омутов. Данный прибор позволяет выяснить структуру подводного рельефа, вычислить, где именно находится рыба. Однако тут тоже стоит быть внимательным, так как легко допустить ошибку:

• изучая дно водоема, двигайтесь не хаотично, а упорядочено;
• наибольшую информацию позволят получить прямые проходы;
• в качестве ориентира стоит выбрать крупный неподвижный объект, например, заметное дерево.

Прямолинейные проходы – возможность быстрее всего получить корректную информацию о глубине и особенностях дна. Эхолот стоит располагать рядом с собой, картинка на дисплее должна изменяться в противоположном движению направлении: так ее гораздо проще воспринимать.

Прямолинейные проходы – хороший вариант для крупных озер или прудов. Если же речь о подледной рыбалке, все несколько проще, так как здесь четко видно, как работает датчик, и какую зону дна он показывает.

Настройка чувствительности прибора и шкалы глубины

Чтобы получать корректные данные, нужно настроить чувствительность вашего девайса, а также определить диапазон глубин.

Если чувствительность окажется слишком высокой, то даже небольшая рыбка на экране будет выглядеть крупной, и вы зря потратите время на ловлю окуней, вместо действительно стоящих особей. Однако если чувствительность сильно снизить, то можно не заметить крупных рыбин, потому что они будут отражаться лишь мелкой помехой.

Глубина имеет большое значение. Нужно помнить, что если вы изменяете диапазон с десяти метров на двадцать, то метка рыбы будет уменьшена вдвое. Как поступить? Воспользуйтесь простыми рекомендациями:

• устанавливайте диапазон глубин вручную – дно должно находиться у нижнего обреза экрана в наиболее глубокой своей точке;
• чувствительность устанавливается после: сначала поднимайте ее, пока на экране не станут появляться хаотичные точки, затем опустите, чтобы они полностью исчезли.

Разумно будет запомнить на будущее настройки, которые вы устанавливали на конкретном водоеме.

Помните, что именно при настройке вручную эхолот поможет вам найти все, что вы ищете, намного быстрее! Чувствительность же не стоит настраивать заранее – ее лучше проводить исключительно на месте ловли.

Глубина эхолот. Методы измерения глубин

Глубины на море измеряют специальными приборами — лотами.
В зависимости от измеряемой глубины лоты разделяются на:
— глубоководные;
— навигационные.
Навигационные предназначаются для измерения сравнительно небольших глубин. Ими снабжают все морские суда для обеспечения безопасности плавания. Устройство навигационных лотов позволяет измерять глубины на ходу судна с достаточной для судовождения точностью. По принципу действия и устройству навигационные лоты подразделяются на:
— ручные;
— механические;
— гидроакустические.

Ручной лот. Основными частями ручного лота являются свинцовая (или чугунная) гиря 1 и лотлинь 2 (рис. 1). Гиря имеет форму усеченной пи-рамиды или конуса высотой около 30 см и весом от 3 до 5 кг. Верхняя часть гири оканчивается ушком с продетой в него стропкой из стального троса, обшитого кожей. В нижней, более широкой части гири сделана выемка, в которую перед замером глубины вмазывают смесь сала с толченым мелом. При опускании гири на дно частицы грунта прилипают к замазке. Это позволяет определить характер грунта после подъема лота на палубу.

Гиря соединена с лотлинем, который делают из линя длиной более 50 м и толщиной около 25 мм. Перед разметкой лотлинь хорошо вытягивают. При разбивке за нуль принимают место соединения лотлиня с гирей, так как она при измерении глубины моря обычно ложится на грунт. На расстоянии 2-3 м от гири в лотлинь вплеснивают клевант — колышек из твердой породы дерева, а затем через каждые 10м флагдуки (разноцветные кусочки материи) со следующей последовательностью цветов: красный-10 м, синий-20 м, белый-30 м, желтый — 40 м, бело-красный- 50 м. Каждый десятиметровый участок делят пополам кожаной маркой с «топориками». Марку с одним «топориком» вплеснивают на отметке 5 м, с двумя — 15 м и т. д. Каждый пятиметровый участок разбивают на пять равных частей кожаными марками в виде зубцов: марку с одним зубцом вплеснивают в местах, соответст-вующих 1; 6; 11; 16; 21; 26; 31 и 46 м; марку с двумя зубцами — на 2; 7; 12; 17; 22; 27; 32; 37; 42 и 47 м и т. д. Иногда метровые участки лотлиня разбивают не более мелкие деления небольшими кожаными марочками (для шлюпочного промера).
Лот бросают с наветренного борта, чтобы лотлинь не попал под корпус судна. Ручной лот используют лишь при скорости судна до 5 узлов и глубине моря не более 50 м. При глубинах до 150 м применяют диплот, устройство которого аналогично устройству ручного лота. Измерять глубины диплотом можно только на стоянке.
Ручной лот и диплот используют не только для измерения глубины. Ими определяют дрейф судна, стоящего на якоре, высоту прилива в месте якорной стоянки и др.
Механический лот. Действие механического лота (рис. 2 а) основано на принципе гидростатического давления. Основными частями механического лота являются:- батометрическая трубка, — гиря 1 и лебедка (рис.2 б) с лотлинем 3, снабженная автоматическим тормозом, срабатывающим в момент касания гирей грунта. При помощи гири в море погружают медный пенал 2 с вложенной в него стеклянной трубкой (рис. 2 а), запаянной с одного конца.
По мере погружения заключенный в трубке воздух сжимается под давлением заполняющей ее воды. Глубину погружения трубки определяют по формуле:
Н = h*p0 / δ (l — h)
где h — высота подъема воды в трубке;
р0 —атмосферное давление воздуха на поверхности воды;
δ — вес единицы объема морской воды;
l — длина трубки.
Внутренние стенки трубки покрыты специальной краской, которая смывается морской водой. Это позволяет легко определить величину h. Трубки лотов имеют стандартные размеры. Поэтому глубину определяют при помощи специальной шкалы, рассчитанной по формуле. Прикладывая трубку к шкале 4, глубину определяют по отсчету, совпадающему с границей смытой краски в трубке.
Недостатком механического лота являются трудоемкость процесса из-мерения глубины и возможность использования лишь при скорости судна до 12 узлов.
Гидроакустический лот. Гидроакустическими лотами измеряют глубину до 2000 м при неограниченной скорости судна. Специальные приборы лота — самописцы дают наглядное представление о рельефе морского дна. Большие преимущества гидроакустических лотов способствовали их широкому распространению на морских судах.
Большинство моделей эхолотов определяют плотность дна, вернее его отражающую способность. Простые и дешевые модели эхолотов имеют один зондирующий луч. Ширина луча, как правило, находится в диапазоне от 9 до 24 градусов. Простота конструкции не подразумевает никакого расширения возможностей этих приборов. Таких моделей эхолотов достаточно для поиска ям, перекатов, гряд и просмотра особенностей рельефа дна, над пройденным Вами участком. Поиск же рыбы этими приборами малоэффективен, т.к. зона действия луча крайне узкая. Так например, ширина луча на глубине 10 метров у 9 градусного эхолота составляет всего 1.6 м, а у 24 градусного — 4.3 м. Более дорогие модели эхолотов имеют два или три зондирующих луча. Суммарный угол обзора этих приборов достигает 45-90 градусов. На той же глубине 10 м ширина зоны поиска у дна составляет для прибора с лучом 45 градусов — 8.5 метров, а для 90 градусного — уже 20 м. Эти приборы, как правило, имеют возможность для подключения дополнительных датчиков: бокового обзора, температуры и скорости. Дополнительные датчики позволяют просматривать водную поверхность на расстоянии до 50 метров по бортам судна и определять скорость и пройденный путь за определенное время. Обладая всеми возможностями дешевых моделей приборов, они наиболее приспособлены для поиска рыбы, а по отношению цена/возможности являются наиболее оптимальными. Одними из самых дорогих являются трехмерные эхолоты. Незначительно отличаясь по техническим характеристикам от приборов второй группы, они позволяют более подробно отображать расположение подводных объектов и рельеф дна, представляя полученную информацию в виде трехмерной картинки. С ними можно определить на каком удалении, слева или справа от лодки находится рыба. В комплектацию этих приборов обычно входит датчик температуры и скорости, при подключении которого возможно и определение расстояния до оставленных позади судна объектов. Приборы этой группы имеют улучшенный жидкокристаллический экран больших размеров.
Если вы захотите купить эхолот, то должны знать следующее.
Любой эхолот состоит из четырех основных частей. Передатчик – служит для формирования и посылки ультразвукового сигнала. Излучатель – служит для «фокусировки» ультразвуковых волн. Приемник – служит для приема сигналов отразившихся от поверхности предметов. Микрокомпьютер, который предназначен для обработки полученных данных и вывода их на дисплей.
Для достижения максимальной точности необходимо использовать современные типы эхолотов, которые модернизируют с учетом развития технологий и потребности покупателя. Это достигается путем повышения мощности передатчика, качественным изготовлением излучателей, повышением чувствительности приемника и, конечно же, модернизацией программного обеспечения микрокомпьютера. В современных моделях эхолотов на высококачественном мониторе, можно увидеть различную информацию: глубину, скорость Вашего движения, температуру воды, барометрические данные, размеры затонувших предметов, а самое главное практически «реальную» картинку исследуемого участка дна. Отображение на дисплее подробной информации поможет при навигации и ориентировании в пространстве, и Вы всегда будите в курсе своего местоположения.

Эхолоты делятся на два вида:
Для малых глубин. Для больших глубин.
В первом случае используют частоту ультразвука равную 192 КГц, и узкий конический угол излучателя. Это позволяет точно определить и отличить мелкие предметы, например дух плывущих рядом рыб. Такой эхолот обладает наименьшей чувствительностью к помехам. Во втором случае используют передатчик большой мощности с частотой излучения 50 КГц. У него широкий конусообразный излучатель, плохое разделение и определение предметов и высокая чувствительность к помехам. Глубинные эхолоты используют для обнаружения больших объектов, к примеру, нахождения точного места затонувших судов.

(11 оценок, среднее: 1,73 из 5)

Эхолот, теория и практика эхолокации

Если цену и технические навороты эхолота оставить в стороне, то механизм работы данного устройства выглядит так. Сначала формируется электрический импульс в блоке управления, далее импульс передается на датчик. Затем происходит преобразование электрического импульса в ультразвуковую волну, угол направления которой перпендикулярен поверхности воды. Волна проходит сквозь воду, достигает дна, отражается от него и возвращается назад. В конечном итоге ультразвуковая волна преобразуется назад в электрический импульс и обрабатывается блоком управления. Если на пути волны до дна встретились какие либо препятствия (рыбы, водоросли и т.п.) то информация о них также будет включена в итоговый сигнал, который получит датчик. После обработки сигнала блоком информация выводиться на экран справа в виде столбца. Последовательность таких сигналов и формирует изображение, которое перемещается по экрану справа налево.

Важным моментом в работе любого эхолота является скорость перемещения лодки, при которой он будет корректно отображать ситуацию под водой. Излучатель эхолота не отправит следующий импульс, пока не будет получен предыдущий.

Если учесть то, что в наших краях в основном небольшие глубины, где используются бытовые эхолоты, важным фактором становится скорость обработки сигналов процессором эхолота. Модели современных эхолотов работают на скоростях от 10 до 80 км/ч. Если хотите окунуться в расчеты то вот вам данные. Звуковая волна в воде распространяется со скоростью 1500 м/с. Скорость перемещения в лодке и глубину подставляете и получаете нужную цифру. Кроме быстродействия эхолота обязательно нужно смотреть на его дисплей, точнее на разрешение. Высокое разрешение по вертикали позволяет отображать мелкие объекты и поэтому 160 пикселей (или точек) уже вполне хорошее, а если 300 или 320 то такого точно будет достаточно. Разрешение по горизонтали это по сути история сканирования. Если вы используете эхолот на малых скоростях, то вам будет вполне достаточно и 160 пикселей, для больших скоростей лучше купить эхолот с разрешением по горизонтали 320.

Датчики и углы обзора эхолота

Эхолоты могут быть 1, 2, 3, 4 и 6 лучевые. Также бывают и 3D эхолоты (к примеру эхолоты Humminbird). Количество лучей зависит от типа датчика. Основа любого датчика эхолота это искусственный кристалл циркона свинца или титаната бария. Размер и геометрическая форма кристалла и определяют на каких частотах и со сколькими лучами будет работать датчик. Кроме количества лучей обязательно обратите внимание на пиковую и среднюю (RMS) мощность, частоту работы датчика и угол обзора. От части по пиковой мощности можно узнать максимальную глубину эхолокации. Польза от знания средней мощности так же есть. Чем меньше отношение пиковой и средней мощности тем на более больших скоростях сможет работать эхолот.

Современные эхолоты чаще всего используют частоты 50 и 200 кГц. Частота 50 кГц перекочевала в обычные эхолоты от морских судов. У этой частоты большой угол охвата и большая глубина сканирования, но низкое разрешение и плохое определение малых объектов, а также большая чувствительность к помехам. Датчики с 200 кГц предназначены для малых глубин и больших скоростей, они хорошо определяют мелкие объекты и не так чувствительны к помехам, но у них маленькая глубина сканирования и узкий угол охвата (обзора).

В теории звуковая волна, запущенная датчиком, распространяется в воде во все стороны, но ее распространение не является равномерным, т.к. датчик у нас узконаправленный. Мощность сигнала по центральной оси максимальна, чем дальше от этой оси, тем меньше его мощность и совсем на краях сигнал уже невозможно отличить от помех. Угол охвата принято измерять по уровню -10 дБ, т.е. на периферии мощность сигнала в 10 раз меньше чем на центральной оси. Но не стоит думать, что чем больше угол охвата, тем лучше в любом случае. К примеру глубину эхолот определяет по самой высокой точке дна, которая попала в конус луча. И если у 200 кГц датчика с углом 20 градусов на глубине в 10 метров пятно луча будет диаметром 3,5 метра, а у 60-ти градусного 83 кГц пятно будет уже 11,5 метров. Так вот первый может пропустить яму шириной не более 3,5 метров, а второй уже 11,5 метра. Разница ощутима, не правда ли? Небольшой угол охвата у датчика даст более точную картину дна.

Сегодня эхолоты все чаще используются не для сканирования дна, а для поиска рыбы, они так и называются – рыбопоисковые эхолоты (рекомендуем посмотреть эхолоты Lowrance). И для этих целей чаще всего используют двухлучевые датчики. К примеру датчик с частотой 200 кГц и углом 20 гр. сканирует дно, а 83 кГц и 60 гр. занимается поиском рыбы. Центральная ось у обоих лучей одна. На экране рыбы опознанные разными датчика обозначаются по разному. Опознанные узким лучом символы закрашиваются темным, а широким символы прозрачные. Но двухлучевой эхолот не может точно определить положение рыбы, слева она или справа от лодки. С этим справится уже трехлучевой эхолот. Кроме глубины, на котором определилась рыба будет обозначение L или R.

Для более точного определения местоположения рыбы используются четырехлучевые эхолоты. Они отлично подойдут для троллинга (ловли на дорожку). Но в таком эхолоте лучи находятся не на одной оси. Два луча работают как и у двух лучевых эхолотов, а вот два других сканируют под небольшим углом к центральной оси. Частота боковых датчиков обычно 455 гКц, угол 45 градусов. Экран таких эхолотов разделен на три части. В верхней показывается стандартная информация от двухлучевого датчика, а внизу слева и справа данные от высокочастотных боковых датчиков.

Самую полную информацию даст шестилучевой эхолот или 3D эхолот. У него датчик с шестью независимыми излучателями, угол охвата у каждого 16 градусов. Соседние лучи перекрывают друг друга и итоговый угол равен 53 градусов. Такой эхолот максимально точно показывает рельеф дна и расположение рыбы. На экране отрисовывается трехмерная картинка.

Что отображает эхолот на экране

Эхолот это ни в коем случае не телевизор, хотя что то похожее в них есть. Эхолот работает только в движении (смотрим теорию чуть выше). Если лодка стоит на месте и соответственно датчик неподвижен, то на экране вы увидите прямую линию, т.к. сигнал все время будет один и тот же.

Здесь вы видите экран эхолота Humminbird Matrix12. Практически все эхолоты умеют измерять глубину и эти данные они выводят на экран (45 ft-футов). Также у большинства есть встроенный термосенсор в датчик. Температура измеряется в поверхностном слое (56 F по фаренгейту). Если если еще и GPS датчик, то еще вы увидите и скорость своего перемещения (3,1 mph – мили в час). Напряжение питания выводиться внизу по центру (14.0 V). В правом нижнем углу диапазон глубины (60), он выбирается автоматически или вручную. Числа над символами рыб – это на какой глубине они были обнаружены.

Рельеф дна отрисует достаточно точно любой современный эхолот, а вот структуру дна нет. В этом случае все зависит от экрана и мощности эхолота. Для наших глубин большинству эхолотов вполне хватает мощности, а вот с качеством экрана могут быть проблемы. Для более менее нормального отображения структуры дна будет достаточным разрешение в 240 пикселей по вертикали и 4-х оттенках серого. Самым лучшим будет эхолот с цветным экраном. Цветные эхолоты разные структуры дна окрашивают в разные цвета. Но и у ч/б эхолотов есть методы отображения структуры дна.

• White Line – Белой линией на поверхности выделяются самые сильные сигналы, отделяя тем самым придонные структуры от твердого дна.

• Structure ID – Темным отрисовываются сильные отраженные сигналы, слабые светлым оттенком.

• Inverse – Сильные сигналы наоборот показаны светлым. Помогает определить именно слабые сигналы.

• Black – Отображает твердое дно без придонные структур. Используется для точного определения рельефа дна.

Для точного определения придонных структур, в которых может прятаться рыба (а это каряги, растительность, топляки) необходим уже экран с 300 пикселями по вертикали и 10 оттенками серого. Хорошо если эхолот может определять термоклин (граница водных слове с разной температурой). Термоклин может помочь в поиске рыбы.

Рыба на экране эхолота может отображаться или дугами или символами. Системы идентификации рыб совершенствуются с каждым годом и в основе их лежит главный принцип: у каждой рыбы есть воздушный пузырь, он дает очень сильный отраженный сигнал и по уровню этого сигнала можно достаточно точно определить размер рыбы. Но это только принцип, по факту каждый производитель использует массу параметров для определения типа и размера рыбы. Рыба отображается тремя символами обычно: большая, средняя, мелкая.

Дополнительные функции эхолотов

Эхолот в современном представлении это уже не просто прибор для определения глубины. Сейчас он с легкостью определяет структуру дна, придонную структуру, размеры и типы рыб, температуру воды.

Кроме всего этого эхолоты могут оснащаться дополнительным датчиком бокового обзора. Он показывает данные в стороне от текущего курса судна. Дополнительный беспроводной датчик Смарт Каст показывает рельеф дна и рыбу на расстоянии до 30 метров от стоящей лодки. Он также может использоваться при ловле с берега, т.к. не требует постоянного движения. Дополнительный датчик скорости показывает вашу текущую скорость и измеряет пройденное расстояние. Барометрический датчик – показывает данные о давлении воздух, по которым косвенно можно судить о погоде и прогнозировать ее изменения. GPS навигатор и картплоттер показывают ваше текущее местоположение на подробных картах местности, позволяют сохранять координаты с данными о глубине, траектории вашего движения.