Руководство по датчикам эхолота Airmar. Часть 1

Руководство по датчикам эхолота Airmar. Часть 1.

Принципы работы датчика эхолота

Что такое датчик?

Хороший эхолот зависит от эффективного преобразователя, передающего и принимающего сигналы. Преобразователь является сердцем системы эхолота. Это устройство, которое изменяет электрические импульсы в звуковые волны или акустическую энергию и обратно. Другими словами, это устройство посылает звуковые волны, а затем принимает эхо-сигналы, и эхолот интерпретирует или «обнаруживает», что находится ниже поверхности воды.

Как работает датчик?

Самый простой способ понять, как функционирует преобразователь, это представить его как прибор с динамиком и микрофоном. Преобразователь получает последовательность высоковольтных электрических импульсов от эхолота. Затем, как стереодинамики у вас дома, датчик преобразует импульсы в звук. Звук проходит через воду, как волны давления. Когда волна достигает таких объектов, как водоросли, камни, скалы, рыба или дно, волна отражается. Волна возвращается эхом — так же, как ваш голос будет отражаться эхом от стены каньона. Когда отраженная звуковая волна возвращается, датчик действует, как микрофон. Он принимает звуковую волну в течение времени между каждым импульсом передачи и преобразует его обратно в электрическую энергию. Преобразователь тратит около 1% своего времени для передачи и 99% своего времени спокойно слушая эхо-сигналы. Помните, однако, что эти периоды времени измеряются в микросекундах, поэтому время между импульсами очень короткое. Эхолот вычисляет разницу во времени между передающим импульсом и обратным эхом, а затем отображает эту информацию на экране, в понятном пользователю виде.

Что входит в Создание датчика?

Основным компонентом датчика глубины является пьезокерамический элемент. Это та часть, которая преобразует электрические импульсы в звуковые волны, а когда эхо возвращается, пьезокерамический элемент преобразует звуковые волны обратно в электрическую энергию. Пьезокерамические элементы наиболее часто выполнены в форме диска, но они также могут быть в форме стержня или кольца. Преобразователь может содержать один элемент или ряд элементов соединенных вместе (массив). Преобразователь состоит из шести отдельных компонентов:

Как датчик узнает глубину?

Эхолот измеряет время между передачей звука и приемом его эха. Звук проходит по воде со скоростью около 1463 м/с (4,800 футов/с), чуть менее мили в секунду. Для того, чтобы вычислить расстояние до объекта, эхолот умножает время, прошедшее между передачей звука и принятым эхом на скорость звука в воде. Система эхолота интерпретирует результат и отображает глубину воды для пользователя.

Откуда датчик знает, как выглядит дно?

Поскольку лодка движется по воде, отголоски некоторых звуковых волн возвращаются быстрее, чем другие. Мы знаем, что все звуковые волны движутся с одинаковой скоростью. Когда звуковая волна в одной секции звукового поля возвращается быстрее, чем другая, это означает, что волна отскочила от чего-то находящегося ближе к датчику. Эти возвращающиеся звуковые волны показывают все выпуклости и впадины на подводной поверхности — структуру дна. Эхолоты способны определить мягкое или жесткое дно, и даже различить заросли водорослей и камни, потому что звуковые волны отражаются от этих поверхностей по-разному.

Как датчик определяет рыбу?

Датчик может обнаружить рыбу, так как он чувствует воздушный пузырь. Почти каждая рыба имеет орган — воздушный пузырь, заполненный газом, что позволяет рыбе легко приспособиться к давлению воды на разных глубинах. Количество газа в воздушном пузыре может быть увеличено или уменьшено, чтобы регулировать плавучесть рыбы. Поскольку воздушный пузырь содержит газ, он резко отличается плотностью, от плоти рыбы, а также воды, которая окружает ее. Из-за этой разницы в плотности, звуковые волны эхолота отскакивают от рыбы отчетливо. Преобразователь принимает эхо-сигналы и эхолот распознает эти различия. Затем эхолот отображает сигнал в виде рыбы.

Продолжение читайте в следующей статье.

Руководство по датчикам эхолота Airmar. Часть 2

Руководство по датчикам эхолота Airmar. Часть 2

Выбор частоты эхолота

Может ли рыба услышать звуковые волны, производимые преобразователем?

Звуковые волны эхолота являются ультразвуковыми. Большинство рыб не могут слышать частоты выше, чем приблизительно от 500 Гц до 1 кГц. Ультразвуковые волны, посылаемые с помощью Airmar датчиков имеют частоты в диапазоне от 10 кГц до 2 МГц (10000 Гц до 2000000 Гц), явно выходящих за пределы восприятия рыбами. Они также выше (ультра) звука, который могут слышать человеческие уши. Люди могут слышать звуковые волны от 10 Гц до 20 кГц. Тем не менее, большинство людей может услышать передающие импульсы преобразователей 10 кГц; они звучат как серия щелчков.

Что такое частота?

Частота — это число полных циклов вибрации, которые происходят в течение определенного периода времени, обычно за одну секунду. Звуковые волны могут вибрировать на любой из широкого ряда частот. Самый простой способ понять частоту, представить ее в виде знакомых вам звуков. Например, барабан литавры (музыкальный инструмент в форме котла) производит звук низкого тона (низкой частоты). То есть, он вибрирует примерно несколько раз в секунду. Флейта производит высокий звук (высокочастотный). Она вибрирует намного больше раз в секунду, чем литавра. Частота звуковых волн измеряется в единицах под названием Герц. Герц это один цикл в секунду. Например: преобразователь 150 кГц работает на 150000 циклов в секунду.

Как пользователю решить, какая частота ему необходима?

Airmar преобразователи часто предназначены для 50 кГц (50000 циклов в секунду, низкочастотные) или 200 кГц (200000 циклов в секунду, высокочастотные).

Высокочастотная звуковая волна даст пользователю картинку всего что присутствует под водой с более высоким разрешением, но диапазон будет коротким. Для рыбалки в мелких озерах, требуется датчик с высокими частотами, он даст более четкое изображение дна. Высокочастотный датчик передает короткие и частые звуковые волны. Как рябь на воде от маленького камушка, брошенного в стоячую воду, небольшие звуковые волны двигаются равномерно вне и вдали от источника. Потому что они маленькие, они не могут распространяться далеко, и небольшие препятствия отразят их. Более высокие частоты более чувствительны к мелким объектам и посылают более подробную информацию, которая дает четкие снимки с высоким разрешением на экране эхолота. Однако, лишь в сравнительно небольшом диапазоне: звуковые волны, испускаемые преобразователем 200 кГц имеют диапазон около 200 м (600 ‘).

Низкочастотные звуковые волны не дадут пользователю максимально четкую картину, но имеют больший диапазон для очень глубоких областей, в которых высокочастотные волны не могут достичь дна. Низкочастотные звуковые волны, как большие волны от валуна, брошенного в воду: они путешествуют гораздо дальше, чем высокочастотные. Но из-за большого размера эти волны пролетают над небольшими препятствиями. Низкочастотные звуковые волны не столь чувствительны в обнаружении небольшой рыбы, или других мелких объектов, как высокочастотные, и хотя они могут видеть на больших глубинах, они не будут отправлять обратно подробную информацию или четкие снимки.

На этом рисунке показаны различия в ширине луча преобразователя, работающего при 50 кГц и 200 кГц.

Обратите внимание на то, как по-разному маркируется рыба на разных частотах:

Продолжение читайте в следующей статье.

Airmar — датчики (трансдьюсеры, тридьюсеры) эхолотов, погодные (метео) станции

История компании Airmar началась в 1982 году, когда был изготовлен первый датчик для эхолота с установкой на транец судна. Два года спустя, компания запатентовала TRIDUCER ® ,который произвел революцию в производстве морских сенсорных устройств. С этого момента и по сей день, компания постоянно росла, чтобы стать всемирно признанным лидером в области производства датчиков для морских эхолотов, сонаров. Имеющиеся патенты на датчики эхолотов, измеряющих глубину, скорость, температуру, и интеллектуальные датчики — собственные разработки компании, безусловно на сегодняшний день является «стандартом» в области датчиков для морских эхолотов. На основе передового опыта в этой области, Компания освоила технологии и успешно производит ультразвуковые датчики для промышленного применения, а также интегрированных датчиков, таких как Weather Station ® (погодная станция). Airmar — известный во всем мире поставщик датчиков для эхолотов и погодных станций. Основу успеха компании составляют качество и инновационные технологии продукции.

Датчики эхолотов и метеостанций компании Airmar

Компания Airmar поставляет свою продукцию по всему миру для морского и промышленного применения. Каталог продукции компании для применения с морским оборудованием содержит датчики эхолотов с возможностью установки на транец, через корпус («сквозь корпус») или с установкой «в корпусе». Датчики для эхолотов могут передавать информацию в стандартах NMEA 0183 и NMEA 2000 ®. Высокопроизводительные (1 кВт) датчики эхолотов используют широкополосную технологию, которая повышает общую функциональность и производительность эхолота. Датчики Airmar для эхолотов имеют полный спектр функций для обследований дна водоёма, независимо от того портативный эхолот или профессиональный. Каждая модель датчика для эхолота эффективно подходит для мелководья, глубокой воды, океанического обследования и придонного профилирования. Погодная станция WeatherStation объединяет в себе показания ультразвукового анемометр, датчика температуры, барометрического датчика давления и датчика влажности, и все это в одном компактном устройстве. Вывод данных от устройства WeatherStation осуществляется по протоколу NMEA. Независимо от мощности и стоимости установленных рыбопоисковых устройств на судне, при подключении датчика эхолота компании Airmar, если есть такая возможность, можно получать эхолокационную обстановку под судном, что немаловажно для безопасной навигации. Погодные станции Airmar представлены в разделе АНЕМОМЕТРЫ нашего сайта.

Качество датчиков эхолота компании Airmar

Инновационные технологии, применяемые квалифицированной командой инженеров компании Airmar, а это всемирно известные ученые, многопрофильные инженеры, конструкторы, техники, позволяют постоянно обновлять продукцию и быть на передовом месте в исследованиях и разработках. Квалифицированные специалисты в сочетании с передовыми технологиями акустических испытаний, проводимых на современном оборудовании, позволяют разрабатывать и тестировать новые технологии, быстро, точно и экономически эффективно. Компания постоянно удиляет внимание качеству своей продукции, начиная от качества материалов, которые поступают на производство и заканчивая тестированием готовых датчиков для эхолотов. Продукция компании соответствует стандарту ISO 9001. Технологии производства, качество поставляемой продукции являются показателем успешности компании на протяжении последних двух десятилетий. Датчики для эхолотов Airmar заслуженно являются самыми популярными в мире.

Сортировать по: наименованию (возр | убыв), цене (возр | убыв), рейтингу (возр | убыв)

Руководство по датчикам эхолота Airmar. Часть 3

Руководство по датчикам эхолота Airmar. Часть 3. Способы монтажа датчиков эхолота

Датчики с установкой в корпусе:

Преобразователь с установкой «в корпусе» — устанавливается внутри корпуса лодки против дна и посылает сигнал через корпус. Некоторые люди предпочитают этот тип монтажа, так как нет необходимости сверлить судно. Кроме того, датчик не может быть поврежден, когда лодка в движении, не подвержен воздействию морских организмов, нет никакого сопротивления воды, и преобразователь может быть установлен и обслуживаться в то время как судно находится на плаву. Большинство преобразователей в корпусе смонтированы в баке с жидкостью, который приклеен на месте.

Такой тип установки не рекомендуется для корпусов из металла, дерева и армированного стекловолокна, потому что будет слишком много потерь сигнала при прохождении через корпус.

Советы по монтажу датчика с установкой в корпусе:

• Закрепите там, где вода протекает по корпусу судна гладко с минимумом пузырьков и турбулентности (особенно на высоких скоростях).
• Убедитесь, что луч датчика не будет блокирован килем или винтом. Расстояние до киля должно быть не менее 300 мм.
• Не устанавливайте датчик вблизи забора воды или выпускных отверстий, ребер жесткости, фитингов, или неровностей корпуса.
• Используйте нетоксичный антифриз (пропиленгликоль), чтобы заполнить бак.
• При установке на водоизмещающий катер — разместите на 1/3 длинны ватерлинии со стороны носа и от 150 мм до 300 мм (6 «до 12») от центральной линии. Правая сторона корпуса где лопасти пропеллера движутся вниз, является предпочтительной.
• При установке на глиссирующий катер — монтируйте ближе к транцу (но на достаточном удалении от гребного винта и вала, особенно в случае стационарного двигателя) рядом с центральной линией и в пределах первого набора ребер жесткости, чтобы быть уверенным, что место установки датчика будет иметь постоянный контакт с водой при высоких скоростях. Правая сторона корпуса, где лопасти пропеллера движутся вниз, является предпочтительной.
• При установке на лодку со ступенчатым корпусом — монтируйте прямо перед первой ступенью.
• При установке на парусную лодку с плавниковым килем — монтируйте в стороне от центральной линии и впереди плавникового киля от 300 мм до 600 мм.
• При установке на парусную лодку с полным (длинным) килем — разместите посередине судна и подальше от киля в точке минимального угла падения.

Датчики с установкой сквозь корпус (врезные):

Преобразователи этого типа монтажа делятся на две категории. Первый: низкопрофильные датчики, которые не выступают или практически не выступают над корпусом лодки. Они рекомендованы для небольших судов с минимальным углом килеватости. Такие датчики часто устанавливаются на парусных судах, так как производят минимальное лобовое сопротивление. Второй вариант: датчики выходят за пределы поверхности корпуса судна и требуется направить датчик так, чтобы луч шел вертикально. Будучи установленным впереди гребных винтов и ходовой части (где нет пузырьков и турбулентности), датчик производит наиболее эффективный возврат сигнала, так как ничто на судне не мешает активному преобразователю.

Такие датчики могут использоваться на моторных и парусных судах, они есть для каждого материала корпуса. Датчик устанавливаемый сквозь корпус не рекомендуется в двух случаях:

• Пластиковый датчик сквозь корпус не может быть использован в деревянной лодке. Древесина разбухает, поглощая воду, поэтому может треснуть корпус датчика.
• Бронзовый датчик сквозь корпус не может быть использован в алюминиевых лодках и лодках из нержавеющей стали. Взаимодействие между металлическим корпусом и бронзовым преобразователем, особенно в присутствии соленой воды, будет разъедать металлический корпус и / или бронзовый корпус.

Советы по монтажу датчика с установкой в корпусе (врезного):

• Монтируйте сквозь корпус, так чтобы датчик всегда находился под водой.
• Закрепите там, где вода протекает по поверхности преобразователя гладко с минимумом пузырьков и турбулентности (особенно на высоких скоростях).
• Убедитесь, что луч датчика не будет блокирован килем или винтом. Расстояние до киля должно быть не менее 300 мм.
• Не устанавливайте датчик вблизи забора воды или выпускных отверстий; или ребер жесткости, фитингов, или неровностей корпуса.
• При установке на водоизмещающий катер — разместите на 1/3 длинны ватерлинии со стороны носа и от 150 мм до 300 мм (6 «до 12») от центральной линии. Правая сторона корпуса где лопасти пропеллера движутся вниз, является предпочтительной.
• При установке на глиссирующий катер — монтируйте ближе к корме (но на достаточном удалении от гребного винта и вала, особенно в случае стационарного двигателя) рядом с центральной линией и в пределах первого набора ребер жесткости, чтобы быть уверенным, что датчик будет иметь постоянный контакт с водой при высоких скоростях. Правая сторона корпуса, где лопасти пропеллера движутся вниз, является предпочтительной.
• При установке на лодку со ступенчатым корпусом — монтируйте прямо перед первой ступенью.
• Для лодок способных развивать скорость выше 25 узлов (46 км в час) — проверьте местоположения датчика и операционные результаты аналогичных судов перед установкой.
• При установке на парусную лодку с плавниковым килем — монтируйте в стороне от центральной линии и впереди плавникового киля от 300 мм до 600 мм.
• При установке на парусную лодку с полным (длинным) килем — разместите посередине судна и подальше от киля в точке минимального угла падения.

Датчики с установкой на транец:

Этот способ монтажа означает крепление датчика на корму (транец) судна. Преимуществом такого способа является возможность легкой установки и демонтажа датчика, особенно если использовать съемную струбцину с датчиком. С помощью такой струбцины можно легко убрать датчик, чтобы не повредить его, например, при перевозке лодки на прицепе. Также, установка на транец дает лучшие результаты работы датчика, чем установка сквозь корпус, при скорости движения более 30 миль в час (48 км/ч).

Советы по монтажу датчиков с установкой на транец:

• Не устанавливайте датчик вблизи забора воды или выпускных отверстий; или ребер жесткости, фитингов, или неровностей корпуса.
• Не устанавливайте датчик в месте, на которое корпус судна может опираться при транспортировке или хранении.
• Для наиболее эффективной работы, датчик должен соприкасаться с ровной водой, без пузырьков и турбулентности
• Для наиболее эффективной работы, луч датчика должен быть направлен прямо в сторону дна. Поскольку на многих суднах транец не строго вертикален, компенсируйте это с помощью установочного кронштейна.
• Оставьте место над кроштейном, чтобы при необходимости (например, механическом воздействии препятствия) датчик мог подняться вверх и избежать повреждений.
• В случае установки на ступенчатый транец, монтируйте датчик на нижнюю ступеньку, однако оставьте место над кронштейном, чтобы датчик мог повернуться вверх при необходимости.
• Рекомендуется установка на сторону транца, где где лопасти винта движутся вниз.
• Устанавливайте датчик как можно ближе к центральной линии судна, но не менее чем в 15 см от радиуса лопастей двигателя.