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

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

　　回聲探測設備也是不盡相同的，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，不同回聲探測設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，、這種原理已經被廣泛地應用在以下水電設備中：回聲測深儀、側掃聲納、聲學多普勒海流計和魚探儀等。這些儀器設備的發(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。

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，可用于導航，以確保船舶航行

　　在航道及港口測量方面，它可提供準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有力的水深測量手段，由于它可以在船只航行時快速而準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)在它已廣泛地應用于航道勘測、水底地形調查、海道測量、船只導航定位等方面。

　　今天，對大洋地形地貌的全部了解和認識，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，曾經認為世界大洋底是一片平坦的大地。回聲測深儀的出現(xiàn)，才使人們眼界大開。因為測量結果顯示，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，使海深測量技術發(fā)生了根本性的變革。目前已有升沉補償測深儀、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)展起來的設備。

　　人們根據(jù)工作深度的不同，設計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，甚至可以和計算機結合起來而自動繪制海底地形圖等多種不同方式。