《信息技术与通信导航系统》-4-船用测深仪

要点概述:要求750kW及以上船舶电子电气员了解船舶回声测深仪的基本组成、工作原理和基本操作,掌握与其他导航设备的连接。

章节要点1、船用测深仪基本原理

2、船用测深仪设备操作3、船用测深仪设备维护保养基本原理——船用测深仪主要功能(1)在情况不明的海域或浅水航区航行时,测量水深,以确保船舶航行安全。(2)在其他导航仪器失效的特殊情况下,可通过测量水深辨认船位。(3)用于航道及港口测量,提供精确的水文资料。(4)现代化多功能的船用测深仪还具有水下勘测、鱼群探测跟踪等功能。基本原理——船用测深仪原理

船用回声测深仪(EchoSounder)是利用超声波在水中传播的物理特性测量水深的水声导航仪器。其测量水深的基本原理是通过测量超声波自发射经水底反射至接收的时间间隔,从而确定水深。基本原理——船用测深仪水声处理相关技术1.水声换能器：用于将电振荡能量转换为声能向水下发射超声波的换能器称为发射换能器,将海底反射回来的超声波声能转换为电振荡能量的换能器称为接收换能器。发射换能器和接收换能器可以分开,也可合而为一。2.换能器安装3.换能器维护保养4.声速修正：现代测深仪可以通过相关传感器测量海水参数获得准确声速,也可以通过手动声速设置来校正测量误差。（海水中，温度越高、含盐量越大、静压力越大,声速越快）5.时间门跟踪技术6.时变增益控制技术基本原理——船用测深仪整机方框图及工作过程*发射换能器将即将电能转换为声能,形成超声波信号向海底发射。*接收换能器将从海底反射来的声波信号转变为电振荡信号,将声能转换为电能。*接收系统将来自接收换能器的回波信号适当放大、选择和处理,变换为适应显示器需要的回波脉冲信号。*电源设备将船电变换为机器所需电源。基本原理——船用测深仪主要技术指标

工作频率指回声测深仪发射超声波的频率,范围为20~200kHz

脉冲重复频率指每秒钟发射的脉冲数,在深水区不应低于12p/min,在浅水区不应低于36p/min。

最大测量深度最大测量深度是测深仪可能测量到的最大深度。适用于远洋船舶的测深仪最大测量深度为400m;适用于沿海船舶的测深仪最大测量深度为100~200m。

最小测量深度最小测量深度是测深仪能测量出来的最小深度。适用于远洋船舶的测深仪的最小测量深度一般为1~2m,而浅水测深仪的最小测量深度可达0.2~0.3m

量程测深仪至少提供2个量程刻度,即20m的浅水量程和200m的深水量程。在通常的传播和海床反射条件下,能够测量传感器下2~200m的任何水深。

测量误差基于水中声波速度为1500m/s,在20m量程误差为±0.5m,在200m量程误差为±5m,或为指示水深的±2.5%,取大者。

数据存储测深仪应能够记录最近12h所测量的深度数据和对应的时间,并能回放记录的数据

显示方式无论何种显示方式均应能显示当前深度和可视的测深记录。显示的测深记录时长至少为15min。船用测深仪设备操作——GDS101型测深仪主要特点(1)采用先进的数字处理技术,键盘操作控制整机工作。(2)显示器可连续提供回波图像、数字深度显示、深度报警、吃水调整等信号,还可借助其他导航信号的接入,显示导航信息。(3)硬盘可保存24h导航数据,并可随时调出或打印这些历史数据。(4)通过RS-232或RS-422串行接口可向其他外设输出NMEA和IEC61162标准的深度信号。(5)接收机可滤除杂波干扰。(6)可以连接工作频率为50kHz和200kHz两种换能器,适用于不同水深条件。船用测深仪设备操作——GDS101型测深仪设备及接口船用测深仪设备操作——GDS101型测深仪操作面板1.固定按键(1)DepthRangeSetting:深度量程设置(2)DisplaySpeedSetting:回波图像平移速度设置(3)MenuSelectButton:菜单选择按键;(4)Day/NightVision:白天/夜间显示屏对比调整;(5)ScreenBacklight:显示屏亮度调整;(6)EncoderKnob:编码旋钮,单击此处添加标题2.软按键和操作界面(Screen1~3)(1)Screen1①GAIN:增益调整;②TVG:时变增益调节③MARK:固定标志线,用于产生固定时间标志线;④PRINT:打印机开关控制(ON/OFF);⑤ALARM▲:浅水报警深度设置,0~100m;⑥ALARM▼:深水报警深度设置,0~1600m。(2)Screen2①DIGITAL:off/small/large,关闭/小窗口/大窗口②FREQUENCY:38/50/200kHz③MARK:固定标志线;④SYSTEM:off,关闭显示器(3)Screen3①POWER:发射功率调整;②DRAUGHT:吃水调整,-100~100m③SOUND:声速调整,1400~1550m/s;④AUTORANGE:自动量程开关控制⑤PING:回波信号处理的滤波方式选择。GDS101型测深仪常见故障排查常见的三个问题：

LCD显示屏无图像

无海底回波显示

海底回波显示间断或错误船用测深仪设备维护保养——影响测深仪工作的因素船舶摇摆水中气泡船速换能器工作面附着物换能器剩磁海底底质和坡度船用测深仪设备维护保养——测深仪使用注意事项(1)接通显示器面板上的“电源与增益开关”,整机工作;(2)根据需要调节“照明控钮”,使显示器照明合适;(3)根据需要选择显示方式和量程;(4)适当调节电源和增益旋钮,使记录水深标志清晰不出现多个水深标志;(5)检查记录零点是否正确,若零点标志不在“0”刻度,应调整正确;(6)如果使用记录纸记录信息,则根据记录需要选择记录纸速度;(7)根据需要设置深度报警功能和深度报警数据。船用测深仪设备维护保养——测深仪日常维护工作(1)做好测深仪内部的清洁工作,去除灰尘,保持干燥。(2)定期对机械传动部件加注润滑油。(3)船舶坞修时,应检查换能器工作面,清除表面的附着物,不准涂油漆。(4)定期检查各电路的连接插头、插座,各外接电缆插头、插座是否有生锈腐蚀。(5)记录笔长期使用后,金属丝有可能因磨损而不能与记录纸保持良好接触,应及时检

查调整或更换。(6)如果馈电刷与馈电板接触不良,将导致记录标志不连续,这种现象在浅水量程或信

号微弱时尤其容易发生。因此,必须定期检查和维护。