JPH039020Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、超音波を利用して任意の深度におけ
る潮流を測定する船舶用対地潮流計に関し、特に
底曳や離底曳網漁業に好適な装置を提供する。

（従来の技術） 所定深度の対地潮流測定の原理は、水中に浮遊
する微少生物の対地速度が即ち潮流を代表するも
のと考え、所定深度に対する船の対水速度と、船
の対地速度の差がすなわち潮流の影響によるもの
と見る。そして、微少生物及び水底の各反射波中
のドツプラー周波数成分差を検出することによつ
てこれを得るものである。

（考案が解決しようとする問題点） 所定深度の設定は、超音波パルスの発射から一
定時間経過後に短時間開くゲート波を作成するこ
とによつて行なつているが、底曳網漁業や離底曳
漁業では、網を水底に接触するか又は水底上数メ
ートル浮上させた状態で曳航する関係上、水底近
くの潮流の方向や流速を監視する必要がある。こ
の場合、水底が平坦な場合はよいが、起状がある
と上記ゲート波の設定深度を変更しなければなら
ない。そうでないと例えば水底が浅くなつた場合
には、対水反射波用ゲートと、対地反射波用ゲー
トが重なつてしまい誤差の原因となる。

（問題点を解決するための手段及び作用） 本考案は、潮流計や測深機又は魚群探知機で得
た深度に基づいて対水反射波ゲートを自動的に水
底上一定深度に移動保持させるものであり、水底
深度から設定深度を差引いた値を基準として次回
の送信時から差引値に対応する時間経過後に水底
反射波用ゲートを開く、又は、受波信号を一旦記
憶し、再生時に海底前一定時刻に位置する反射波
を選出する。

浅海では、超音波パルスの発射くり返し周期は
短いので、第１回目の測定深度と第２回目の深度
とはほとんど変化がないとみなし、最初の測定で
深度を知り、次回の測定でその水底深度から設定
深度を差引いた深度に相当する時刻位置に水底反
射波用ゲートを作成することによつて、常に水底
上一定距離の深度における水中反射波を得る。

（実施例） 第１図は、本考案の実施例を示すブロツク系統
図であつて、１は周期的パルスを発振するパルス
発振器、２は超音波帯の高周波パルスを発振する
送信機、３は周期的に超音波パルスを送出し、水
中の各深度並びに海底からの反射波を受波する超
音波送受波器、４は送受切換器、５は受波信号を
増幅する受信機、６は受波信号のうち水底反射波
のみを選出する水底波選出器、７は水底反射波が
含む周波数と同一周波数の連続波を発生する周知
の連続波発生回路であり、例えばPLL発振回路
を利用できる。８はゲート波生成回路であつて、
送信時から一定時間経過後に出力パルスを発生す
るカウンタ９の出力により作成される。カウンタ
９は水底波選出器６の出力でリセツトされる。１
０は流速、流向測定深度しかも水底を基準とした
深度を設定するための深度設定器、１１は水底波
選出器６の出力及びパルス発振器１の出力に応じ
て水底までの距離を算出する水底距離検出器、１
２は水底距離検出器１１の出力及び深度設定器１
０の出力に基づき水中反射波用のゲート距離を算
出するゲート距離算出器で具体的には水底深度か
ら深度設定器１０で設定した深度を差引いた値を
出力する。算出器１２の出力により上記一定時間
がカウンタ９にプリセツトされる。１３はゲート
波生成回路８のゲート出力存在期間に受波信号を
連続波発生回路１４に供給するゲート回路であ
る。

１５は連続波発生回路７，１４の出力に基づき
その差の周波数成分を検出する周波数差成分検出
器、１６は周波数差成分検出器１５の出力に係数
処理や補正処理を施こして潮流を算出する潮流速
演算装置である。１７は潮流速演算装置の出力の
表示器であつて、デイジタル表示や、ブラウン管
表示器によるアナログ表示等も行なわれる。

上記装置の動作を第２図を参照して説明する。

超音波送受波器３から前方斜め下方に向け発射
された超音波パルスａは水中各深度に浮遊するプ
ランクトン等の微少物並びに水底から反射されて
再び送受波器３に帰来する。この場合、潮流があ
り、測定船が航走中であると、帰来波はそれぞれ
反射点と送受波器の相対速度に応じた量のドツプ
ラー効果を受け、送信時の周波数とは相達する。
受波信号は交流のまま第２図ｂに示すように受信
機５で増巾され、水底波選出器６とゲート回路１
４に入力される。ここでW₁，W₂は水中反射波を
示す。水底波選出器６では周知のように反射レベ
ルの差によつて、水底波（第２図F₁，F₂…）を
検出するが、この水底波に含まれるドツプラー効
果による周波数偏移分は水底に対する船速に比例
していることは言うまでもない。この水底反射波
は連続波発生回路７により同一周波数の連続波に
変換される。

他方水底深度D₁（第２図ｃ）は、第２図ａに示
す超音波パルスA₁用トリガー信号（図示せず）
と水底波選出器６の出力（第２図F₁）とにより
水底距離検出器１１で算出される。ゲート距離算
出器１２では、水底深度D₁と設定深度D₂の差が
算出される。これは第２図ｄに示すように、水底
F₂から距離D₂上方の深度（D₁−D₂）を算出した
ことになる。ここで、水底F₁とF₂との出現時刻
は水底の凹凸により、厳密にはわずかΔDだけず
れるが、超音波パルスの発射周期に比し実用上無
視し得る。したがつて、 （D₁＋ΔD）−D₂≒D₁−D₂ とみなせる。

そこで、距離D₁−D₂を超音波が往復するに要
する時間値がカウンタ９にリセツトされる。カウ
ンタ９は超音波パルス送信時より所定時間経過後
すなわち深度（D₁−D₂）相当位置で反射された
水中反射波が帰来した時刻にゲート波生成用出力
を送出してゲート回路１３を開き受波信号を連続
波発生回路１４に供給する。ゲート回路１３の出
力波の周波数は深度（D₁−D₂）の潮流に対する
測定船の相対速度に対応したドツプラーシフトを
受けている。したがつて、上述の測定船の対地速
度を代表する連続波発生回路７の出力と測定船の
耐水速度を代表する連続波発生回路１４の出力の
差は深度（D₁−D₂）における潮流を代表するこ
とになる。周波数差検出器１６はこの差成分を検
出して潮流速演算装置１６に供給する。演算装置
１６では周波数を速度に換算して表示器１７に供
給して適当な態様で表示せしめる。

（考案の効果） この考案によれば、予め海底上何メートルの距
離の部分の潮流状況を見たいかによつて、その距
離を設定しておけば、例えば海底深度が変化して
も自動的にサンプリングゲート発生時刻が追従し
ていくので、設定変更の要なく常に設定深度の潮
流を知ることができる。このため、底曳や離底曳
網漁業においては、船の航法の曳網が潮流によつ
て影響を受ける方向を事前に観測できて、操船計
画の精度を向上できる。又潮流の方向が急激に変
化している場所では、網がねじれて揚網が不能に
なる場合があり、このような事故も未然に防止で
きる効果がある。

なお、上述の実施例では、特定方向の流速検出
につき説明したが、同一装置を例えば船首方向と
舷側方向に設置して、各方向からの出力をベクト
ル合成することによつて、潮流の実際の方向を測
定し得ることは周知のとおりである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案の実施例を示すブロツク図、第２
図は第１図要部の電気的波形図である。 ６……水底波選出器、８……ゲート波生成回
路、１０……深度設定器、１１……水底距離検出
器、１２……ゲート距離算出器、１５……周波数
差成分検出器、１７……潮流演算器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 船体に設けた超音波パルス発射手段から斜め
   下方に対し超音波パルスを発射し、設定深度の
   水塊反射波並びに水底反射波に基づいて上記設
   定深度における流速を測定する装置において、 上記水底反射波に基づいて水底までの距離を
   検出する手段と、 水底を基準とした測定目的深度（距離）を設
   定する深度設定器と、 上記水底距離と上記設定深度との差を算出す
   る距離算出手段と、 この距離算出手段の出力に基づいて上記水底
   を基準とした測定目的深度から到来する水塊反
   射波を取り出す信号抽出手段と、 上記水底反射波が有する周波数と上記水塊反
   射波が有する周波数の差成分を検出する周波数
   差成分検出手段と、 その周波数差成分に基づき流速値を表示する
   表示器とを具備することを特徴とする超音波潮
   流計。 (2) 信号抽出手段が、距離算出手段の出力により
   ゲート発生時刻が制御され、受波器により捕捉
   された反射波信号を通過させる水塊反射波用ゲ
   ート回路で構成されることを特徴とする第１項
   に記載される超音波潮流計。 (3) 信号抽出手段が、 受波器により捕捉された反射波信号を記憶す
   る記憶器と、 距離算出手段の出力に基づいて、前記記憶器
   から水底を基準とした測定目的深度から到来し
   た水塊反射波を読み出す読出手段とで構成され
   ることを特徴とする超音波潮流計。