JPH10197295A - 超音波警報通報監視観測システム - Google Patents

超音波警報通報監視観測システム

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JPH10197295A
JPH10197295A JP8359995A JP35999596A JPH10197295A JP H10197295 A JPH10197295 A JP H10197295A JP 8359995 A JP8359995 A JP 8359995A JP 35999596 A JP35999596 A JP 35999596A JP H10197295 A JPH10197295 A JP H10197295A
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JP
Japan
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ultrasonic
water
underwater
monitoring
sea
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JP8359995A
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Hisasuke Kumazawa
久介 熊澤
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  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Emergency Alarm Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主として海底地震観測や水中・水底を監視観
測をしたり、海中暗礁の有無を海上の船に知らせたり、
航行中の船に自船の所在位置を知らせる海難防止並びに
海洋開発のための常時稼動する警報通報監視観測システ
ムを提供する。 【解決手段】 少なくとも超音波発信手段(1)および
水中・水底監視観測手段(2)と電源手段(3)とそれ
らを水中に設置する固定手段(4)を有する水中総合監
視装置(A)を海底、湖底、川底に設置して、常時永続
的に超音波信号を水面上に向けて発信し、地上への無線
通信装置を備えた水面上の船(5)または水面浮上体
(6)に設けた超音波受信装置(7)によって受信する
超音波警報通報監視観測システム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として海底地震観測
と同時に海や川の水中・水底を監視や観測をしたり、海
中暗礁の有無を海上の船に知らせたり、航行中の船に自
船の所在位置を知らせる為の海上等の船の安全並びに海
洋開発を目的とした超音波警報通報監視観測システムに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、海底地震観測や海難防止並びに海
洋開発を目的とした監視観測システムとしては、海底ケ
ーブルを用いた有線システムであったり、無線システム
では臨時的な自由沈下・自己浮上式のものや、それに超
音波中継器を設けたもの(特許公開番号:昭和62−5
2485)であり、長期間の使用に耐えるべく自家発電
電源装置を備えた常時水中に設置しておくものはなかっ
た。また海中暗礁の有無を知るにはGPS(グローバル
ポジショニングシステム)受信機や灯浮標で自船の位置
を確認して海図上の暗礁を避けるか、または超音波測深
機で暗礁を避けるという方法がとられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、従来の海底地
震観測や水中・水底の監視観測システムは、海底ケーブ
ルを用いた有線システムであり、測定地点の距離が限定
されたり、設置するのに多大な費用がかかり多数設ける
ことはできず、また無線システムの臨時的な自由沈下・
自己浮上式のものは観測期間が短く、長期間に渡っての
継続的な情報が得られないばかりでなく一度に異なった
多くの情報が得られないという問題があった。また、従
来の海中暗礁の有無を知る方法にあっては、急変する荒
天で視界が悪くなった時等はGPS受信機と海図を用い
て航行することは大変困難であった。しかも河川や湖の
船及び5トン未満の小型漁船や釣り用の遊漁船の殆どは
GPSを持っていないことが多く、その為海上保安庁の
巡視船が定期的に巡回して海難事故の防止を図っていた
が、特に注意が必要とされる悪天候の場合には巡視船が
出航できないので、しばしば事故が発生するという問題
があった。また、災害防止や海洋開発のために地震計等
や海況の調査を定期的に行なっているが、観測する所定
の日が悪天候のために予定変更されたり、強行実施して
も波が高いので計測器機が揺れて観測に大変手間取るば
かりでなく観測者に危険をともなうという問題があっ
た。更に、200海里違反の防止や漁場入り合いのトラ
ブル防止を図るべく、海上の境界を誰にでも分かり易く
しなれればならないという課題がある。
【0004】
【課題を解決する為の手段】前記の問題や課題を解決す
る為、災害の防止や船の安全並びに海洋開発を目的とす
る必要な場所から判りやすい超音波信号を常時永続的に
発信させることである。すなわち、少なくとも超音波発
信手段および水中・水底監視観測手段と電源手段とそれ
らを水中に設置する固定手段を有する水中総合監視装置
を海底、湖底、川底に設置して、常時永続的に超音波信
号を水面上に向けて発信し、地上への無線通信装置を備
えた水面上の船や水面浮上体に設けた超音波受信装置ま
たは無線装置を持たない水面浮上体に設けた超音波受信
発信装置並びに有線や無線通信装置を備えた沿岸付近の
水中に設けた超音波受信装置によって受信することであ
る。
【0005】または、少なくとも危険な暗礁や200海
里および県境等の所定のところから常時永続的に超音波
信号を水面上に向けて発信させることにより、海難防止
の警報信号や海域違反防止の通報信号を送って船に受信
させることである。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は本発明の超音波警報通報監
視システムの基本構成を示す絵画的概略図でで、図1で
示すように少なくとも超音波発信手段(1)および水中
・水底監視観測手段(2)と電源手段(3)とそれらを
水中に設置する固定手段(4)を有する水中総合監視装
置(A)を海底、湖底、川底に設置して、常時永続的に
超音波信号を水面上に向けて発信し、地上への無線通信
装置を備えた水面上の船(5)や水面浮上体(6)に設
けた超音波受信装置(7)または無線通信装置を持たな
い水面浮上体(6’)に設けた超音波受信発信装置
(8)並びに有線や無線通信装置を備えた沿岸付近の水
中に設けた超音波受信装置(7’)によって受信する超
音波警報通報監視観測システムである。
【0007】上記の超音波発信手段(1)としての超音
波発信装置は小型のものを用い、片道発信なのでその出
力も従来の30〜50%程度で充分である。受信範囲を
広くするため発信の指向角は広くする。これは従来の周
波数200kHzより低い50kHz以下で指向角が2
4度以上から60度程度にするのが良い。
【0008】先に述べた水中・水底監視観測手段(2)
は、主として地震計を始めとして、少なくとも潮流計
(11)および水中カメラ(14)等潮流の状況を観察
するもので、いずれも電源が必要である。
【0009】従って、上記電源手段(3)は、陸電、太
陽熱発電、風力発電、乾電池、蓄電池、潮流発電機等が
あるが、ここでは特に長時間永続的に稼動させるには、
使用環境からして効率の良い潮流発電機が最も効果的で
ある。この潮流発電機は常に潮の状態を感知して、その
方向に追従する潮流方向追従装置を備えた小型潮流発電
機である。そして潮流の速い、ゆっくりのちがいによ
り、発電電圧に変動があるため自動電圧調整器で電圧を
一定に保ち、整流しながら蓄電池に充電して、超音波警
報通報監視観測装置に長時間にわたり永続的に電力を供
給する。
【0010】更に、先に述べた水中や水底に設置する固
定手段(4)は、バラストを装着して沈めるかコンクリ
ートや石材等の支柱本体を海底等に埋設する。
【0011】
【実施例】以下、図面に従って本発明の一実施例につい
て説明する。図2は、本発明の具体例を示す絵画的概略
構成図である。図2で示すように (イ)海底に埋没固定するようにした2本の門形を直角
に組合わせたコンクリートによる支柱本体4を設ける。 (ロ)塔の中央部に先端が拡がった円筒状の潮流方向追
従装置9を有する潮流発電機3をスイベル19を介して
鎖20にて本体支柱4の上端と下につけたバラスト26
にて突っ張って宙吊りに設け、電線スイベル21を介し
て電線22を通じて支柱本体4の内部に設けた自動電圧
調整器23に接続する。これを自家発電装置とする。 (ハ)イで述べた超音波発信塔としての支柱本体4の内
部に自動電圧調整器23と整流器24と蓄電池25を設
けると共に変調変換制御装置を伴う超音波発信装置1を
設ける。 (ニ)支柱本体4の外部上面には警報発信振動子31と
通報発信振動子32を水面方向にそれぞれ異なった所定
の位置に向けて設ける。 (ホ)そして地震計10、潮流計11、水中カメラ1
4、を設け、さらに必要に応じて水圧計12、水温計1
3、斜度計15、海流計16、潮汐計17、塩分濃度計
18等を設ける。以上のように構成された水中総合監視
装置Aとそれらに対応する地上への無線通信装置を備え
た水面上の船5や水面浮上体6に設けた超音波受信装置
7または無線通信装置を持たない水面浮上体6’に設け
た超音波受信発信装置8並びに有線や無線通信装置を備
えた沿岸付近の水中に設けた超音波受信装置7’によっ
て受信する超音波警報通報監視観測システムである。
【0012】これを使用するときは必要とする所定の場
所の海底、湖底、川底に固定して使用する。例えば座礁
防止には暗礁の周辺に、暗礁を取り囲むようにして多数
設置する。また所定の境界線を知らせるには、境界線上
に一定間隔で多数設置する。さらに海洋開発においては
各種の魚礁や海産物の獲れる場所に必要とする適当な数
を設置する。なお、本分中の「潮流」には以下の意味を
含めたものである。海流の中には大きくは常に一定方向
に流れる黒潮と親潮とがあって、部分的には満潮や干潮
の影響および周辺の地形の状況によって方向や速度を変
えて流れる潮流とがある。そして潮の満ち干をもちなが
ら潮流は、あるときは速く、あるときはゆっくり流れた
り、海底の地形や気象状況によって変化して流れるもの
もある。
【0013】この超音波警報通報監視システムは用途に
よって以下5つの信号の使い方をすることが考えられ
る。 航行中の船に「暗礁が在るから避けて航行するよう
に」と警報用の音を、例えば「ピポーピポーピポー」と
連続して発信するための単独の超音波発信装置である。 航行中の船に「ここは県境ですよ」または「ここは2
00海里境ですよ」と境界線であることを知らせる為
に、例えば「ピッピーピッピーピッピー」と連続して発
信するための単独の超音波発信装置である。 暗礁と境界線が同一場所の場合は単独ではなく、と
を複合した超音波発信装置である。 監視観測をするための装置類である、例えば地震計、
斜度計、潮流方向感知装置、潮流計、水圧計、水温計、
海流計、潮汐計、塩分濃度計、水色、地質、地形、水
質、重金属測定計等調査観測に必要なデータを超音波に
重調させる。これらによって魚の育成とか、地形変化、
水質汚染の具合、赤潮の状況、海藻の生態、そしてま
た、設置した設備の状態や潮流発電機の稼動状態等を水
中カメラで監視して前記のデータと同様に超音波に重調
させて、水面の所定の方向に向けて発信するための監視
観測装置である。 上記とを複合した場合である。以上のように示し
た各装置はいずれも海底、湖底、川底から一方通行的に
超音波を常時長時間永続的に発信し続ける装置である。
【0014】次に本発明のシステムにおける、調査観測
に必要なデータと水中カメラの監視画像等を調査観測用
の船5と水面浮上体6および沿岸付近に設けた超音波受
信装置7について説明する。定期巡回の船5でデータ画
像を収録したりまたは船5からデータと画像を無線通信
で陸上に伝送する。また長時間永続的に受信する無線通
信装置を備えた水面浮上体6からデータと画像を陸上に
無線通信で伝送し、無線通信装置を持たない水面浮上体
6’からは中継器によって水中をそのまま超音波を使っ
て伝送する。もしくは沿岸付近に設けた超音波受信装置
7’でデータと画像を陸上に有線ケーブルで伝送する。
【0015】図3は、本発明の他の実施例の絵画的構成
図で請求項2に係り、図2のものから多くのものを省い
て最少限必要な装置や機器類で構成されている超音波警
報通報装置である。従って、本体支柱4も片持ちのコ文
字形としている。この内部に警報発信装置29と通報発
信装置30を設け、上面先端にはそれぞれ警報発信振動
子31と通報発信振動子32を取り付けている。その他
潮流発電機関係は図2のものを小型化したものである。
なお、ここでは警報と通報を合わせ持っているが、使い
方によってはいずれか一方でも成り立ち、この場合は更
に簡単なものとなる。
【0016】図4は本発明のブロックダイヤグラム図で
ある。従来水中電話として水中で相互通信をしている
が、本発明は従来の相互通信の5割の発信回路で作動す
ることになる。図4において超音波振動子はセラミック
で作成され固有の周波数で、例えば50kHz(F0)
とする。警報発信の「ピポーピポーピポー」のトーン周
波数を(F1)とする。 (イ)F0発信回路でセラミックの固有の周波数と同じ
F0を発信してFM変調回路に送る。 (ロ)トーンF1発信回路で可聴周波数F1を発信して
トーン制御回路に送る。 (ハ)トーン制御回路でピーまたはポーの音質を変えて
長短の時間を制御してFM変調回路に送る。 (ニ)F0とF1を周波数的に粗雑にしたり緻密にして
変調した周波数を電力増幅回路に送る。 (ホ)セラミックの固有の振動子を電力増幅のF0/F
1でパルス電圧を加えるため振動子が共鳴して超音波を
発信する。 (ヘ)9〜12V程度の外部電圧を内部の安定した電圧
に変換して各回路に供給する内部安定化電源から各回路
に送電する。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果があ
る。 (a)常時海底地震の詳しい観測ができ、災害の予防と
対策ができる。 (b)常時海中の状況観察ができ、赤潮等の早期対策が
可能となり、また更にはあらゆる海洋開発の源となる各
種の情報を容易に得ることができる。 (c)海中の暗礁箇所から常時超音波警報信号を発信し
て海難防止ができる。 (d)所定の海域箇所から常時超音波通報信号を発信し
て海域の違反の防止や漁場取締船や漁師間の漁場入合い
のトラブルの防止ができる。 (e)長期航海の場合に海図を見ながら県境であること
を知って、安心して航海ができる。 (f)常時所定の各所から発信される超音波信号によっ
て自船の位置が確認できるので海底灯台のごとく安全な
航海をすることができる。
【0018】以上の多くの優れた効果によって、災害の
予防や海上の安全を向上すると共に各種の海洋開発にも
応用でき、しかも従来の有線システムに較べて極めて低
コストなので公共事業費の大幅な節減も図れ、社会の発
展に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の基本構成を示す絵画的概略図
である。
【図2】本発明の具体的実施例を示す絵画的構成図であ
る。
【図3】本発明の他の実施例の絵画的構成図である。
【図4】本発明のブロックダイヤグラム図である。
【符号の説明】
A 水中総合監視装置 1 超音波発信装置 2 水中水底監視観測装置 3 潮流発電機 4 支柱本体 5 船 6 水面浮上体 7 超音波受信装置 8 超音波受信発信装置 9 潮流方向追従装置 10 地震計 11 潮流計 12 水圧計 13 水温計 14 水中カメラ 15 斜度計 16 海流計 17 潮汐計 18 塩分濃度計 19 スイベル 20 鎖 21 電線スイベル 22 電線 23 自動電圧調整器 24 整流器 25 蓄電池 26 バラスト 27 センサ類 28 振動子 29 警報発信装置 30 通報発信装置 31 警報発信振動子 32 通報発信振動子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G08B 21/00 G08B 21/00 A G08C 23/00 H04B 11/00 D // H04B 11/00 G08C 23/00 Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも超音波発信手段(1)および
    水中・水底監視観測手段(2)と電源手段(3)とそれ
    らを水中に設置する固定手段(4)を有する水中総合監
    視装置(A)を海底、湖底、川底に設置して、常時永続
    的に超音波信号を水面上に向けて発信し、地上への無線
    通信装置を備えた水面上の船(5)や水面浮上体(6)
    に設けた超音波受信装置(7)または無線通信装置を持
    たない水面浮上体(6’)に設けた超音波受信発信装置
    (8)並びに有線や無線通信装置を備えた沿岸付近の水
    中に設けた超音波受信装置(7’)によって受信する超
    音波警報通報監視観測システム。
  2. 【請求項2】 請求項1の超音波警報通報監視観測シス
    テムにおいて、電源手段として潮流方向追従装置(9)
    を有する潮流発電機(3)を設けると共に、水中・水底
    監視観測手段(2)として少なくとも地震計(10)、
    潮流計(11)および水中カメラ(14)を設けたも
    の。
  3. 【請求項3】 少なくとも超音波発信手段(1)と電源
    手段(3)とそれらを水中に設置する固定手段(4)を
    もって海底、湖底、川底の所定位置に設置して常時永続
    的に超音波信号を水面上に向けて発信し、水面上の船
    (5)によって受信される超音波警報通報システム。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008107225A (ja) * 2006-10-26 2008-05-08 Akebono Brake Ind Co Ltd 津波検知装置
JP2009225395A (ja) * 2008-03-19 2009-10-01 Rcs:Kk 磁力波伝搬を利用した通信事業
KR100950979B1 (ko) 2009-04-30 2010-04-07 (주)선영종합엔지니어링 해저면의 지형 및 지형변화 측정을 위한 소나 탑재형 관측시스템
CN104535114A (zh) * 2015-01-09 2015-04-22 哈尔滨工程大学 宽深度范围海流多参数测量装置

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