JPS59230165A - 超音波流速流向計における流速及び流向の測定方法 - Google Patents
超音波流速流向計における流速及び流向の測定方法Info
- Publication number
- JPS59230165A JPS59230165A JP10425183A JP10425183A JPS59230165A JP S59230165 A JPS59230165 A JP S59230165A JP 10425183 A JP10425183 A JP 10425183A JP 10425183 A JP10425183 A JP 10425183A JP S59230165 A JPS59230165 A JP S59230165A
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- Japan
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- current
- depth
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
- G01P5/241—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by using reflection of acoustical waves, i.e. Doppler-effect
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は流速、流向などの測定方法に閃するもので、と
くに対水速度、流向の測定において、測定精度の向上を
計らんとするものである。
くに対水速度、流向の測定において、測定精度の向上を
計らんとするものである。
例えば巻網漁業において、潮の流れに関する詳しいデー
タを知ることは非常に大切である。
タを知ることは非常に大切である。
そのため超音波を利用して潮の流れを川明し、その流速
や流向を測定する装置が登場し実用に供されているが、
平穏な天候の時はともかく、天候が悪いと船のローリン
グなどの影響を受（づて正しい値が得られないという欠
点かあるので、何等かの対策が望まねていた。
や流向を測定する装置が登場し実用に供されているが、
平穏な天候の時はともかく、天候が悪いと船のローリン
グなどの影響を受（づて正しい値が得られないという欠
点かあるので、何等かの対策が望まねていた。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、膜差の少な
いデータを得のようにしたものである。
いデータを得のようにしたものである。
まず本発明に係る問題点を明らかにするため、流速など
を測定する原理的事項について説明する。
を測定する原理的事項について説明する。
潮の流速を求めるためには、海底のような動かない基準
に対する流れの速度、方向を求める必要があるが、測定
装置は船上に装備されており、測定に当って船は成る速
度で移動するから、この移動速度が潮の流速に加算され
たり引算され、したがって潮の流れを正しく測定するこ
とができない。
に対する流れの速度、方向を求める必要があるが、測定
装置は船上に装備されており、測定に当って船は成る速
度で移動するから、この移動速度が潮の流速に加算され
たり引算され、したがって潮の流れを正しく測定するこ
とができない。
そこで船上で潮の流れを測定すると同時に、海底に対す
る自船の動き量を測定し、その動き量を引き算すれば海
底に対する正しい潮の流れを知ることができる。
る自船の動き量を測定し、その動き量を引き算すれば海
底に対する正しい潮の流れを知ることができる。
ところで測定は、船底に取付けた送受波器から、指向ビ
ームの中心方向を垂直に対しである角度だけ斜めに傾け
て超音波を発射し、海底から反射して帰来する反射波の
ドツプラー成分を検出すると共に、予め測定の対象とし
て設定した深度層に含まれる微生物とかゴミなどからの
反射波のドツプラー成分を検出し、それぞれの速度を求
めている。
ームの中心方向を垂直に対しである角度だけ斜めに傾け
て超音波を発射し、海底から反射して帰来する反射波の
ドツプラー成分を検出すると共に、予め測定の対象とし
て設定した深度層に含まれる微生物とかゴミなどからの
反射波のドツプラー成分を検出し、それぞれの速度を求
めている。
しかし海が凪いで波が穏やかな日は、船は傾かないで水
面に対して水平の状態で航走するが、風や波などがある
とローリング、ピッチングを生じて水面に対して船が傾
く。そのため予め定めた成る深度の潮流を測定しようと
しても、実際に測定する深度は予定した深度と違ってし
まい正しい測定結果が得られない。
面に対して水平の状態で航走するが、風や波などがある
とローリング、ピッチングを生じて水面に対して船が傾
く。そのため予め定めた成る深度の潮流を測定しようと
しても、実際に測定する深度は予定した深度と違ってし
まい正しい測定結果が得られない。
すなわち第１は１（イ）の平穏な海の状態で、海面１に
ある船２から海底３に向って点線矢印の斜め方向に超音
波ビームを発射し、Ａ点に相当する予定深度（船からの
距離で示すとＬとなる）のデータを求める意図であるが
、第２図（ロ）に示すように船２が傾くと、測定する位
置はＢ点になり、Ａ点とＢ点の深度差けΔＬとｔｔっで
しまう。
ある船２から海底３に向って点線矢印の斜め方向に超音
波ビームを発射し、Ａ点に相当する予定深度（船からの
距離で示すとＬとなる）のデータを求める意図であるが
、第２図（ロ）に示すように船２が傾くと、測定する位
置はＢ点になり、Ａ点とＢ点の深度差けΔＬとｔｔっで
しまう。
本発明は以上説明したように船か傾いて予定した深度と
較べΔＬだけ異ムる深度を測定するのを修正し、船が傾
いても常に予定した深度のデータをサンプリングするよ
うにしたものである。
較べΔＬだけ異ムる深度を測定するのを修正し、船が傾
いても常に予定した深度のデータをサンプリングするよ
うにしたものである。
すなわち船のローリング、ピッチングによる海底までの
深度変化に対し、海底起伏の変化の方が少ないため、送
信毎に得られる水深の移動平均をとればローリング、ピ
ッチングがない時と（・。【は同じの水深が得られるか
ら、この移動平均値に対して送信毎の水深とを比較し、
水深が平均値より浅 ゛くなった場合はそれに比例
してサンプリングのゲート位置を浅い方向に移動させ、
反対に深くなった場合はゲート位置を深い方に移動さゼ
るようにしである。
深度変化に対し、海底起伏の変化の方が少ないため、送
信毎に得られる水深の移動平均をとればローリング、ピ
ッチングがない時と（・。【は同じの水深が得られるか
ら、この移動平均値に対して送信毎の水深とを比較し、
水深が平均値より浅 ゛くなった場合はそれに比例
してサンプリングのゲート位置を浅い方向に移動させ、
反対に深くなった場合はゲート位置を深い方に移動さゼ
るようにしである。
次に第２図を参照して計算式について説明する。
第１図（イ）と同様にローリング、ピッチングがないと
き発射される超音波のビーム角がθであり、船から海底
までの水深がｄ１ビーム方向の海底までの距離がノとす
ると、船が頃いた時に発射されるビーム角は垂直に対し
て情又はθ、となり、それぞれのビーム方向の海底まで
の距離はＡ又は馬となる。
き発射される超音波のビーム角がθであり、船から海底
までの水深がｄ１ビーム方向の海底までの距離がノとす
ると、船が頃いた時に発射されるビーム角は垂直に対し
て情又はθ、となり、それぞれのビーム方向の海底まで
の距離はＡ又は馬となる。
ここで垂直方向において深度ｄｌの層のデータを求める
ように設定した場合、ビームの異なる方向について同じ
深度のデータを取るためにはビームθに対しては１２’
％ビームθ１に対しては４、ビームθ、に対してはＮ
の点をサンプリングすれはよい。
ように設定した場合、ビームの異なる方向について同じ
深度のデータを取るためにはビームθに対しては１２’
％ビームθ１に対しては４、ビームθ、に対してはＮ
の点をサンプリングすれはよい。
図式計算を行ってそれぞれの関係をみるとｄ＝Ｊｌ低θ
＝Ａ位θ１・・・・・・・・・・・・（１）これより０
１を求めると ｄ’ ＝ Ａ’匹θ＝ ＩＭ箕θ、・・・・・・・・・
・・−（３）したがって （２）式を代入すると ビーム角らについても同様の図式ｉｔ ｈを行うと、（
５）式において４の代りに４、肩の一代りに４を置き代
λた結果が得られるから、サンプリング位置の決定は（
５）式の場合と同じ要領でよい。
＝Ａ位θ１・・・・・・・・・・・・（１）これより０
１を求めると ｄ’ ＝ Ａ’匹θ＝ ＩＭ箕θ、・・・・・・・・・
・・−（３）したがって （２）式を代入すると ビーム角らについても同様の図式ｉｔ ｈを行うと、（
５）式において４の代りに４、肩の一代りに４を置き代
λた結果が得られるから、サンプリング位置の決定は（
５）式の場合と同じ要領でよい。
参考のためローリング、ピッチングが起った場合の測定
深度層、換言するとサンプリング層の変化量を数値計算
してみると から求めることができ、例えばθ＝３０°に対して±１
０％の変化があるとΔＬ＋。−一１１５％、ΔＬ−、ｏ
＝ ＋ ｓ、 ５％となり、例えば１００ｍ層をサンプ
リングした場合に、８８．５７＋＋から１０８．５ｍ目
：で変化することになる。
深度層、換言するとサンプリング層の変化量を数値計算
してみると から求めることができ、例えばθ＝３０°に対して±１
０％の変化があるとΔＬ＋。−一１１５％、ΔＬ−、ｏ
＝ ＋ ｓ、 ５％となり、例えば１００ｍ層をサンプ
リングした場合に、８８．５７＋＋から１０８．５ｍ目
：で変化することになる。
次に以上述べた事項をふまえ、実施する場合の手段を第
３図を参照して説明する。
３図を参照して説明する。
４は送信部、５は送受結合回路、６け送受波器、７は受
信部であり、送信部４から送信パルスを送受結合回路５
を介して送受波器６に送り、超音波を水中に送出すると
、送受波器６に帰来する反射波は送受結合回路５を通っ
て受信部７で増幅されるように構成した点は、通常の魚
群探知機などの水中物体探知装置における場合と全く同
じである。
信部であり、送信部４から送信パルスを送受結合回路５
を介して送受波器６に送り、超音波を水中に送出すると
、送受波器６に帰来する反射波は送受結合回路５を通っ
て受信部７で増幅されるように構成した点は、通常の魚
群探知機などの水中物体探知装置における場合と全く同
じである。
旦は処理部であり、演算・部９、ゲート発生部１０、ゲ
ート回路１１及びトンプラーカウンタ１２などで構成さ
れている。
ート回路１１及びトンプラーカウンタ１２などで構成さ
れている。
前記送受波器６の指向ビームの中心は、前記の如く標準
状態において垂直方向に対して角度θた−傾けてあり、
したがって船がローリング、ピッチングで傾くと、その
傾きにつわて指向ビームの中心がθ、〜θ、に変化する
。
状態において垂直方向に対して角度θた−傾けてあり、
したがって船がローリング、ピッチングで傾くと、その
傾きにつわて指向ビームの中心がθ、〜θ、に変化する
。
データを求めようとする水深は、予め設定して何米と決
めであるから、船が傾くと送受波器の位置すなわち船底
からその水深に相当する距離だけ離れた位置の水域のデ
ータが得られることは前に述べた通りである。
めであるから、船が傾くと送受波器の位置すなわち船底
からその水深に相当する距離だけ離れた位置の水域のデ
ータが得られることは前に述べた通りである。
前記受信部７の出力には、θ、〜θ、に対応して各点か
らの反射波が現われ、それぞれ予定した水深と異なった
位置のデータが含まれるので、受信部７の出力を演算部
９に印加し、該演算部９は前段の（５）式に従って、０
１〜θ、の変動に対応していつでも予定した水深のデー
タを得るようにデータをサンプリングする時点を修正す
るための演算を行い、ゲート発生部１０は該演算部９の
出力を得てゲートを発生するための起動用信号をゲート
回路１１に送る。
らの反射波が現われ、それぞれ予定した水深と異なった
位置のデータが含まれるので、受信部７の出力を演算部
９に印加し、該演算部９は前段の（５）式に従って、０
１〜θ、の変動に対応していつでも予定した水深のデー
タを得るようにデータをサンプリングする時点を修正す
るための演算を行い、ゲート発生部１０は該演算部９の
出力を得てゲートを発生するための起動用信号をゲート
回路１１に送る。
したがってこのゲート回路１１に印加される受信部７か
ら到来する信号は、船か傾いてもその傾きに応じて、予
定水深に相当する層からの反射波がサンプリングされ、
ドツプラーカウンタ１２の出力には予定水深におけるデ
ータが現わわる。
ら到来する信号は、船か傾いてもその傾きに応じて、予
定水深に相当する層からの反射波がサンプリングされ、
ドツプラーカウンタ１２の出力には予定水深におけるデ
ータが現わわる。
以上の説明で明らかな通り、本発明は船が傾いて超音波
ビームの指向方向が変っても、予め設定した水深のデー
タを得ることかできるので、測定値が正確であり信頼性
の優れた資料か収集され、実用上の効果は大きい。
ビームの指向方向が変っても、予め設定した水深のデー
タを得ることかできるので、測定値が正確であり信頼性
の優れた資料か収集され、実用上の効果は大きい。
第１図は船が傾斜した場合の測定深度差について説明し
た歯。 第２図ｃｊ計算式の算出について説明した図。 第３図は実施例の系統図。 ４・・・送信部、５・・・送受結合回路、６・・・送受
波器、７・・・受信部、旦・・・処理部、９・・・演算
部、１０・・・ゲート発生部、１１・・・ゲート回路、
１２・・−ドツプラーカウンタ。′ 特許出願人 海上電機株式会社 ：’ｊｐ Ｉ 困 Ｃ４’
ＪＩ Ｉ ｍ
（ｐ＋第 ２ 図
た歯。 第２図ｃｊ計算式の算出について説明した図。 第３図は実施例の系統図。 ４・・・送信部、５・・・送受結合回路、６・・・送受
波器、７・・・受信部、旦・・・処理部、９・・・演算
部、１０・・・ゲート発生部、１１・・・ゲート回路、
１２・・−ドツプラーカウンタ。′ 特許出願人 海上電機株式会社 ：’ｊｐ Ｉ 困 Ｃ４’
ＪＩ Ｉ ｍ
（ｐ＋第 ２ 図
Claims (1)
- 船から送出する指向ビームの中心方向を垂直方向に対し
て所定の角度θだけ傾けて超音波を送出し、任意に定め
た深度の層及び海底からの反射波を受信し、ドツプラー
効果に基づく周波数偏差を検出して流速流向を算出する
形式の超音波流速流向計において、船が傾いて超音波の
送出方向が変った場合、変った方向について、データを
収集する基準点として予め設定した深度に至るまでの船
からの距離を演算する手段を設け、この演算結果に基づ
きゲートを開いて反射波を受信してサンプリングし、常
に設定した深度からのデータを取り出すようにしたこと
を特徴とする超音波流速流向計における流速及び流向の
測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10425183A JPS59230165A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 超音波流速流向計における流速及び流向の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10425183A JPS59230165A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 超音波流速流向計における流速及び流向の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59230165A true JPS59230165A (ja) | 1984-12-24 |
| JPH0156383B2 JPH0156383B2 (ja) | 1989-11-29 |
Family
ID=14375712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10425183A Granted JPS59230165A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 超音波流速流向計における流速及び流向の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59230165A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS603556A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-09 | Marine Instr Co Ltd | 超音波流向流速計におけるとくに船速を測定する方法 |
| JPS61176452U (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-04 | ||
| CN114459732A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-05-10 | 自然资源部第一海洋研究所 | 一种滩涂水沙动力环境综合观测装置 |
| CN117949055A (zh) * | 2024-03-26 | 2024-04-30 | 青岛清万水技术有限公司 | 一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法 |
-
1983
- 1983-06-13 JP JP10425183A patent/JPS59230165A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS603556A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-09 | Marine Instr Co Ltd | 超音波流向流速計におけるとくに船速を測定する方法 |
| JPH0227624B2 (ja) * | 1983-06-21 | 1990-06-19 | Kaijo Denki Kk | |
| JPS61176452U (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-04 | ||
| CN114459732A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-05-10 | 自然资源部第一海洋研究所 | 一种滩涂水沙动力环境综合观测装置 |
| CN114459732B (zh) * | 2022-04-11 | 2022-06-28 | 自然资源部第一海洋研究所 | 一种滩涂水沙动力环境综合观测装置 |
| CN117949055A (zh) * | 2024-03-26 | 2024-04-30 | 青岛清万水技术有限公司 | 一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法 |
| CN117949055B (zh) * | 2024-03-26 | 2024-05-31 | 青岛清万水技术有限公司 | 一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0156383B2 (ja) | 1989-11-29 |
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