JPS60181625A - 水中の水温測定装置 - Google Patents
水中の水温測定装置Info
- Publication number
- JPS60181625A JPS60181625A JP3766284A JP3766284A JPS60181625A JP S60181625 A JPS60181625 A JP S60181625A JP 3766284 A JP3766284 A JP 3766284A JP 3766284 A JP3766284 A JP 3766284A JP S60181625 A JPS60181625 A JP S60181625A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sound velocity
- ship
- water temperature
- fore
- sound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K11/00—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00
- G01K11/22—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects
- G01K11/24—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using measurement of acoustic effects of the velocity of propagation of sound
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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】
この発明は水中の水音測定装置に関する。
従来、水中の水温測定を行なう場合、温度センサー等を
用いた直接測定の煩雑性を解消するため、水温と音速と
の関係を利用し、超音波を用いて水温を間接的に測定す
る手段が提案されかつ、実施されるに至っている。
用いた直接測定の煩雑性を解消するため、水温と音速と
の関係を利用し、超音波を用いて水温を間接的に測定す
る手段が提案されかつ、実施されるに至っている。
これら手段は、一般に、超音波を水中に発射し、このと
きの水中浮遊物、又は水底よりの反響時間と、実際に超
音波が伝播した経路とを比較し、これを温度を変数とす
る関数に当てはめて解くことを原理としているが、実際
に超音波が伝播した経路を知ることが困難なため、これ
に代え得るものを設定する必要が有り、例えば、特開昭
５８−２７０３４号公報に開示されているように、送波
器と受波器とを一定間隔隔てて配置し、この間の一定距
離と、受波器の一定の受信ビームの府内から音波の反射
点を演算し、これらの演算結果よシ音波の水中伝播速度
ケ知り、これを基に水温を算出するもの、あるいは、特
開昭５６−５３４２８号公報に開示されているように、
二種の超音波を夫々−足間隔隔てた位置から発射し、こ
れら音波のビートのエコーを利用し、上記一定間隔との
相関関係よシボ中音速を算出し、これケ基に水温を算出
するものなどが知られている。
きの水中浮遊物、又は水底よりの反響時間と、実際に超
音波が伝播した経路とを比較し、これを温度を変数とす
る関数に当てはめて解くことを原理としているが、実際
に超音波が伝播した経路を知ることが困難なため、これ
に代え得るものを設定する必要が有り、例えば、特開昭
５８−２７０３４号公報に開示されているように、送波
器と受波器とを一定間隔隔てて配置し、この間の一定距
離と、受波器の一定の受信ビームの府内から音波の反射
点を演算し、これらの演算結果よシ音波の水中伝播速度
ケ知り、これを基に水温を算出するもの、あるいは、特
開昭５６−５３４２８号公報に開示されているように、
二種の超音波を夫々−足間隔隔てた位置から発射し、こ
れら音波のビートのエコーを利用し、上記一定間隔との
相関関係よシボ中音速を算出し、これケ基に水温を算出
するものなどが知られている。
しかしながら、これらは、いずれも、超音波の発ｑ＝ｔ
、又は受信時の指向角を正確に設定し、かつ、観測時
の船速の補正、水温に原因する音波の屈折による誤差の
補正などが必要となり２、これらが非常に煩雑なのと、
超音波送受波器の指向角設定ｌこ厳格な条件があるため
例えば、船体のｊ・リム、ピッチングにより測定結果が
影響され、正確な測定結果が得られないといった欠点が
あった。
、又は受信時の指向角を正確に設定し、かつ、観測時
の船速の補正、水温に原因する音波の屈折による誤差の
補正などが必要となり２、これらが非常に煩雑なのと、
超音波送受波器の指向角設定ｌこ厳格な条件があるため
例えば、船体のｊ・リム、ピッチングにより測定結果が
影響され、正確な測定結果が得られないといった欠点が
あった。
この発明は上記欠点Ｃ？−鑑み、水中の音波の屈折、船
速等ｌこよる影響を受けることなく、水中（海中）の平
均水温を容易に測定し？８る装置を提供することチェ的
としてなされたものであって、船市尾船に沿って、船首
方向、船尾方向に夫々送受信方向が水平向に対し一定の
府内を有するよう船底に配設された超音波送受波器と、
該超音波送受波器の近傍に配設された音速泪と、前記超
音波送受波器の船首尾線方向への夫々の反響時間、該超
音波のキャリー周波数及び前記音速計で測定された音速
とが入力され、夫々の入力値から水中の平均音速ヲ鏝出
する演算回路と、該音速値をもとに水温算出する演算回
路と、この演算結果ケ表示する表示装置とから成ること
を特徴とするものである。
速等ｌこよる影響を受けることなく、水中（海中）の平
均水温を容易に測定し？８る装置を提供することチェ的
としてなされたものであって、船市尾船に沿って、船首
方向、船尾方向に夫々送受信方向が水平向に対し一定の
府内を有するよう船底に配設された超音波送受波器と、
該超音波送受波器の近傍に配設された音速泪と、前記超
音波送受波器の船首尾線方向への夫々の反響時間、該超
音波のキャリー周波数及び前記音速計で測定された音速
とが入力され、夫々の入力値から水中の平均音速ヲ鏝出
する演算回路と、該音速値をもとに水温算出する演算回
路と、この演算結果ケ表示する表示装置とから成ること
を特徴とするものである。
、以下、この発明を実施例により説明する。
第１図はこの発明の実施例の構成概念図、第２図は、こ
の発明の実施例の構成ブ。ツク図である。
の発明の実施例の構成ブ。ツク図である。
この発明の水中の水温測定装置Ａば、船舶■の船首尾線
に沿って船首方向ＶＦ、船尾方向ｖＡに夫々送受信方向
が水平向ＷＬに対し、一定の府内θを有するよう船底ｖ
Ｂに配設された超音波送受波器ＩＡ、 ＩＢと、この超
音波送受波器ユＡ。
に沿って船首方向ＶＦ、船尾方向ｖＡに夫々送受信方向
が水平向ＷＬに対し、一定の府内θを有するよう船底ｖ
Ｂに配設された超音波送受波器ＩＡ、 ＩＢと、この超
音波送受波器ユＡ。
ＩＢの近傍に配設された音速計２と、前記超音波送受波
器ＩＡ、１Ｂの船首尾線方向（ＶＦ、ＶＡ）への夫々の
反響時間ｔｌ ＋ ｔ２ ＋該超音波のキャリー周波数
ｆ及び前記音速計２で測定された音速Ｃｓとが入力され
、夫々の入力値から水中の平均音速Ｃを算出する演算回
路３と、該平均音速値をもとに水音Ｔ（’Ｃ）’に算出
する演算回路４と、この演舞−結果を表示する表示装置
５とから構成されている。
器ＩＡ、１Ｂの船首尾線方向（ＶＦ、ＶＡ）への夫々の
反響時間ｔｌ ＋ ｔ２ ＋該超音波のキャリー周波数
ｆ及び前記音速計２で測定された音速Ｃｓとが入力され
、夫々の入力値から水中の平均音速Ｃを算出する演算回
路３と、該平均音速値をもとに水音Ｔ（’Ｃ）’に算出
する演算回路４と、この演舞−結果を表示する表示装置
５とから構成されている。
上記実施例において、超音波送受波器ＩＡ。
ＩＢの送受信方向の府内θは、例えば、６０”などとさ
れておシ、このθを一定とするだめ、超音波送受波器１
Ａ、ＩＢは、／ｌ（平調整用のセルシンモータなどで駆
動されるチルト機構（図示せず）を介して支持きれるか
、あるいは、船体動揺時においては、θ＝６００となっ
たときのみ、超音波を送受信させるだめのスイッチング
回路（図示せず）などが設けられている。
れておシ、このθを一定とするだめ、超音波送受波器１
Ａ、ＩＢは、／ｌ（平調整用のセルシンモータなどで駆
動されるチルト機構（図示せず）を介して支持きれるか
、あるいは、船体動揺時においては、θ＝６００となっ
たときのみ、超音波を送受信させるだめのスイッチング
回路（図示せず）などが設けられている。
次に、この発明の作用について説明する。
第１図【こ図示のように、夫々、船首尾線方向へ、一定
の府内θで超音波を発信させると、その水底よりの反響
時間ｔ１＋ｔ２は、船首方向に対しては、 。やＶＣｍＱ”１・°°°゛°゛゛°■船尾方向に対し
ては となる。ここに、Ｄは深度、■は船速、Ｃは、水中（海
水中）における超音波の平均的な音速を示す。
の府内θで超音波を発信させると、その水底よりの反響
時間ｔ１＋ｔ２は、船首方向に対しては、 。やＶＣｍＱ”１・°°°゛°゛゛°■船尾方向に対し
ては となる。ここに、Ｄは深度、■は船速、Ｃは、水中（海
水中）における超音波の平均的な音速を示す。
また、このときの反響超音波の周波数ｆｃｌは、ドツプ
ラ効果を受け変位し、船首方向のものについては、 となる。ここに、ｆは、発射時の超音波のキャリー周波
数、Ｃ３は、振動子近傍の音速である。
ラ効果を受け変位し、船首方向のものについては、 となる。ここに、ｆは、発射時の超音波のキャリー周波
数、Ｃ３は、振動子近傍の音速である。
上記■、■、０式において、１．．１２及びｆｄは夫々
測定により値が知ることが出来、壕だ、ｃｓについても
、音速計２にょシ測定可能である。
測定により値が知ることが出来、壕だ、ｃｓについても
、音速計２にょシ測定可能である。
なお、音速計２は、アラウンド式音速計などが用いられ
る。
る。
と表わせるから、■式と■式より
が導かれる。
上式における右辺は、既述のようにすべて測定可能な値
であり、既知の値である。
であり、既知の値である。
従って、音波の平均的な伝播速度Ｃば、■式により算出
可能である。
可能である。
一般に音波の水中伝播速度は塩分や圧力により変化する
が、この場合その量は僅かなので無視できる。
が、この場合その量は僅かなので無視できる。
また、音波の伝播経路は水温差のあるところでは屈折す
るが、手記測定には、船首尾両方向へ同時に反射した超
音波の反響時間Ｌｌ＋Ｌ２を用いること、及び、水中（
海水中）の平均的な音速をめるのが目的であるから、音
波屈折について補正は全く不ヅである。
るが、手記測定には、船首尾両方向へ同時に反射した超
音波の反響時間Ｌｌ＋Ｌ２を用いること、及び、水中（
海水中）の平均的な音速をめるのが目的であるから、音
波屈折について補正は全く不ヅである。
斯くして音速Ｃが■式により捷れば、水温Ｔ （Ｃ）と
音速Ｃ（ｖ／ｓ）との実験式、Ｃ＝ １４５０−１−４
．２１Ｔ −０，０３７Ｔ２・・・・・■から、平均的
な水温Ｔを算出することが出来るのである。
音速Ｃ（ｖ／ｓ）との実験式、Ｃ＝ １４５０−１−４
．２１Ｔ −０，０３７Ｔ２・・・・・■から、平均的
な水温Ｔを算出することが出来るのである。
なお、具体的には、０式を変形し、
を解くことによシ水温Ｔが算出されるのである。
上記において、式■〜■は演算回路うで、丑だ、式■は
、演算回路４で算出され、その結果値が、表示装置５に
、例えばデジタル表示される。
、演算回路４で算出され、その結果値が、表示装置５に
、例えばデジタル表示される。
この発明は以」二説明したように、航行する船舶の船首
尾線方向に夫々超音波奮発射し、そのドツプラー効果に
よる周波数変位、及び反響時間差と、音速言１に基づく
測定値とから音速’ｆｃ’ｌ？出するものであるから、
鋭」」過程において、超音波の送受波指向角θ、水深り
が消去され、これらについての誤差は全く考慮する必要
がなく、船首尾方向へのペアビームを用いることと相俟
って、補正言１算の煩雑さが解消され、かつ、正確な水
温測定が容易になし得るのである。
尾線方向に夫々超音波奮発射し、そのドツプラー効果に
よる周波数変位、及び反響時間差と、音速言１に基づく
測定値とから音速’ｆｃ’ｌ？出するものであるから、
鋭」」過程において、超音波の送受波指向角θ、水深り
が消去され、これらについての誤差は全く考慮する必要
がなく、船首尾方向へのペアビームを用いることと相俟
って、補正言１算の煩雑さが解消され、かつ、正確な水
温測定が容易になし得るのである。
第１図は、この発明の実施例の構成概念図、第２図は、
この発明の実施例の構成ブロック図である。 Ａ・・水中の水温６１１ｊ定装置、■・・・船舶、■Ｆ
・・船猶方向、ＶＡ・・・船尾方向、ＷＬ・・・水平面
、θ・・・府内、ｖＢ・船底、ＩＡ、ＩＢ・超音波送受
波器、２・・音速計、３．４・演算回路。
この発明の実施例の構成ブロック図である。 Ａ・・水中の水温６１１ｊ定装置、■・・・船舶、■Ｆ
・・船猶方向、ＶＡ・・・船尾方向、ＷＬ・・・水平面
、θ・・・府内、ｖＢ・船底、ＩＡ、ＩＢ・超音波送受
波器、２・・音速計、３．４・演算回路。
Claims (1)
- （１）船首尾線に沿って、船首方向、船尾方向に夫々送
受信方向が水平面に対し一定の府内を有するよう船底に
配設された超音波送受波器と、該超音波送受波器の近傍
に配設された音速言１と、前記超音波送受波器の船首尾
線方向への夫々の反響時間、該超音波のキャリー周波数
、及び前記音速側で測定された音速とが入力され、夫々
の入力値から水中の平均音速全算出する演算回路と、該
音速値をもとに水温を算出する演算回路と、この演算結
果を表示する表示装置とから成ることに％徴とする水中
の水温測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3766284A JPS60181625A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 水中の水温測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3766284A JPS60181625A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 水中の水温測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60181625A true JPS60181625A (ja) | 1985-09-17 |
Family
ID=12503845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3766284A Pending JPS60181625A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 水中の水温測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60181625A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016031362A (ja) * | 2014-07-25 | 2016-03-07 | 日本無線株式会社 | 温度測定装置 |
| WO2022113586A1 (ja) * | 2020-11-24 | 2022-06-02 | 古野電気株式会社 | ドップラー装置、俯角推定方法およびプログラム |
-
1984
- 1984-02-28 JP JP3766284A patent/JPS60181625A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016031362A (ja) * | 2014-07-25 | 2016-03-07 | 日本無線株式会社 | 温度測定装置 |
| WO2022113586A1 (ja) * | 2020-11-24 | 2022-06-02 | 古野電気株式会社 | ドップラー装置、俯角推定方法およびプログラム |
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