JPS62254088A - 水底土質識別装置 - Google Patents

水底土質識別装置

Info

Publication number
JPS62254088A
JPS62254088A JP61086617A JP8661786A JPS62254088A JP S62254088 A JPS62254088 A JP S62254088A JP 61086617 A JP61086617 A JP 61086617A JP 8661786 A JP8661786 A JP 8661786A JP S62254088 A JPS62254088 A JP S62254088A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
level
soil
low
reflected waves
water bottom
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
Application number
JP61086617A
Other languages
English (en)
Inventor
Keizo Nakagawa
敬三 中川
Masahiro Kamiyoshi
神吉 正博
Seiji Miyazaki
宮崎 精治
Masuyuki Nagata
永田 益幸
Hiroshi Imamura
今村 博
Hidekazu Kobayashi
秀和 小林
Yasuo Sugita
杉田 泰雄
Ryuji Chiba
千葉 龍次
Kazuo Teraguchi
寺口 和男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHIPBUILD RES ASSOC JAPAN
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Hitachi Zosen Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
JFE Engineering Corp
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
SHIPBUILD RES ASSOC JAPAN
Kawasaki Heavy Industries Ltd
Hitachi Zosen Corp
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Sumitomo Heavy Industries Ltd
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHIPBUILD RES ASSOC JAPAN, Kawasaki Heavy Industries Ltd, Hitachi Zosen Corp, Mitsubishi Heavy Industries Ltd, Sumitomo Heavy Industries Ltd, NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical SHIPBUILD RES ASSOC JAPAN
Priority to JP61086617A priority Critical patent/JPS62254088A/ja
Publication of JPS62254088A publication Critical patent/JPS62254088A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、例えば船舶や海洋構造物が描泊や海底作業
を実施する際、海図に頼らず自船で海底土質を識別し、
諦泊の適否や海底作業の適否の判定に利用する水底土質
識別装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の水底土質識別装置は、特定周波数の音波を水底に
向けて送出し、水底面からの反射波を受信する。そして
、その反射波レベルを計測し、別途水底土質を仮定して
数値計算により求められた反射波レベル波形とのパター
ン(指向錯誤の上、整合性の良いものを選択している)
の整合性から海底土質を推定するようにしている。
第10図にその一例を示す。(a)図は計測されたレベ
ル波形であり、(b)図は数値計算によるレベル波形で
ある。
[発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記のような従来の水底土質識別装置で
は、数値計算によるレベル波形のパターンの作成しなけ
ればならないため、土質を識別するまでにかなりの演算
処理と時間を要していた。
この発明は上記のような問題を改善するためになされた
もので、土質を仮定した反射波の数値計算をづる必要が
なく、計Ill後直ちに土質を識別することができる水
底土′JR識別装置を提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] すなわち、この発明に係る水底土質識別装置は、水底へ
向けて高低2つの音波を送波する送波手段と、前記高低
2つの音波の反射波を受波する受波手段と、この受波手
段で得られた各受波信号の反射レベルを算出し両者の相
対レベル差を求めて反射損失の周波数特性を算出するこ
とにより水底土質の種類を識別する演算処理手段とを具
備したことを特徴とするものである。
「作用] つまり、上記のように構成した水底土質識別装置は、水
底へ向けて高低2つの音波を送波し、その各反射波を受
波してそれぞれ反射レベルを算出し、両者の相対レベル
差を求めて反射損失の周波数特性を算出することにより
、水底土質の種類を識別4−る。
[実施例] 以下、第1図乃至第9図を参照してこの発明の一実施例
を詳細に説明する。
第1図はその構成を示すもので、この水底土質識別装置
は、低域音波送受信部11、高域音波送受信部12、演
算処理部13及び表示部14で構成される。
低域音波送受信部11及び高域音波送受イS部121ま
同一構成であり、それぞれノイズ発信器111 、12
1を有している。これらノイズ発信器111 、121
は共に白色雑菖信号を発生するものて・、各信号はそれ
ぞれ帯域フィルタ112 、122に供給される。これ
ら帯域フィルタ112 、122は白色雑含信号から予
め設定される低域または高域の帯域周波数成分のみを通
過させ、不必要な周波数成分を取除くもので、通過した
各信号はそれぞれゲーティング113 、123に供給
される。これらゲーティング113 、123は入力信
号を予め設定される幅のバースト信号に変換するもので
、各バースト信号はそれぞれ出力増幅器114 、12
4によって増幅された後、送波器115 、125に供
給される。各送波器115 、125は入力バースト信
号をもとに低域または高域のバースト音を発生するもの
である。
各送受信部11.12は受波器116 、126を有し
ている。これら受波器116 、126はそれぞれ上記
送波器t15 、125から送出されたバースト音の反
射波を受波するものである。受波された各信号は増幅器
117 、127によって増幅された後、帯域フィルタ
112 、122によって送波周波数帯域外の周波数成
分(ノイズ)が除去されて整流器118 、128に供
給される。整流器118 、128はノイズ除去された
受波信号を全波整流づ゛るもので、ここで全波整流され
た各受波信号は低域フィルタ119 、129によって
平滑され、レベル波形とされた後、A/′D(アナログ
/デジタル〉変換器”1i10.1210にてデジタル
信号に変換される。
上記A/D変換器1110.1210の各出力信号は演
算処理部13に供給される。この演算処理部13はコン
ピュータを用いて構成されるもので、上記A/D変換器
1110の出力からしきい値を設定しくA)、各反射波
の立上がり部の時間間隔を読取り(B)、音速によりデ
ータ変換を行なうことにより(C)、水深及び層厚のデ
ータ(D)を算出する。また、上記A/D変換5111
0.1210の各出力からそれぞれ水底面反射波の波形
を識別しくEl、F2 )、バースト幅平均値レベルを
算出しくFl 、 F2 >、両者の相対レベル差を算
出しくG)、その相対レベル差から土質を識別処理する
(H)3この)寅算処理部13にて(9られた水深及び
層厚データ、土質識別データは表示部14に送られ、C
RT等によって表示される。
上記のような構成において、以下第2図及び第3図を参
照してその動作原理について説明する。
第2図は音波の反射状況の一例を示すもので、図中h1
は水深、h2は第1層厚、h3は第2層厚である。送波
器及び受波器は所定間隔離間して水中に設置される。図
中送波器から送出された高波は、直接受波器に到達し、
また水底面、第1地層境界面、第2地層境界面、・・・
で反射され、それぞれ受波器に到達する。第3図にその
受波信号の様子を示す。
すなわち、この水底土質識別装置は、送波器から送出さ
れた音波が水底面や地層境界面で反射され、それぞれ経
路差に応じた時間遅れを持・ンて受波器に到達すること
を利用し、受波信号のレベル波形から遅れ時間tl、t
2.t3・・・を検出し、その時間から水底までの距離
h1及び地層間隔h2.h3.・・・を算出する。また
、各面反射部分の反射損失の周波数特性を算出すること
により、各地層の土質を識別するものである。
第4図は上記構成による水底土質識別装置において、水
深及び層厚データを得るためのlil!lI理手段を示
すもので、まず受波器06で受波した信号の波形を取込
む(ステップa)。そして、帯域フィルタ112で不要
な周波数成分(ノイズ)を除去する(ステップb)、さ
らに、整流器11Bで全波整流しくステップc)、低域
フィルタ119で平滑する(ステップd)。各ステップ
a−cjの様子庖第5図(a)乃至(d)に示す。
このようにして得られたレベル波形はA 、/’ D変
換器1110によってデジタルデータに変換され(ステ
ップe)、演算処理部13に送られる。この演稈処理部
13は入力データを平均化することによってしきい値を
設定しくステップf)、このしきい値と入力データとを
第5図Ce)に示すように比較することによって波形の
立上がり時間間隔(tl。
t2 、 t3 )を読取る(ステップg)。そして、
J:、記ステップa−′−Qを繰返し、平均時間を口出
)る。さらに、音速による作出を行な・)て(ス′il
ブh)、水深及び層厚のデータを算出する(ステップj
)。
第6図は上記構成による水底土質識別装置におい′C1
土質の識別データを(qるための処理手段を示すもので
、ます受波器116 、126で受波した信号の波形を
取込み(ステップj)、水底反射波に注目して(ステッ
プk)、時間領域と周波数領域について計測する。時間
領域については、まず各受波信号レベル波形から帯域フ
ィルタ142 、122で不要な周波数成分を除去しく
ステップク)、整流器1ff8 、12.9及び低域フ
ィルタ119 、329によって整流平滑する(スプ゛
ツブm、n)。そして、。
A/D変換器1110.1210によってデジタルデー
タに変換し、演算処理部13に導出する。この演算処理
部13は入力データからバースト幅の平均レベルを検出
する。上記ステップβ、m、n、pの様子を第7図(a
)乃至(d)に示す。
一方、周波数領域については、ます受波信号のレベル波
形をA/D変換器1110.1210でデジタルデータ
に変換した侵〈ステップq)、切出した各反射波形を周
波数分析(FF丁)シ(ステップR)、第8図に示す送
波帯域の平均レベルを算出する(ステップS)。そして
、そのレベル信号のレベル補正(ウィンド・タイプのも
のでは有効波形幅がないため)を行なった後(ステップ
t)、n開領域について得られたバースト幅平均レベル
と共に水中での吸収減衰等のレベルを補正しくステップ
u)、両者から各反射波の反射レベルを導出する(ステ
ップV)。さらに、上記ステップj〜Vを高低2種の周
波数帯域で数回ずつ繰返し、平均化する。このようにし
て得られた^域及び低域の各音波の反射レベルから相対
レベル差を算出しくステップw)、そのレベル差のパタ
ーンから土質を識別する(ステップX)。
第9図に代表的な土質の反射損失の周波数特性を示す。
(a)図は泥の場合、(b)図は砂の場合を示している
。この図がらりがるように、例えば80[kHz]と5
 [kHzコとの2種の音波で反射レベルを4測し、そ
の相対レベル差を取れば、泥では約15[dB]、砂で
は約3 [dB]のレベル差が得られる。プなわら、レ
ベル差の大小によって泥か砂か等の土質を識別すること
がI71’、1能である。
したがって、上記のように構成した水底±IJ別装置は
、従来のもののようにレベル波形の31測パターンと別
途土質を仮定して数値計鼻によって求められたパターン
との整合を行なう必要がないため、演算処理が簡単で済
み、またその処理4冗時間で行なうことができる。
[発明の効果] 以上詳述したようにごの発明によれば、」質を仮定した
反射波の数埴計詐をする必要がなく、S↑3111後直
ちに土質を識別することができる水底1′I−7識別8
置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る水底土質識別装置の構成を示す
ブロック構成図、第2図及び第3図(3それぞれ同実施
例による音波の反射状況ど反川信号の−例を説明するた
めの図、第4図及び第5図はそれぞれ同実施例による層
厚探査時のデータ処理データ処理手段を説明するための
フローチャート及び波形図、第9図は同実施例による代
表的な土質の音波反射損失の周波数特性をホブ特性図、
第10図は従来の水底土質識別装置によるレベル波形の
一例を示す波形図である。 11・・・低域音波送受信部、12・・・高1ii音波
送受信部、13・・・演算処理部、14・・・表示部、
111 、121・・・ノイズ発信器、112.122
・・・帯域フィルタ、113゜123・・・ゲーティン
グ、114 、124・・・出力増幅器、115 、1
25・・・送波器、116 、126・・・受波器、1
17゜127・・・増幅器、118 、128・・・整
流器、119 、129・・・低域フィルタ、1110
.1210・・・A/D変換器。 出願人復代理人  弁理士 鈴江武彦 ρI             j2 第1図 !n6 図 第7図 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 水底へ向けて高低2つの音波を送波する送波手段と、前
    記高低2つの音波の反射波を受波する受波手段と、この
    受波手段で得られた各受波信号の反射レベルを算出し両
    者の相対レベル差を求めて反射損失の周波数特性を算出
    することにより水底土質の種類を識別する演算処理手段
    とを具備したことを特徴とする水底土質識別装置。
JP61086617A 1986-04-15 1986-04-15 水底土質識別装置 Pending JPS62254088A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61086617A JPS62254088A (ja) 1986-04-15 1986-04-15 水底土質識別装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61086617A JPS62254088A (ja) 1986-04-15 1986-04-15 水底土質識別装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62254088A true JPS62254088A (ja) 1987-11-05

Family

ID=13891983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61086617A Pending JPS62254088A (ja) 1986-04-15 1986-04-15 水底土質識別装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62254088A (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55114980A (en) * 1979-02-28 1980-09-04 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Inspection method for massive object on sea bottom and its unit
JPS5777982A (en) * 1980-09-08 1982-05-15 Shell Int Research Marine earthquake survey
JPS6076681A (ja) * 1983-10-03 1985-05-01 Oki Electric Ind Co Ltd 海底地層特性解析方式

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55114980A (en) * 1979-02-28 1980-09-04 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Inspection method for massive object on sea bottom and its unit
JPS5777982A (en) * 1980-09-08 1982-05-15 Shell Int Research Marine earthquake survey
JPS6076681A (ja) * 1983-10-03 1985-05-01 Oki Electric Ind Co Ltd 海底地層特性解析方式

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gueuning et al. Accurate distance measurement by an autonomous ultrasonic system combining time-of-flight and phase-shift methods
ATE160879T1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der eigenschaften des flusses einer mediums
CN104237891B (zh) 一种多频测深的装置及方法
CN104407340A (zh) 拖曳线列阵阵形标定装置及方法
RU99100301A (ru) Способ измерения времени распространения звукового сигнала в текучей среде и способ измерения скорости потока текучей среды
CN109991590A (zh) 一种在有限空间压力罐内测试换能器低频发射特性的系统与方法
US4676251A (en) Improved method and device for measuring frequency dependent parameters of objects by means of ultrasound echography
EP0175403B1 (en) A device for determining the velocity in a flowing fluid by use of the acoustic doppler-effect
JPS62254088A (ja) 水底土質識別装置
JPH10206523A (ja) 目標検出装置
JP2000258448A (ja) 音響トモグラフィの情報収集装置
JP2916362B2 (ja) 位置測定における音速補正装置及びその方法
JP2951045B2 (ja) 超音波反射強度測定装置
RU2090984C1 (ru) Способ измерения чувствительности гидрофона в морских условиях методом сравнения в диапазоне низких частот
JPH07239227A (ja) 層厚計測方法、およびその装置
JP3390673B2 (ja) 水位計測法
CN114118178B (zh) 一种排水水体流速分布的测量方法
JPH06317677A (ja) 超音波積雪深測定法と超音波積雪深測定装置
JPH02287182A (ja) 超音波ドップラ方式対地速度計
JP3506604B2 (ja) 航行物体までの距離検出装置および距離検出方法
US3909772A (en) Expendable volume reverberation profiler
JP2780157B2 (ja) 音響による汽水域塩分躍層の動態観測方法
JP2801997B2 (ja) 潮流測定方法
SU1751706A1 (ru) Способ идентификации морских осадков по характеристикам отраженных акустических сигналов
JP2001141438A (ja) 底泥厚測定装置