JPS62282286A - 流速測定方法 - Google Patents

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】

３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、超音波を利用して任意の深度における潮流を
測定する方法に係り、得に、潜水作業艇や、曳網漁業等
に好適な装置を提供するものである。 （従来の技術と問題点） 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
ることによってこれを得るものである。 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って行な
っている０例えば中層曳網漁業では曳網深度付近の潮流
の方向や流速を監視する必要がある。従来は、曳網深度
が変化する度に手動で測定深度を変更していた。漁坊作
業も近年省力化の必要性が益々高まり、上述のような場
合魚群深度の潮流データが自動的に取れれば便利である
。 又水中作業艇の存在深度の潮流を母船で常時観測したい
場合もあり、これが自動化されれば便利である。 （問題点を解決するための手段及び作用）本発明は、測
深機又は魚群探知機で得た反射体深度に基づいて潮流計
の対水反射波ゲートを自動的に反射体深度に移動保持さ
せるものであり、反用ゲートを自動的に開くようにする
。このようにすることにより１反射体の深度が変化して
も人手を要することなく、変化後の深度位置における潮
流が自動的に観測できる。 （実施例） 第１図は、本発明の実施例を示すブロック系統図であっ
て、１は周期的パルスを発振するパルス発掘器、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、水中の所定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って、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
セットされる。１０は流速、流向測定深度すなわち水面
を基準とした深度を設定するための深度信号発生器であ
って、魚群探知機１１により得られる友射物体の信号の
うち海底反射波を除去して海面から反射物体までの深度
Ｄ（第２図Ｃ）に対応するディジタル信号を発生する。 なお、反射波中より海底反射波を除去する技術は公知で
あるので省略するが水底波選出器６の出力を利用すれば
よい。 １２は深度信号発生器１０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２１１算出器で具体的
にはＲ＝　−Ｄを算出する。ここでθはＣＯＳθ 超音波ビームの垂直方向を基準とした偏角である。 算出器１２の出力により上記一定時間がカウンタ９にプ
リセットされる。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、１Ｂは周波
数差成分検出器

【５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ｒｉｊ４算装置の出力の表示器であって、ディジタル
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。又潮流速演算装置１８の出力は魚群探知機１１
の表示系に入力されている。 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は発射された超
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
微少物体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、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違す
る。受波信号は交流のまま第２図す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１４に入力
される。ここでＷｌ、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っ
て、水底波（第２図Ｆ、　Ｆ・・・）を検出するが４　
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。 一方、魚群探知機１１で探知された魚群深度に相当する
深度位置でゲート回路１３が作動されるのでその時点で
帰来した反射波が連続波発生回路１４に供給される。こ
の反射波の周波数は魚群深度における潮流に対する測定
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
。 したがって、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、船の対水速度を代表する連続
波発生回路１４の出力の差は魚群深度における潮流を代
表することになる。周波数差検出器１５はこの差成分を
検出して潮流速演′Ｘ装置１６に供給する。演算装置１
６では周波数を速度に換算して測定深度と共に表示器１
７に供給して流速を適当な態様で表示せしめる。 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っ
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。 又実際には、−回の魚群探知により複数深度から反射が
得られることがあるが、この場合は追尾目標を記録上で
選定して、手動選定した上で自動追尾に切換えればよい
。 又自動追尾中の潮流情報を魚群探知機の記録中に表示で
きれば便利であるので次にこの実施例を説明する。 第３図は第１図の魚群探知機１１の主要なブロック図を
示し、第４図は第３図主要部の電気的波形図を示す。 第３図において、１８は魚群探知機で汎用される超音波
の送受波器、１９は超音波帯の周期的高周波パルスの送
信機であって、魚群探知機用汎用記録器４１のトリがパ
ルス（第４図ａ）でｗＪ振され送受切換器２０を介して
送受波器１３を駆動する。２１は送受波器１８に対する
増巾器、２２は増巾器２１に対する雑音除去器で例えば
積分器により構成される。２３は魚判別器であって、周
知の海底判別器を利用して海底を消去したものである。 魚判別器２３の出力はラッチ回路２４．２５に供給され
る。 ４２は深度計数用のカウンタであって、ラッチ回路２４
．２５と共に記録器２ｏのトリガー信号によりリセット
され且つ出力はラッチ回路２４．２５に供給される。 ２日はラッチ回路２４．２５の出力に基づき下記魚群の
中心深度（第４図ｄ）Ｄｆ（すなわち魚群の中心深度）
を算出する＠算器である。 ２７は判定回路で演算器２６の出力と後述のラッチ回路
２日の出力との差が所定値α以下なら出力を送出する。 ２日はラッチ回路であり、判定回路２７の出力送出時の
演算器２６の出力又は設定器２９の出方を記憶する。３
０は肩出力を選択するスイッチであり。 押ボタン３１を作動した場合に瞬間的に可動接片Ｃを固
定接点Ｂ側に投入する。ランチ回路２８の出方は第１図
Ｑし深度信号発生器１０、判定回路２７及び比較回路３
２に入力されている。比較回路３２はカウンタ４２の出
力とラッチ回路２８の出力が一致した時に加算器３３に
出力を送出する。 比較回路３４．３５は、第１図の潮流速演算装置１６の
出力とカウンタ４２の出力が一致したときに、出力を加
算器３３に送出する。 加算器３３の出力は増巾器３日を介して記録器４１に供
給されている。 第４図を参照して上述の装置の動作を説明する。 魚群探知機４１を作動させると、記録器４１から第４図
ａに示すトリガパルスが送＠機１９に送出されこれを駆
動する。送信機１９により励振される送受波器】８から
第４図すに示す反射信号出力が得られたとする。ここで
、Ｎ、Ｎは雑音、Ｆは魚群、Ｂは海底をそれぞれ代表す
るものとする。 この受信信号は送受切換器２０．増巾器２１を介して雑
音除去器２２に供給され、ここで、第４図Ｃに示すよう
に漏音Ｎ７、Ｎ２が除去され、魚群信号Ｆ、海ｇ、信号
Ｂが整形される。さらにこの出力は第３図に示す魚判別
器２３によりｄに示すようにか群信号Ｆだけが選出され
ラッチ回路２４．２５に供給される。 一方第４図ａのトリが信号により、カウンタ４２がリセ
−／　トされ、同時にラッチ回路：）４．２５の記憶値
はＯにリセットされる。 魚群は第４図ｄに示すように水深Ｄ１からＤユまで分布
し、その中心深度はＤｆである。 ラッチ回路２４はｄに示す魚群信号Ｆ２の立上りでカウ
ンタ４２の値り、を記憶し、ラッチ回路２５は魚群信号
Ｆ２の立下りでカウンタ４２の値Ｄ２を記憶する。 そして、演算器２８は魚群の中心深度を算出する。 判定器２７はラッチ回路２４．２５及び演算器２８の出
力により魚群の中心を自動追尾する。すなわち、ラッチ
回路２８には一送信前の受波信号に基づく魚群中心深度
が記憶され出力される０判定器２７はラッチ回路２８の
出力と今回の受渡信号に基づいて魚群中心深度である。 演算器２６の出力を比較し、その差がα以内ならば第４
図ｅに示す出力信号Ｅを送出する。 ここで、αの値は魚群の深度方向の最大移動速度にもと
づいて予め定められた値である０判定器２７で一送信前
の魚群中心深度と今回のそれを比較することにより他の
魚群を追尾することを防止している。 判定器２７が出力信号Ｅ（第４図）を送出すると。 その立上りでスイッチ３０を通して今回の受＠信号にも
とづく魚群中心深度Ｄｆがラッチ回路２８に記憶される
。 設定器２９とスイッチ３１は追尾する魚群を指定するた
めに使用される。すなわち設定器２９で記録紙に記録さ
れた魚群の内で、追尾したい魚群の中心深度を設定し、
次にスイッチ３１を一瞬ＯＮにすると設定器２９の設定
値がスイッチ３０を通してラッチ回路２８に入力され、
スイッチ３１の出力するパルスの立上りでラッチ回路２
８に設定値が記憶される。これにより次の受波信号にも
とづく魚群の追尾は設定深度を中心にして±αの範囲で
行なわれることになる。 ラッチ回路２８の出力する魚群中心深度Ｄｆは深度信号
発生器（第１図１０）へも出力される。 演算器３８．３７及び比較器３２．３４．３５は記録紙
上にり、、　　Ｃ，・ＣＩを記録するための回路である
・第５図に示すように、発振線Ｔ、魚群Ｆ、海底Ｂを表
示するとすると、比較回路３２から出力される魚群中心
深度信号はＤ４のように記録され、魚群位置におけるｘ
、ｙ方向の潮流の流速はＣ，Ｃａ２ 線のように記録される。 この場合第１図の潮流演算装置１６より演算器３８゜３
７に供給されるも、Ｃ７値と演算器の出力Ｐとの間には
、 又は なる関係が成立する。 比較器３２はカウンタ４２の出力値とラッチ回路２日の
出力値が一致したときに出力を加算器３３に送出し、比
較器３４．３５はカウンタの出力値と演算器３８゜３７
の出力値ル、りが一致したときに加算器３３に出力を送
出する。加算器３３の出力は、記録用増巾器３Ｂを介し
て魚群探知機の記録器４１に供給される。 （他の実施例） 上述の実施例では、魚群の探知深度と同深度からの対水
反射波に基づき潮流を求めるものであるから、たまたま
魚群から潮流測定用の反射波が帰来すると、潮流ではな
く魚群の対地速度を測定することになる。 そこで使用上影響がない程度に、魚群存在深度からずれ
た深度の情報に基づき、潮流を測定してもよい。 次にこの場合の実施例を説明する。 第３図に点線で示した構成がそれであり、仮に魚群の上
限深度より上方βだけずれた深度の潮流を測定する場合
は、設定器３８により−βなる深度を設定する。この値
とラッチ回路２４の出力値が加算器３θにより加算され
、この値（Ｄ、−β）が判定器２７の出力（Ｅ）により
ラッチ回路４ｏでラッチされる。そしてこの値が第１図
の深度信号発生器ｌＯに供給される。 なお、上述の実施例において、魚群の中心深度Ｄ＋にお
ける反射波により潮流計算を行なえば、これが魚群の対
地速度を表示しており、さらに、上記魚群の中心深度へ
における流速と（Ｄ、−β）における流速との差が魚群
の対水速度を代表することになる。すなわち、ラッチ回
路２８．４０の百出力により同時又は交互に測定を行な
い、その差を取るように構成すればよい。 （発明の効果） 上述の説明により明らかな通り、本発明によれば、魚群
や、潜水艇の深度における潮流の方向と速度を自動的且
つ連続的に追尾測定できるので。 手動により測定深度を再設定する煩雑さを解決でき、魚
群発見時には、事前にその前方の潮流状況を知って曳１
網を適確に操作することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は第
１７要部の電気的波形図、第３図は、第１図の魚群探知
機１１の一構成例を示すブロック図、第４図は第３図の
要部電気的波形図、第５図は本発明による記録例を示す
記録図である。 ６・・・・・・水底波選出器 ８・・・・・・ゲート波生成回路 １０・・・・・・深度信号発生器 １１・・・・・・魚群探知機

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）超音波パルスを水中斜め下方向に指向して発射し、
   水中に存するプランクトン等の超音波に対し反射性を有
   する移動群からの反射波に基づき、その深度の潮流速度
   を測定する方法において、上記反射波を選出するゲート
   を、上記超音波パルスとは別個の超音波パルスで探知し
   た特定体の深度に基づく信号により制御してなる流速測
   定方法。 ２）上記特定体の深度Ｄ＿ｆをその特定体の上限深度Ｄ
   ＿１と下限深度Ｄ＿２とから、次式により決定すること
   を特徴とする請求範囲第１項記載の流速測定方法。 Ｄ＿ｆ＝（Ｄ＿１＋Ｄ＿２−Ｄ＿１）／２ ３）上記特定体の深度に基づいて信号は、上記特定体の
   上限深度に所定の一定値を減じて作成することを特徴と
   する請求範囲第１項記載の流速測定方法。 ４）上記特定体の深度に基づく信号は、上記特定体の下
   限深度に一定値を加えて作成することを特徴とする請求
   範囲第１項記載の流速測定方法。 ５）上記特定体の深度は、今回探知した深度が前回探知
   した深度から予め設定された一定距離以内の範囲内の離
   隔度である場合のみ有効とされる手段を有してなる特許
   請求範囲第１項記載の流速測定方法。