NO20090529L

NO20090529L - Sensor module with temperature compensation for painting underwater distances

Info

Publication number: NO20090529L
Application number: NO20090529A
Authority: NO
Inventors: Henning Skjold-Larsen
Original assignee: Henning Skjold-Larsen
Priority date: 2009-02-03
Filing date: 2009-02-03
Publication date: 2010-08-04
Also published as: NO331379B1

Abstract

Oppfinnelsen omfatter en sensormodul, et system og en fremgangsmåte for nøyaktig måling og beregning av avstand mellom to lokasjoner under vann. Dette oppnås ved å måle temperaturen i vannet på ulike lokasjoner og samordne disse verdiene for nøyaktig beregning av avstander under vann ved å benytte reell lydutbredelseshastighet i vannet ved bruk av målte vanntemperaturer.The invention comprises a sensor module, a system and a method for accurately measuring and calculating the distance between two locations underwater. This is achieved by measuring the temperature of the water at different locations and coordinating these values for accurate calculation of distances underwater by using real sound propagation velocity in the water using measured water temperatures.

Description

IntroduksjonIntroduction

Den foreliggende oppfinnelsen omfatter en sensormodul, et system og en fremgangsmåte for nøyaktig måling og beregning av avstand mellom lokasjoner under vann. The present invention comprises a sensor module, a system and a method for accurate measurement and calculation of distance between locations under water.

Bakgrunn for oppfinnelsenBackground for the invention

Måling av korrekte avstander under vann ved hjelp av sonar eller ekkolodd er et velkjent problem, siden lydutbredelseshastigheten under vann er avhengig av flere faktorer som vanntemperatur, saltinnhold, trykk osv. Disse vil variere avhengig av lokasjon, årstid, strømningsforhold etc. Det er vanntemperaturen som har størst påvirkning for måleresultatet. Measuring correct distances underwater using sonar or sonar is a well-known problem, since the speed of sound propagation underwater depends on several factors such as water temperature, salinity, pressure, etc. These will vary depending on location, season, flow conditions, etc. It is the water temperature that has the greatest influence on the measurement result.

Eksempelvis kan havbunnen målt på en lokasjon med et ekkolodd vises mange meter under eller over den faktiske dybden på havbunnen. Dette vil kunne både forvirre og skape farlige situasjoner. For example, the seabed measured at a location with an echo sounder can appear many meters below or above the actual depth of the seabed. This can both confuse and create dangerous situations.

Problemet forsterkes ved målinger på store havdyp, eller over store avstander under vann. The problem is exacerbated by measurements at great ocean depths, or over great distances under water.

Det finnes i dag ulike innretninger for å måle avstander under vann med et måleprinsipp som omfatter utsendelse og mottak av lydbølger. Mange av disse benytter en fast hastighet på 1500 m/s for utbredelse av lydbølger, eller hvor lydhastigheten i vann "settes" manuelt ved å slå opp lydhastigheten i vann ved gitt temperatur. Today, there are various devices for measuring distances under water with a measuring principle that includes sending and receiving sound waves. Many of these use a fixed speed of 1500 m/s for the propagation of sound waves, or where the speed of sound in water is "set" manually by looking up the speed of sound in water at a given temperature.

Imidlertid finnes det noen innretninger som har en temperatursensor innlemmet for å måle temperaturen lokalt i vannet hvor innretningen er plassert. Ulempen ved slike systemer er at en målt vanntemperatur lokalt der hvor for eksempel et ekkolodd befinner seg kan være svært forskjellig fra vanntemperaturen langs den totale utbredelsesbanen til lydbølgene. Dette vil spesielt være tilfellet over store avstander. However, there are some devices that have a temperature sensor incorporated to measure the temperature locally in the water where the device is placed. The disadvantage of such systems is that a measured water temperature locally where, for example, an echo sounder is located can be very different from the water temperature along the total propagation path of the sound waves. This will especially be the case over long distances.

Vanntemperatur i vertikal retning forandrer seg med dybden. Varmt vann stiger opp, og kaldt vann synker ned. I tillegg vil sola varme opp overflatevannet. Water temperature in the vertical direction changes with depth. Hot water rises, and cold water sinks. In addition, the sun will heat up the surface water.

Vanntemperaturen i horisontal retning vil også kunne variere avhengig av avstander og hvor en foretar målinger. Eksempelvis vil vann nær land ha høyere temperatur enn vann som er lengre fra land. The water temperature in a horizontal direction can also vary depending on distances and where measurements are taken. For example, water close to land will have a higher temperature than water that is further from land.

Avstanden mellom to punkter er gitt ved tid multiplisert med hastighet. Prinsippet for sonar eller ekkolodd er å sende ut pulsede lydbølger under vann, og måle tiden det tar før en mottar de samme reflektere lydbølgene. Avstanden er i dette tilfellet gitt ved tid multiplisert med hastighet, og hvor disse divideres med 2. The distance between two points is given by time multiplied by speed. The principle of sonar or sonar is to send out pulsed sound waves underwater, and measure the time it takes before you receive the same reflected sound waves. In this case, the distance is given by time multiplied by speed, and where these are divided by 2.

Grunnet ulike vannsjikt med forskjellige temperaturer, saltinnhold etc. vil dette som nevnt påvirke hastigheten for utbredelsen av lydbølger, som igjen direkte vil påvirke beregnet avstand. Due to different layers of water with different temperatures, salinity etc., this will, as mentioned, affect the speed of propagation of sound waves, which in turn will directly affect the calculated distance.

Dersom en for eksempel på en dybde på 1000 meter benytter 1500 m/s for hastigheten på utbredelse av lydbølger, mens den reelle hastigheten er 1515 m/s vil avviket bli +10 meter. Tilsvarende vil en få et avvik på - 10 meter dersom den reelle lydhastigheten er 1485 m/s. If, for example, at a depth of 1000 meters one uses 1500 m/s for the speed of propagation of sound waves, while the real speed is 1515 m/s, the deviation will be +10 meters. Correspondingly, you will get a deviation of - 10 meters if the real speed of sound is 1485 m/s.

Det å operere og styre ulike innretninger med høy presisjon under vann med en såpass stor usikkerhet som ±10 meter kan føre til uheldige situasjoner som skade på eller tap av utstyr. Eksempelvis kan nevnes tråleoperasjoner i nærheten av rørledninger eller annet sensitivt utstyr. For å være sikker på at en ikke kommer for nære undervannsinstallasjoner bruker trålere i dag ekstra lang tid på å passere et visst område for å være sikker på at en går klar av slike installasjoner. Operating and controlling various devices with high precision underwater with an uncertainty as large as ±10 meters can lead to unfortunate situations such as damage to or loss of equipment. Examples include trawl operations near pipelines or other sensitive equipment. To make sure that one does not get too close to underwater installations, trawlers today spend an extra long time passing a certain area to make sure that one goes clear of such installations.

Den foreliggende oppfinnelsen løser det nevnte foreliggende problemet ved å måle temperaturer på minst to ulike steder langs banen som lyden vil bre seg for så å samordne disse i en mer nøyaktig beregning av avstander under vann. Dette gjøres ved å overføre reell målt temperatur eller beregnet lydhastighet til en enhet som utfører beregning av dybde. En vil da oppnå større nøyaktigheter ved måling av avstander under vann. The present invention solves the aforementioned present problem by measuring temperatures at at least two different places along the path along which the sound will spread in order to coordinate these in a more accurate calculation of underwater distances. This is done by transferring real measured temperature or calculated sound speed to a unit that performs depth calculation. Greater accuracy will then be achieved when measuring distances under water.

Resultatet er at deteksjon av eksempelvis havbunn eller fiskestimer med ekkolodd eller sonar, og avstandsmålinger vil bli vesentlig mer nøyaktig enn hva som i dag er tilfellet. The result is that detection of, for example, the seabed or shoals of fish with sonar or sonar, and distance measurements will be significantly more accurate than is currently the case.

Sammendrag av oppfinnelsenSummary of the invention

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en sensormodul, et system og en fremgangsmåte for nøyaktig måling og beregning av avstand mellom lokasjoner under vann. The purpose of the present invention is to provide a sensor module, a system and a method for accurate measurement and calculation of distance between locations under water.

Sensormodul en er kjennetegnet ved at den omfatter midler for å måle temperaturer og beregne avstander i vannet, og hvor sensormodulen videre er kjennetegnet ved at den omfatter kommunikasjonsmidler for å kommunisere målte og/eller beregnede verdier til én eller flere enheter for nøyaktig beregning av avstander under vann ved å benytte reell lydutbredelseshastighet i vannet ved bruk av de målte Sensor module one is characterized in that it includes means for measuring temperatures and calculating distances in the water, and where the sensor module is further characterized in that it includes communication means for communicating measured and/or calculated values to one or more units for accurate calculation of distances under water by using real sound propagation speed in the water using the measured ones

vanntemperaturene.the water temperatures.

Systemet er kjennetegnet ved at det omfatter minst to av de nevnte sensormodul ene plassert ved eller i nærheten av hver av nevnte lokasjoner som avstanden skal finnes mellom, og hvor sensormodulene omfatter midler for å måle temperaturer og beregne avstander i vannet ved sine respektive lokasjoner, samt kommunikasjonsmidler for å kommunisere målte og/eller beregnede verdier til én eller flere beregningsenheter som omfatter midler for nøyaktig beregning av avstander under vann ved å benytte reell lydutbredelseshastighet i vannet ved de målte temperaturene. The system is characterized by the fact that it includes at least two of the aforementioned sensor modules located at or near each of the aforementioned locations between which the distance must be found, and where the sensor modules include means for measuring temperatures and calculating distances in the water at their respective locations, as well as communication means for communicating measured and/or calculated values to one or more calculation units comprising means for accurate calculation of underwater distances by using real sound propagation velocity in the water at the measured temperatures.

Fremgangsmåten er kjennetegnet ved at den omfatter bruk av minst to sensormoduler plassert ved eller i nærheten av nevnte lokasjoner, og hvor sensormodulene omfatter midler for å måle temperaturer og beregne avstander i vannet ved sine respektive lokasjoner, samt bruk av kommunikasjonsmidler for å kommunisere målte og/eller beregnede verdier til én eller flere beregningsenheter som omfatter midler for nøyaktig beregning av avstander under vann ved å benytte reell lydutbredelses-hastighet i vannet ved de målte temperaturene. The method is characterized by the fact that it includes the use of at least two sensor modules placed at or near said locations, and where the sensor modules include means for measuring temperatures and calculating distances in the water at their respective locations, as well as the use of communication means to communicate measured and/or or calculated values to one or more calculation units which include means for accurate calculation of distances under water by using real sound propagation speed in the water at the measured temperatures.

Oppfinnelsen er definert i de selvstendige kravene i det tilhørende kravsettet, og med ytterligere trekk og utførelser slik disse fremkommer i de tilhørende uselvstendige kravene. The invention is defined in the independent claims in the associated set of claims, and with further features and embodiments as these appear in the associated non-independent claims.

Detaljert beskrivelseDetailed description

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å utvikle systemer som gir større nøyaktighet og mer pålitelig informasjon for bruk i ulike operasjoner som utøves under vann. Løsningen har stor betydning for flere av de operasjoner som foregår under vann, for eksempel innen fiskeri og offshore. Oppfinnelsen vil ha betydning for operasjon av utstyr, detektering av fisk, sleping av redskap for fangst av fisk, skyting av seismikk etc. Andre områder hvor oppfinnelsen med fordel kan benyttes er ved installasjon av f.eks. rørledninger, undervannskabler. The purpose of the present invention is to develop systems that provide greater accuracy and more reliable information for use in various operations carried out underwater. The solution is of great importance for several of the operations that take place underwater, for example in fisheries and offshore. The invention will be important for the operation of equipment, detection of fish, towing of equipment for catching fish, shooting of seismic etc. Other areas where the invention can be advantageously used are when installing e.g. pipelines, underwater cables.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet med henvisning til de vedlagte figurene hvor: Figur 1 viser en sensormodul i henhold til oppfinnelsen; Figur 2 viser et system med flere sensormoduler for å optimalisere avstands og dybdemålinger, og Figur 3 viser et system for praktisk anvendelse av flere sensormoduler for optimalisering av en tråleoperasjon. Figur 1 viser en sensormodul 100 i henhold til oppfinnelsen som er til bruk for nøyaktig måling og beregning av avstand mellom lokasjoner under vann. Sensormodulen 100 omfatter temperatursensor 110, avstandsmålingsmidler 120, og beregningsmidler 130, og er kjennetegnet ved at den ytterligere omfatter kommunikasjonsmidler 140 for å kommunisere målte og/eller beregnede verdier til én eller flere enhet(er) for nøyaktig beregning av avstander under vann ved å benytte reell lydutbredelseshastighet i vannet ved bruk av målte vanntemperaturer. The invention will now be described in more detail with reference to the attached figures where: Figure 1 shows a sensor module according to the invention; Figure 2 shows a system with several sensor modules to optimize distance and depth measurements, and Figure 3 shows a system for practical application of several sensor modules to optimize a trawl operation. Figure 1 shows a sensor module 100 according to the invention which is used for accurate measurement and calculation of distance between locations under water. The sensor module 100 comprises temperature sensor 110, distance measuring means 120, and calculation means 130, and is characterized in that it further comprises communication means 140 for communicating measured and/or calculated values to one or more unit(s) for accurate calculation of distances under water by using real sound propagation speed in the water using measured water temperatures.

I én utførelse er nevnte enhet for nøyaktig beregning av avstander under vann innlemmet i sensormodulen 100, mens denne enheten i en annen utførelse er innlemmet i andre enheter som sensormodulen 100 kommuniserer med. In one embodiment, said unit for accurate calculation of underwater distances is incorporated into the sensor module 100, while in another embodiment this unit is incorporated into other units with which the sensor module 100 communicates.

Sensormodulen 100 består av en kropp, og er utstyrt med strømforsyningskilde, elektronikk for behandling av data. The sensor module 100 consists of a body, and is equipped with a power supply source, electronics for processing data.

Avstandsmålingsmidlene 120 i sensormodulen 100 omfatter sonar og ekkolodd for utsendelse og mottak av lydbølger, og hvor beregningsmidlene 130 er avstands-beregningsmidler. The distance measurement means 120 in the sensor module 100 comprise sonar and sonar for sending and receiving sound waves, and where the calculation means 130 are distance calculation means.

Sensormodulen 100 kan også fungere som en loggeinnretning for å logge målte temperaturer over tid ved at den ytterligere omfatter midler for å logge målte temperaturer og dybder og eventuelt lokasjon over tid for senere overføring av disse verdiene for samordning med de nevnte midlene for beregning av nøyaktig avstand mellom de nevnte lokasjonene. The sensor module 100 can also function as a logging device for logging measured temperatures over time in that it further comprises means for logging measured temperatures and depths and possibly location over time for later transmission of these values for coordination with the aforementioned means for calculating exact distance between the mentioned locations.

I en mer avansert utførelse kan den også omfatte midler for å måle saltinnhold og strømning i vannet for bruk til ytterligere justering for reell lydutbredelseshastighet i vannet. In a more advanced embodiment, it may also include means for measuring salinity and flow in the water for use in further adjusting for real sound propagation velocity in the water.

Sensormodulen kan være av typen enkelt funksjon, multifunksjon, eller multifunksjon hvor den enkelte funksjon kan fjernaktiveres. The sensor module can be of the single-function, multi-function, or multi-function type where the individual function can be remotely activated.

I tillegg til at sensormodulen 100 omfatter en temperatursensor for å måle vanntemperaturen kan den også omfatte dybdemåler (trykkmåler), eller høydemåler eller både dybde- og høydemåler. In addition to the sensor module 100 comprising a temperature sensor to measure the water temperature, it can also comprise a depth gauge (pressure gauge), or altimeter or both depth and altimeter.

I nok en utførelse kan sensormodulen 100 omfatte avstandssensor med en eller flere transpondere, gjerne i kombinasjon med dybdemåler og/eller høydemåler. In yet another embodiment, the sensor module 100 can comprise a distance sensor with one or more transponders, preferably in combination with a depth gauge and/or altimeter.

En eller flere sensormoduler 100 kan monteres på havbunn, på faste installasjoner under vann, elementer som installeres under vann, samt legemer som slepes eller beveger seg autonomt. One or more sensor modules 100 can be mounted on the seabed, on fixed installations under water, elements that are installed under water, as well as bodies that are towed or move autonomously.

Lydhastighetskorreksjon kan gjøres ved benyttelse av en, to, eller flere sensormoduler 100. Sound speed correction can be done by using one, two or more sensor modules 100.

Korreksjonen kan enkelt gjøres ved at temperaturmålingen foretatt av én sensormodul 100 benyttes alene, f.eks. i avstandsmålinger som foretas på samme dyp, hvor det er lite eller ingen strøm. Korreksjon kan også foretas ved at temperaturer målt på to eller flere steder midles, f.eks. temperatur målt i overflaten av en temperatursensor på et skip, og sensormodulen 100 som er festet på et legeme, f.eks. en trål. Korreksjon kan også foretas mer nøyaktig ved at sensormodulene registreringer temperaturene i forskjellige vannsjikt når de senkes (gjerne festet til et utstyr), f.eks. ved skyting av trål vil en på denne måten beregne lydhastigheten på en mer nøyaktig måte. The correction can be easily made by using the temperature measurement made by one sensor module 100 alone, e.g. in distance measurements made at the same depth, where there is little or no current. Correction can also be made by averaging temperatures measured at two or more locations, e.g. temperature measured in the surface by a temperature sensor on a ship, and the sensor module 100 which is attached to a body, e.g. a trawl. Correction can also be made more precisely by the sensor modules recording the temperatures in different water layers when they are lowered (preferably attached to a piece of equipment), e.g. when shooting trawls, one will in this way calculate the speed of sound in a more accurate way.

Behandling og kalibrering av dataene kan enten gjøres i sensormodulene 100, f.eks. ved målinger på ett dyp, eksempelvis ved avstandsmålinger, eller mest vanlig direkte i en mottakerenhet som er en enhet for nøyaktig beregning av avstander under vann ved å benytte reell lydutbredelseshastighet i vannet ved bruk av målte vanntemperaturer, eller i utstyr tilknyttet denne, eksempelvis loggeprogrammer for havforskningsformål. Processing and calibration of the data can either be done in the sensor modules 100, e.g. for measurements at one depth, for example for distance measurements, or most commonly directly in a receiver unit which is a unit for accurate calculation of distances under water by using real sound propagation speed in the water using measured water temperatures, or in equipment associated with this, for example logging programs for marine research purposes.

Informasjon fra sensormodulen 100 overføres fortrinnsvis akustisk, men dette kan også gjøres ved hjelp av kabel. Som nevnt kan også registreringer lagres i sensormodulen 100 for senere overføring til en enhet for behandling og beregning. Overføring av data kan dermed skje umiddelbart målingen er foretatt, eller så kan data alternativt samles opp og overføres i blokker. Information from the sensor module 100 is preferably transmitted acoustically, but this can also be done by means of a cable. As mentioned, registrations can also be stored in the sensor module 100 for later transfer to a unit for processing and calculation. Transfer of data can thus take place immediately after the measurement has been made, or data can alternatively be collected and transferred in blocks.

I de følgende punktene beskrives kort ulike applikasjoner med bruk av den nevnte sensormodulen 100. In the following points, various applications using the aforementioned sensor module 100 are briefly described.

Figur 2 viser et system med flere sensormoduler for å optimalisere dybdemålinger. Her kan sensorenhetene 100 sende og motta signaler fra hverandre for å bestemme korrekt avstand korrigert for temperatur. Figure 2 shows a system with several sensor modules to optimize depth measurements. Here, the sensor units 100 can send and receive signals from each other to determine the correct distance corrected for temperature.

Temperaturfølere i sensormodulene 100 programmerer avstansmålerne i de samme modulene med riktig lydhastighet enten på det stedet sensormodulen befinner seg, eller midlet, eller ved et beregnet snitt av de sensormoduler som kommuniserer med hverandre. Temperature sensors in the sensor modules 100 program the distance meters in the same modules with the correct sound speed either at the place where the sensor module is located, or the medium, or by a calculated section of the sensor modules that communicate with each other.

Sensorenhetene kan i tillegg måle dybde ved at de omfatter ekkolodd. GPS og symmetrisensor kan også innlemmes i et slikt system. Avstanden beregnes ved at lydhastigheten beregnes som beskrevet ved temperaturfølere på sensormoduler på fartøy. Dybdemåling får en fra ekkolodd. Utseilt distanse kan en få fra GPS. Dermed vil en finne avstandsforskjeller mellom fartøy og sensormoduler 100. The sensor units can also measure depth by incorporating echo sounders. GPS and a symmetry sensor can also be incorporated into such a system. The distance is calculated by calculating the speed of sound as described for temperature sensors on sensor modules on vessels. Depth measurement is obtained from sonar. Sailed distance can be obtained from GPS. In this way, distance differences between vessels and sensor modules 100 will be found.

Symmetrisensor kan brukes for detektere om åpningen på en trålpose slepes symmetrisk etter et fartøy. En trålpose er i symmetri når den er speilvendt om en linje som går langs trålen, fra midtpunktet på overtelna til enden på trålposen. The symmetry sensor can be used to detect whether the opening of a trawl bag is towed symmetrically after a vessel. A trawl bag is in symmetry when it is mirrored about a line that runs along the trawl, from the center of the upper tentacle to the end of the trawl bag.

I en utførelse kan dette gjøres ved at det symmetrisk på hver side av trålposen monteres sendere/transpondere som sender signaler samtidig til fartøyet. Transponderne kan stå i signalforbindelse med hverandre for å synkronisere sin signalutsendelse til fartøyet. Detektert forskjell i ankomsttid av signaler ved fartøyet vil angi om transponderne har like lang avstand fra fartøyet, og dermed om en trålpose slepes symmetrisk etter et fartøyet. Denne informasjonen kan brukes til å regulere trålvinsjer enten manuelt eller automatisk. In one embodiment, this can be done by mounting transmitters/transponders which send signals simultaneously to the vessel symmetrically on each side of the trawl bag. The transponders can be in signal connection with each other to synchronize their signal transmission to the vessel. A detected difference in the arrival time of signals at the vessel will indicate whether the transponders have the same distance from the vessel, and thus whether a trawl bag is towed symmetrically after a vessel. This information can be used to regulate trawl winches either manually or automatically.

Sensormoduler 100 kan videre omfatte sonar for å måle høyde, og kommunisere måleverdier til et fartøy for videre bearbeiding av mottatte data. Sensor modules 100 can further include sonar to measure height, and communicate measurement values to a vessel for further processing of received data.

Sensormodulene 100 kan sende hver for seg, eller samlet, temperaturdata og eventuelt andre data akustisk til en hydrofon som kan være montert på et fartøy, og som står i forbindelse med en mottaker/prosesseringsenhet som foretar korrigering av avstandsmålingene basert på korrigert lydhastighet. Basert på tidsforskjeller i overføring av signaler fra de forskjellige sensormodulene til hydrofonen, vil prosessorenheten beregne forskjell i avstander fra fartøyet til de enkelte sensorer. The sensor modules 100 can send individually, or together, temperature data and possibly other data acoustically to a hydrophone which can be mounted on a vessel, and which is in connection with a receiver/processing unit which corrects the distance measurements based on corrected sound speed. Based on time differences in the transmission of signals from the various sensor modules to the hydrophone, the processor unit will calculate the difference in distances from the vessel to the individual sensors.

Systemet kan brukes til styring av vinsjer. En bruker da to eller flere sensormoduler 100 og en symmetrisensor. Vinsjene styres manuelt på informasjon fra symmetrisensor og/eller avstand mellom sensormoduler 100 og/eller avstandsforskjeller mellom fartøy og sensormoduler og/eller dybde- og/eller høydeinformasjon fra sensormodulene 100. Ved å ha automatisk styring av vinsjene vil en få et enkelt trålstyringssystem. The system can be used to control winches. One then uses two or more sensor modules 100 and a symmetry sensor. The winches are controlled manually based on information from the symmetry sensor and/or distance between sensor modules 100 and/or distance differences between vessel and sensor modules and/or depth and/or height information from the sensor modules 100. By having automatic control of the winches, you will get a simple trawl steering system.

Figur 3 viser et system for praktisk anvendelse av oppfinnelsen ved bruk av flere sensormoduler 100 for optimalisering av en tråleoperasjon. Viktige aspekter for optimal styring av en trål er tilstrebing av optimal trålgeometri og tauehastighet under hele trålhalet, også ved endringer av kurs, motorturtall, propeller pitch, vinsjer og endring av vinkler på tråldører og loddanordning. Det sier seg selv at dette er en komplisert prosess som krever nøyaktig informasjon. Figure 3 shows a system for practical application of the invention using several sensor modules 100 for optimizing a trawl operation. Important aspects for optimal management of a trawl are striving for optimal trawl geometry and towing speed under the entire trawl tail, also when changing course, engine speed, propeller pitch, winches and changing angles on trawl doors and plumb line. It goes without saying that this is a complicated process that requires accurate information.

Oppfinnelsen gjør det mulig å tilpasse styringsparametrene, nevnt ovenfor, til hverandre. Trålens geometri endres ved endrede bunnforhold, endrede tråldyp, fart og retning på undervannsstrømmer, fyllingsgrad osv. The invention makes it possible to adapt the control parameters, mentioned above, to each other. The geometry of the trawl is changed by changed bottom conditions, changed trawl depth, speed and direction of underwater currents, degree of filling, etc.

Endring i hver av styringsparametrene gjør det ikke mulig å få til en optimal trålgeometri. Kun kombinasjon av endringer i to eller flere parametere samtidig, avhengig av forholdene, gjør det mulig å oppnå optimal trålgeometri, posisjonering av trålen og korrekt tauehastighet (trålens hastighet gjennom sjøen). Changing each of the control parameters does not make it possible to achieve an optimal trawl geometry. Only a combination of changes in two or more parameters at the same time, depending on the conditions, makes it possible to achieve optimal trawl geometry, positioning of the trawl and correct towing speed (speed of the trawl through the sea).

Sensormodulene 100 er plassert på tråldør og ved åpningen til trålposen. Sensormodulene sender et signal til en transponder 210 som vil svare med å sende et signal tilbake. Tiden dette signalet tar vil bli målt. Vanntemperaturen vil også bli målt. Et slikt system vil sørge for nøyaktig måling og beregning av avstander mellom tråldører og åpningen på trålposen. Dette vil igjen kunne gi optimal informasjon for styring av vinsjer, motor og propeller på skip, og også til undervannsmoduler som styring av en trålepose. The sensor modules 100 are placed on the trawl door and at the opening of the trawl bag. The sensor modules send a signal to a transponder 210 which will respond by sending a signal back. The time this signal takes will be measured. The water temperature will also be measured. Such a system will ensure accurate measurement and calculation of distances between trawl doors and the opening of the trawl bag. This in turn will be able to provide optimal information for controlling winches, engines and propellers on ships, and also for underwater modules such as controlling a trawl bag.

Et slikt totalsystem vil innbefatte et flertall sensorenheter 100, ekkolodd, vinsjdata, sonar, trålsonar, GPS, vindmåler samt bølgemåler. Alle disse variablene vil koordineres for optimal og effektiv styring av trål. Such a total system will include a plurality of sensor units 100, sonar, winch data, sonar, trawl sonar, GPS, wind gauge and wave gauge. All these variables will be coordinated for optimal and efficient management of trawls.

Nok en anvendelse av fremgangsmåten og systemet er å feste minst to sensorenheter 100 til en seismisk kabel, på ulike fra hverandre plasserte lokasjoner, for å bestemme den nøyaktige avstanden mellom dem og dermed profilen som streamerkabelen til enhver tid har. I og med at en streamerkabel kan være flere km lang kan der være gunstig å korrigere for ulike hastighetsprofiler i vannet. Yet another application of the method and system is to attach at least two sensor units 100 to a seismic cable, at various spaced locations, to determine the exact distance between them and thus the profile that the streamer cable has at any given time. As a streamer cable can be several km long, it can be beneficial to correct for different speed profiles in the water.

En annen anvendelse er oppdatering av bunnkart ved bruk av korrigerte dybde/høyde informasjoner fra sensormoduler 100. Ved bruk av den oppfinneriske fremgangsmåten og systemet kan en lage temperaturprofiler basert på tidspunkt og strømningsforhold. Det er velkjent at tidspunktet og årstiden som en foretar målinger vil kunne påvirke lydhastighetsutbredelsen i vann. Golfstrømmen bringer med seg varmere vann enn det som er i Nordsjøen. Vanntemperaturen i nærheten av Golfstrømmen vil derfor variere. Dette kan videreutvikles slik at en innlemmer informasjon om temperatur og strømningsforhold, slik at en kan utarbeide fangskart. Another application is updating bottom maps using corrected depth/height information from sensor modules 100. By using the inventive method and system, temperature profiles can be created based on time and flow conditions. It is well known that the time and season in which measurements are taken can affect the propagation of sound speed in water. The Gulf Stream brings with it warmer water than what is in the North Sea. The water temperature in the vicinity of the Gulf Stream will therefore vary. This can be further developed so that information on temperature and flow conditions is incorporated, so that catchment maps can be drawn up.

I et større oppsett kan det tenkes at et flertall båter innenfor et større område innrapporterer sine lokale oppdateringer av bunnkartet til en felles database, slik at et større område effektivt oppdateres. In a larger setup, it is conceivable that a majority of boats within a larger area report their local updates of the bottom chart to a common database, so that a larger area is effectively updated.

En fagmann på området vil innse at det finnes andre typer anvendelser av oppfinnelsen uten å avvike fra omfaget slik dette er definert i kravsettet. An expert in the field will realize that there are other types of applications of the invention without deviating from the scope as defined in the set of requirements.

Claims

1. Sensor module (100) for use for accurate measurement and calculation of distance between locations under water, comprising temperature sensor (110), distance measuring means (120), and calculation means (130), and where the sensor module (100) is characterized in that it further comprises communication means (140) for communicating measured and/or calculated values to one or more unit(s) for accurate calculation of underwater distances by using real sound propagation speed in the water using measured water temperatures.

2. Sensor module (100) according to claim 1, characterized in that the distance measuring means (120) comprise sonar and sonar for sending and receiving sound waves, and where the calculation means (130) are distance calculation means.

3. Sensor module (100) according to claim 1, characterized in that said unit for accurate calculation of distances under water is incorporated into the sensor module (100).

4. Sensor module (100) according to claim 1, characterized in that the sensor module (100) further comprises means for logging measured temperatures and depths over time for later coordination with the means for calculating the exact distance between the aforementioned locations.

5. Sensor module (100) according to claim 1, characterized in that the sensor module (100) further comprises means for measuring salt content and flow in the water for use for further adjustment for real sound propagation speed in the water.

6. Sensor module (100) according to claim 1, characterized in that it is a multi-function module that can be activated remotely.

7. System for accurate measurement and calculation of distances between underwater locations, characterized in that the system includes at least two sensor modules (100) placed at or near each of the aforementioned locations, and where the sensor modules (100) include means for measuring temperatures and calculating distances in the water at their respective locations, as well as communication means for communicating measured and/or calculated values to one or more calculation units (140) which include means for accurate calculation of underwater distances by using real sound propagation speed in the water at the measured temperatures.

8. System according to claim 7, characterized in that at least one sensor module (100) is mounted or connected to a vessel.

9. System according to claim 7, characterized in that the aforementioned calculation unit (140) is a separate unit mounted or connected to a vessel.

10. System according to claim 7, characterized in that the aforementioned calculation unit (140) comprises means for receiving information about distance at the aforementioned locations where the sensor modules (100) are located.

11. System according to claim 1, characterized in that at least one sensor module (100) is a multi-function module that can be remotely activated.

12. System according to one of the preceding requirements, characterized in that it further comprises more than two sensor modules (100) placed at different locations to calculate a set of precise distances between the locations.

13. System according to claim 12, characterized in that it further comprises means for accurate positioning of equipment used underwater based on accurate calculation of underwater distances.

14. Procedure for accurate measurement and calculation of distances between underwater locations, characterized in that the method includes the use of at least two sensor modules (100) placed at or near said locations, and where the sensor modules (100) include means for measuring temperatures and calculating distances in the water at their respective locations, as well as the use of communication means to communicate measured and/or calculated values to one or more calculation units (140) which include means for accurate calculation of distances under water by using real sound propagation speed in the water at the measured temperatures.

15. Procedure according to claim 14, characterized in that the aforementioned sensor units (100) are attached to each trawl door on a trawl bag to determine the exact distance between the opening on the trawl bag.

16. Procedure according to claim 14, characterized by attaching at least two sensor units (100) to a seismic cable, at variously spaced locations, to determine the exact distance between them and thus the profile that the streamer cable has at any given time.

17. Procedure according to claim 14, characterized in that one of the sensor units (100) is kept at rest at the surface of the water, while the other sensor unit, which includes a temperature sensor, is gradually lowered vertically towards the bottom to log temperature profiles in various layers of water as it passes from the surface to the bottom, and where this information is used to calculate the real water depth.

18. Procedure according to claim 14, characterized by the fact that the measurements and calculations carried out indicate real water depths which are logged in a database including location, real measured water depth, time and flow conditions, and where this information can be used to update existing bottom maps either in real time or afterwards.

19. Procedure according to claim 14, characterized in that a plurality of calculation units (140) calculate real water depths at the same time at different locations in a larger area, and where these measurements are reported to a common database, so that bottom maps for a larger area can be effectively updated with real water depth.