Przedmiotem wynalazku jest przystawka do echosondy dla oceny typu dna morskiego. Wynalazek dotyczy metrologii, zwlaszcza pomiarów hydroakustycznych w szczegól¬ nosci pomjarów i badania dna morskiego.Stan techniki. Nie sa znane przystawki do echosondy dla oceny typu dna morskiego. Brak jest wiec rozwiazan konstrukcyjnych, wspólpracujacych ze standardowymi echosondami w celu przet¬ worzenia sygnalu echa od dna dla oceny jego charakteru.Prawidlowe wyciagniecie informacji o typie dna mozliwe jest dopiero poprzez zastosowanie odpowiednich metod obróbki, pomiaru i prezentacji wyniku.Produkowane seryjnie echosondy rybackie i nawigacyjne posiadaja jedynie pogladowe odw¬ zorowanie sygnalu echa, a jego obróbka elektroniczna nie jest wystarczajaca dla obiektywnej interpretacji.Znane sa dwa rozwiazania opisane w amerykanskich opisach patentowych, dotyczace hydroa- kustycznego rozpoznawania dna.W opisie patentowym nr 3757287 opisany jest uklad oparty na systemie dwuprzetworniko- wym, holowanym na plywaku, w którym kazdy z przetworników promieniuje energie pod innym katem w stosunku do dna.W opisie patentowym nr 3555499 opisany jest oparty na echosondzie. Obejmuje on metode i urzadzenie do pomiaru strat przy odbiciu echa od dna. Metoda oparta jest na interpretacji algebraicznej równania hydrolokacyjnego i wprowadzeniu sygnalu echa do komputera anologo- wego, modelujacego poszczególne czlony równania. W efekcie dla kazdego impulsu echa nastepuje automatyczne przeliczenie wszystkich danych do okreslenia wlasciwosci odbijajacych dna. Odpo¬ wiedzia systemu jest napiecie proporcjonalne do biezacych wlasciwosci odbijajacych dna.Wada systemu jest duza komplikacja, spowodowana koniecznoscia dokladnego analogowego modelowania poszczególnych parametrów wplywajacych na sygnal echa (m. in. kazdorazowy pomiar glebokosci, impulsu nadawczego i in.). Zastosowana kompensacja strat propagacyjnych nie odpowiada rzeczywistym parametrom strat. Nie zastosowano procesu usredniania, odfiltrowu- jacego przypadkowe fluktuacje sygnalu. Nie zastosowano zasiegowej regulacji wzmocnienia, co ograniczylo dynamike sygnalów odbieranych. Nie uzyto praktycznej formy przekazania wyników2 koncowych w korelacji z echogramem oraz czytelnej kontroli prawidlowosci pracy — co podnosi bardzo wymagania od obslugi technicznej. Dodatkowo echosonda wspólpracujaca z urzadzeniem wymaga podporzadkowania swych parametrów pracy wymaganiom systemu.Istota wynalazku. Celem proponowanego rozwiazania jest zapewnienie uzytkownikowi stan¬ dardowej echosondy, ciaglej, czytelnej informacji dla oceny typu dna, znajdujacego sie w wycinku nadzwiekowionym przez impuls sondujacy, przy calkowitej niezaleznosci od ustawionych parame¬ trów pracy urzadzenia.Rozwiazanie obejmuje metode przyporzadkowania sygnalów hydroakustycznych wlasciwos¬ ciom odbijajacym dna oraz urzadzenie do przetwarzania sygnalów i prezentacji wyniku dla biezacej oceny typu dna morskiego. Urzadzenie to jest przystawka do standardowej echosondy rybackiej lub nawigacyjnej i wymaga doprowadzenia do niego sygnalu echa po pierwszym, wstepnym stopniu wzmacniacza odbiorczego.Odpowiednio istota rozwiazania wedlug wynalazku jest przystawka do echosondy dla oceny typu dna morskiego, majaca na wejsciu filtr pasmowy, polaczony z wejsciowym wzmacniaczem o zasiegowej regulacji wzmocnienia, a ten z kolei z detektorem amplitudy, którego zadaniem jest uzyskanie obwiedni echa. Wyjscie tego detektora polaczone jest z regulowanym ukladem progo¬ wym oraz z wejsciem linii opózniajacej. Wyjscie regulowanego ukladu progowego jest polaczone z generatorem dlugosci bramki pomiarowej a ten — z funktorem bramkujacym, którego wyjscie polaczone jest z wyjsciem linii opózniajacej. Funktor bramkujacy, poprzez który nastepuje wydzie¬ lenie sygnalu echa dna, polaczony jest z integratorem obwiedni, licznikiem impulsu oraz sprzezony jest wejsciem rejestratora graficznego wspólpracujacej echosondy. Integrator obwiedni polaczony jest z sumatorem calek obwiedni, a ten z funktorem bramkujacym oraz z wyjsciem komparatora cyfrowego. Komparator jest polaczony z licznikiem impulsów bramki, którego wyjscie odczyty¬ wane jest przez blok odczytu. Zadaniem komparatora jest zapewnienie sumowania calek co ustalona stala porcje impulsów echa. Wyjscie funktora bramkujacego jest równiez polaczone z wyjsciem komparatora, a wyjscie — z buforem sumatora. W ten sposób przeplyw informacji — przez funktor — odpowiada stalej porcji impulsów. Bufor sumatora jest polaczony z blokiem odczytu cyfrowego oraz z blokiem zapisu wartosci cyfrowej na rejestratorze graficznym echosondy.Dla automatycznej korekcji wartosci progu wydzielania echa od dna bufor sumatora alternatywnie moze byc sprzezony, poprzez konwerter cyfrowo-analogowy z regulowanym ukladem progowym.Przystawka jest wyposazona dodatkowo w symulator echa.Tak zaprojektowana przystawka realizuje postawiony cel.Objasnienie rysunku. Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, uwidaczniajacym przystawke w ukladzie blokowym.Przyklad wykonania wynalazku. Blokiem wejsciowym urzadzenia jest filtr pasmowy 1. Filtr 1 polaczony jest ze wzmacniaczem o zasiegowej regulacji wzmocnienia 2. Wyjscie wzmacniacza 2 polaczone jest z detektorem amplitudy 3, którego zadaniem jest uzyskanie obwiedni sygnalu echa.Wyjscie detektora 3 polaczone jest z regulowanym ukladem progowym 4 oraz wejsciem linii opózniajacej 5. Wyjscie regulowanego ukladu progowego 4 polaczone jest z generatorem dlugosci bramki pomiarowej 6. Generator dlugosci bramki pomiarowej 6 polaczony jest z funktorem bramkujacym 7, którego wyjscie polaczone jest z wyjsciem linii opózniajacej 5. Funktor bramku¬ jacy 7, poprzez który nastepuje wydzielenie sygnalu echa od dna, polaczony jest z integratorem obwiedni 8, licznikiem impulsów 15 oraz sprzezony jest wejsciem rejestratora graficznego wspól¬ pracujacej echosondy. Integrator obwiedni 8 polaczony jest z sumatorem calek obwiedni 9.Sumator 9 polaczony jest z funktorem bramkujacym 10 oraz wyjsciem komparatora cyfrowego 14.Komparator 14 polaczony jest z licznikiem impulsów bramki, którego wyjscie odczytywane jest przez blok odczytu 16. Zadaniem komparatora jest zapewnienie sumowania calek co ustalona stala porcje impulsów echa. Wejscie funktora bramkujacego 10 jest równiez polaczone z wyjsciem komparatora 14, a wyjscie z buforem sumatora 11. W ten sposób przeplyw informacji przez funktor 10 odpowiada stalej porcji impulsów. Bufor sumatora 11 polaczony jest z blokiem odczytu cyfrowego 12 oraz z blokiem zapisu wartosci cyfrowej 13 na rejestratorze graficznym echosondy.Dla automatycznej korekcji wartosci progu wydzielenia echa od dna bufor sumatora 11 alterna¬ tywnie moze byc sprzezony poprzez konwerter cyfrowo-analogowy 17 z regulowanym ukladem progowym 4. Przystawka jest wyposazona dodatkowo w symulator echa 18.172 601 3 Sposób dzialania przystawki jest nastepujacy.Nadajnik 19 echosondy promieniuje — poprzez hydroakustyczny przetwornik 20 impuls sondujacy. Impuls echa odebrany przez ten sam przetwor¬ nik 20 wzmocniony przez stopien wstepny 21 zostaje podany na wejscie wzmacniacza pasmowego przystawki 1. Po odfiltrowaniu szumów i zaklócen podlega dalszemu wzmocnieniu we wzmacnia¬ czu i zasiegowa regulacja wzmocnienia 2. Wzmacniacz ten posiada charakterystyke wzmocnienia zmienna w czasie. W nastepnym stopniu dekoderze 3, sygnal podlega detekcji i podanyjest na Unie opózniajaca 5. Z detektora amplitudy 3 sygnal podawany jest jednoczesnie na uklad progowy 4, powodujacy formowanie impulsu prostokatnego, odpowiadajacego momentowi pojawienia sie echa od dna. Wspomniany impuls prostokatny wyzwala — uklad generatora bramki pomiarowej 6, o czasie trwania T, odpowiadajacym dlugosci impulsu od dna. Impuls bramki pomiarowej powo¬ duje przeslanie sygnalu obwiedni echa poprzez bramke 7 na integrator obwiedni 8. Zadaniem bloku 8 jest zintegrowanie obwiedni echa w okresie czasu T. Opóznienie sygnalu wprowadzane przez blok 5 ma na celu skompensowanie opóznienia, wynikajacego z zadzialania ukladu progowego 4 na nachylonym zboczu impulsu echa dzieki czemu cale echo od dna objete jest bramka pomiarowa.Zintegrowane impulsy od dna sumowane sa w bloku sumatora 9. Sumowanie impulsów odbywa sie w ustalonym okresie czasowym, odpowiadajacym okreslonej ilosci impulsów od dna N, zliczanych przez licznik bramki pomiarowej 15. Zastosowanie stalej porcji impulsów. Przystawka do echo¬ sondy dla oceny typu dna morskiego, zapewnia mozliwosc interpretacji sumy calek dla N impul¬ sów, jako srednie wartosci zintegrowanego echa, za ustalony czestotliwoscia impulsowania echosondy i predkoscia statku odcinek drogi — odpowiadajacy okresowi N impulsów dna. Wyko¬ rzystanie procesu usredniania jest niezbedne ze wzgledu na bardzo duze fluktuacje poziomu echa, zwiazane z<:alym szeregiem czynników stochastycznych. Aktualna ilosc zintegrowanych impulsów od dna, zaliczonych do biezacej serii pomiarowej prezentowana jest na wyswietlaczu cyfrowym 16.Obserwacja procesu zliczania tych impulsów stanowi wazny element kontrolny pracy urzadzenia.Licznik impulsów 15 jest polaczony z blokiem komparatora cyfrowego 14, ustalajacego liczbe N impulsów echa od dna. W momencie gdy zaklasyfikowane zostalo N impulsów od dna nastepuje przepisanie w wartosci sumy calek z sumatora 9, poprzez bramke 10, do buforu 11, przy jednoczes¬ nym wyzerowaniu sumatora 9. Wartosc sumatora odpowiada wiec sredniemu poziomowi echa za okres N impulsów. Wielkoscta, bedaca podstawa do oceny typu dna, podawana jest na wyswietlacz cyfrowy 12 oraz system zapisu wielkosci cyfrowych na rejestratorze graficznym echosondy 13. W ten sposób na echogramie prezentowane sa na skali glebokosci linie poziome, o dlugosci odpowia¬ dajacej okresowi N, których odleglosc od linii zerowej proporcjonalna jest do sredniego poziomu echa od dna. Na podstawie klasyfikacji rodzajów dna oraz wielkosci sredniego poziomu echa dokonac mozna latwo oceny typu dna morskiego na biezaco. Nalezy przy tym pamietac, ze sredni poziom echa, prezentowany na echogramie jest przesuniety o czas odpowiadajacy okresowi N, wzgledem aktualnego punktu echogramu. Dla kontroli prawidlowosci pracy bramki pomiarowej jest ona doprowadzona do rejestratora graficznego echosondy 22.Aby zapewnic automatyczna kontrole ukladu progowego 4, w korelacji ze zmieniajacym sie poziomem echa od dna zastosowano sprzezenie wyniku pomiaru dna (bufor sumatora 11) poprzez konwerter cyfrowo-analogowy 17, z regulowanym ukladem progowym 4.W ten sposób realizowana jest idea dostarczania na biezaco informacji o poziomie echa odbitego od dna bedacego podstawa do oceny typu dna morskiego. Informacja ta dostarczanajest do uzytkownika w sposób szybki i czytelny, dajac mozliwosc natychmiastowego wykorzystania.Zaleta urzadzenia, poza cechami wymienionymi powyzej jest mozliwosc wspólpracy, po jednorazowej kalibracji z dowolna echosonda rybacka lub nawigacyjna, bez wplywu i ograniczen jej normalnych parametrów pracy. Dla czasowej kontroli stabilnosci pracy przewidziany jest symulator echa 18. Przystawka dla oceny typu dna dziala automatycznie, jest prosta w obsludze a zastosowana forma prezentacji informacji i sygnalów kontrolnych czyni ja komunikatywna dla szerokiego wachlarza uzytkowników. Pod wzgledem konstrukcyjnym oparta jest na typowych elementach i ukladach elektronicznych.Zastosowanie przystawki do biezacej oceny typu dna morskiego moze byc bardzo szerokie: rybolówstwo — gdzie przy wszelkich polowach dennych i przydennych informacje o dnie sa cenna pomoca w bezawaryjnym i efektywnym operowaniu siecia; hydrografia — dla oceny typu dna przy4 122 697 pracach sondazowych i znakowaniu; geologia —dla ustalania poziomych granic wystepowania osadów dennych oraz wyboru stacji poboru próbek, wszelkie nauki oceanologiczne i nauki biologiczne, zwiazane ze srodowiskiem morskim.Urzadzenie moze równiez znalezc zastosowanie przy poszukiwaniu przedmiotów zagrzeba¬ nych w miekkich osadach dennych (np. kable, rurociagi) lub znajdujacych sie bezposrednio na dnie (archeologia, oceanotechnika, marynarka).Zastrzezenie patentowe Przystawka do echosondy dla oceny typu dna morskiego, dolaczana do wzmacniacza wstego¬ wego echosondy oraz do jej rejestratora, znamienna tym, ze zawiera wejsciowy filtr (1) pasmowy, polaczony ze wzmacniaczem (2) o zasiegowej regulacji wzmocnienia, a ten z detektorem amplitudy (3), którego wyjscia polaczone sa z regulowanym ukladem progowym (4) i z wejsciem linii opózniajacej (5), a wyjscie regulowanego ukladu progowego polaczonejest szeregowo z generato¬ rem dlugosci bramki pomiarowej (6) i funktorem bramkujacym (7), którego wyjscie polaczonejest z wyjsciem linii opózniajacej (5), zas funktor bramkujacy (7) polaczony jest z integratorem obwiedni (8), licznikiem impulsów (15) oraz sprzezony jest z wejsciem rejestratora graficznego 22 echosondy, ten integrator obwiedni (8) polaczony jest takze z sumatorem calek obwiedni (9), który z kolei polaczony jest z funktorem bramkujacym (10) oraz wyjsciem komparatora cyfrowego (14), polaczonego z licznikiem impulsów bramki, którego wyjscie odczytywane jest przez blok odczytu (16), natomiast wyjscie funktora bramkujacego (10) polaczone jest równiez z wyjsciem kompara¬ tora 14, a wyjscie — z buforem sumatora 11, polaczonego z blokiem odczytu cyfrowego (12), oraz z blokiem zapisu wartosci cyfrowej (13) na rejestratorze graficznym (22) echosondy, przy czym bufor sumatora (11) sprzezony jest poprzez konwerter cyfrowo-analogowy (17) z regulowanym ukladem progowym (4), a dodatkowym wyposazeniem jest symulator echa (8) polaczony wejsciowym przelacznikiem do detektora amplitudy (3).\T N2H3 J8H id H T\-\7 i5 hrf -r=E feOKI lTANrv*T0W ECMO%4MOy 22 s: Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad !20 egz.Cena 100 zl PL