RU53454U1 - UNDERWATER MEASUREMENT OF DEPTH OF A RESERVOIR AND AVERAGE VERTICAL VELOCITY OF SPEED OF SOUND IN WATER - Google Patents
UNDERWATER MEASUREMENT OF DEPTH OF A RESERVOIR AND AVERAGE VERTICAL VELOCITY OF SPEED OF SOUND IN WATER Download PDFInfo
- Publication number
- RU53454U1 RU53454U1 RU2005138557/22U RU2005138557U RU53454U1 RU 53454 U1 RU53454 U1 RU 53454U1 RU 2005138557/22 U RU2005138557/22 U RU 2005138557/22U RU 2005138557 U RU2005138557 U RU 2005138557U RU 53454 U1 RU53454 U1 RU 53454U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- depth
- antenna
- vertical
- underwater
- water
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области морского приборостроения и предназначена, преимущественно, для измерения глубины над или под антенной эхолота, установленного в придонном слое водоема, глубины водоема, а также средней по вертикали скорости звука в воде. Полезная модель обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в расширении функциональных возможностей измерителя глубины, а именно, в обеспечении дополнительного определения средней по вертикали скорости звука в воде и измерения глубины в месте установки измерителя. В состав измерителя глубины, содержащего размещенные в герметичном корпусе эхолот и измеритель гидростатического давления, датчик которого размещен в одной плоскости с антенной эхолота или на известном по вертикали расстоянии от нее, дополнительно введено вычислительное устройство, связанное своими входами с выходами эхолота и измерителя гидростатического давления соответственно и реализующее зависимость , где: - среднее по вертикали значение скорости распространения звука в воде; P - гидростатическое давление; τ - время распространения сигнала, измеренное эхолотом. Подводный измеритель глубины снабжен устройством для закрепления на подвижном или стационарном подводном объекте, допускающем его установку с ориентацией оси характеристики направленности антенны в сторону, как поверхности, так и дна моря. Для выработки поправок к измеренным параметрам за счет отклонения оси характеристики направленности антенны эхолота от вертикали в его состав могут быть введены датчики углов отклонения от вертикали, выходы которых связаны с вычислительным устройством, и (или) герметичный корпус может быть помещен в кардановый подвес, что обеспечит вертикальную ориентацию оси характеристики направленности антенны эхолота.The utility model relates to the field of marine instrumentation and is intended primarily for measuring depth above or below the antenna of an echo sounder installed in the bottom layer of a reservoir, the depth of a reservoir, and also the vertical average sound speed in water. The utility model ensures the achievement of a technical result, which consists in expanding the functionality of a depth gauge, namely, in providing an additional definition of the vertical average sound velocity in water and measuring depth at the installation site of the gauge. The depth gauge, which contains a fish finder located in a sealed enclosure and a hydrostatic pressure meter, the sensor of which is placed in the same plane with the sonar antenna or at a vertical distance known from it, additionally introduces a computing device connected to its inputs with the outputs of the sonar and hydrostatic pressure gauges, respectively and implementing dependency where: - the average vertical value of the speed of propagation of sound in water; P is the hydrostatic pressure; τ is the signal propagation time measured by an echo sounder. The underwater depth gauge is equipped with a device for mounting on a movable or stationary underwater object, allowing its installation with the orientation of the axis of the directivity characteristics of the antenna to the side of both the surface and the bottom of the sea. To work out corrections to the measured parameters due to the deviation of the axis of the directivity characteristics of the echo sounder antenna from the vertical, deviation angle sensors can be introduced into its composition, the outputs of which are connected to the computing device, and (or) a sealed housing can be placed in a gimbal, which will provide vertical orientation of the axis of the directivity characteristics of the sounder antenna.
Description
Полезная модель относится к области морского приборостроения и предназначена, преимущественно, для измерения глубины над или под антенной эхолота, установленного в придонном слое водоема, глубины водоема, а также средней по вертикали скорости звука в воде.The utility model relates to the field of marine instrumentation and is intended primarily for measuring depth above or below the antenna of an echo sounder installed in the bottom layer of a reservoir, the depth of a reservoir, and also the vertical average sound speed in water.
Известны измерители глубины (эхолоты) (Хребтов А.А. и др. Судовые эхолоты. Л.: «Судостроение», 1982.), содержащие установленные на судне антенну, приемопередающее устройство, устройства управления и отображения информации, например, эхолот НЭЛ-20К (Морская навигационная техника. Справочник. СПб. «Элмор», 2002. С.184). Подобные эхолоты обеспечивают измерение глубины под килем судна, как расстояния от антенны до дна моря.Known depth meters (echo sounders) (Khrebtov A.A. et al. Ship echo sounders. L .: "Sudostroenie", 1982.) containing an antenna mounted on the vessel, transceiver, control and information display devices, for example, the NEL-20K echo sounder (Marine navigation technology. Handbook. St. Petersburg. "Elmore", 2002. P.184). Such echo sounders provide a measurement of the depth under the keel of the vessel, as the distance from the antenna to the bottom of the sea.
Однако подобные эхолоты не могут быть использованы в качестве подводного измерителя глубины, как расстояния от антенны до поверхности воды со дна моря.However, such echo sounders cannot be used as an underwater depth gauge, as the distance from the antenna to the surface of the water from the bottom of the sea.
Известны также подводные измерители глубины (гидроакустические волнографы) (Гидроакустическая техника исследования океана. Под ред. В.В. Богородского, Л.: Гидрометеоиздат, 1984. С.90), предназначенные для измерения параметров волнения морской поверхности при установке под водой (на дне моря или на подводном объекте).Underwater depth gauges (hydroacoustic waveographs) are also known (Hydroacoustic Ocean Research Technique. Edited by V.V. Bogorodsky, L .: Gidrometeoizdat, 1984. P.90), designed to measure the parameters of sea surface waves when installed under water (at the bottom sea or underwater).
Известен также подводный измеритель глубины (гидроакустический эхоледомер), (там же. С.93) являющийся наболее близким к заявленной модели аналогом.Also known is an underwater depth gauge (sonar echo-meter), (ibid. P. 93), which is the closest analogue to the claimed model.
Указанный измеритель представляет собой размещенный в герметичном корпусе эхолот, установленный на дне или на подводном объекте так, чтобы ось характеристики направленности его антенны была ориентирована вертикально вверх в сторону поверхности моря. В том же корпусе расположен измеритель гидростатического давления, по показаниям которого определяется глубина погружения антенны эхолота.The specified meter is an echo sounder located in a sealed enclosure, mounted on the bottom or on an underwater object so that the axis of the directivity of its antenna is oriented vertically upward towards the sea surface. The hydrostatic pressure meter is located in the same case, the readings of which determine the depth of immersion of the sonar antenna.
Излучаемые эхолотом зондирующие импульсы отражаются от границы раздела вода-воздух или вода-лед, принимаются антенной эхолота и по времени их распространения определяют расстояние от антенны до поверхности воды или до поверхности льда.The probe pulses emitted by the sounder are reflected from the water-air or water-ice interface, received by the sounder antenna, and the distance from the antenna to the water surface or to the ice surface is determined by the time of their propagation.
С помощью этого прибора можно регистрировать профиль волнения во времени и осредненное расстояние от антенны до поверхности моря или нижней поверхности льда (уровень воды над антенной)Using this device, it is possible to record the wave profile over time and the averaged distance from the antenna to the sea surface or the lower ice surface (water level above the antenna)
Однако этим и ограничиваются функциональные возможности этого измерителя.However, this limits the functionality of this meter.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель - расширение функциональных возможностей измерителя глубины.The problem to which the claimed utility model is directed is to expand the functionality of the depth gauge.
Заявленная полезная модель обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в расширении функциональных возможностей измерителя глубины, а именно, в обеспечении дополнительного определения средней по вертикали скорости звука в воде и измерения глубины в месте установки измерителя.The claimed utility model ensures the achievement of a technical result, which consists in expanding the functionality of the depth gauge, namely, in providing an additional definition of the vertical average sound velocity in water and measuring depth at the installation site of the gauge.
Сущность заявляемой полезной модели выражается совокупностью ее следующих признаков.The essence of the claimed utility model is expressed by the combination of its following features.
В состав измерителя глубины, содержащего размещенные в герметичном корпусе эхолот и измеритель гидростатического давления, датчик которого размещен в одной плоскости с антенной эхолота или на известном по вертикали расстоянии от нее, дополнительно введено вычислительное устройство, связанное своими входами с выходами эхолота и измерителя гидростатического давления соответственно и реализующее зависимость , где: - среднее по вертикали значение скорости распространения звука в воде; P - гидростатическое давление; τ - время распространения сигнала, измеренное эхолотом.The depth gauge, which contains a fish finder located in a sealed enclosure and a hydrostatic pressure meter, the sensor of which is placed in the same plane as the sonar antenna or at a vertical distance known from it, additionally introduces a computing device connected to its inputs with the outputs of the sonar and hydrostatic pressure gauges, respectively and implementing dependency where: - the average vertical value of the speed of propagation of sound in water; P is the hydrostatic pressure; τ is the signal propagation time measured by an echo sounder.
Сочетание эхолота, измерителя давления и вычислительного устройства позволяет определить дополнительный параметр - среднюю по вертикали скорость звука в воде, что расширяет функциональные возможности измерителя глубины водоема.The combination of an echo sounder, a pressure meter and a computing device allows you to determine an additional parameter - the vertical average sound velocity in water, which extends the functionality of the reservoir depth meter.
Подводный измеритель глубины снабжен устройством для закрепления на подвижном или стационарном подводном объекте, допускающем его установку с ориентацией оси характеристики направленности антенны в сторону, как поверхности, так и дна моря.The underwater depth gauge is equipped with a device for mounting on a movable or stationary underwater object, allowing its installation with the orientation of the axis of the directivity characteristics of the antenna to the side of both the surface and the bottom of the sea.
В последнем случае подводный измеритель глубины определяет глубину моря в месте постановки как сумму расстояний до поверхности моря (с помощью измерителя давления) и до его дна (с помощью эхолота).In the latter case, the underwater depth gauge determines the depth of the sea at the point of setting as the sum of the distances to the sea surface (using a pressure gauge) and to its bottom (using an echo sounder).
Полезная модель поясняется чертежом, где:The utility model is illustrated in the drawing, where:
- на фиг.1 приведена структурная схема устройства;- figure 1 shows the structural diagram of the device;
- на фиг.2 - устройство, установленное на дне водоема с антенной эхолота, ориентированной в направлении поверхности водоема;- figure 2 is a device mounted on the bottom of a reservoir with an echo sounder antenna, oriented in the direction of the surface of the reservoir;
- на фиг.3 - устройство, установленное на дне водоема с антенной эхолота, ориентированной в направлении дна водоема.- figure 3 is a device mounted on the bottom of the reservoir with the antenna of the echo sounder, oriented in the direction of the bottom of the reservoir.
Подводный измеритель глубины (фиг.1) содержит: эхолот 1, измеритель давления 2, вычислительное устройство 3.Underwater depth gauge (figure 1) contains: echo sounder 1, pressure gauge 2, computing device 3.
Антенна 4 эхолота 1 и датчик 5 измерителя давления 2 размещены в одной горизонтальной плоскости или на известном по вертикали расстоянии друг от друга и электрически связаны соответствию с эхолотом 1 и измерителем давления 2. Герметичный корпус на чертеже не указан.The antenna 4 of the echo sounder 1 and the sensor 5 of the pressure gauge 2 are placed in the same horizontal plane or at a vertical distance known to each other and are electrically connected in accordance with the echo sounder 1 and pressure gauge 2. A sealed enclosure is not shown in the drawing.
Выходы эхолота 1 и измерителя давления 2 связаны со входами вычислительного устройства 3.The outputs of the echo sounder 1 and pressure meter 2 are connected to the inputs of the computing device 3.
Эхолот 1 и измеритель давления 2 могут быть связаны со входами вычислительного устройства 3 непосредственно, если вычислительное устройство также размещено в герметичном корпусе, или посредством канала связи (проводного, радио, гидроакустического и др.), если вычислительное устройство вынесено за пределы герметичного корпуса, например, на борт обеспечивающего судна (на чертеже не указано).An echo sounder 1 and a pressure meter 2 can be connected to the inputs of a computing device 3 directly, if the computing device is also located in a sealed enclosure, or through a communication channel (wired, radio, sonar, etc.) if the computing device is outside the sealed enclosure, for example on board the supply vessel (not indicated on the drawing).
Электрическое питание может осуществляться от автономных источников, размещенных в герметичном корпусе 6, или по кабелю от внешних источников (на чертеже не указаны).Electrical power can be supplied from autonomous sources located in a sealed enclosure 6, or by cable from external sources (not shown in the drawing).
Перечисленные конструктивные элементы, их взаимное расположение и связи между ними обеспечивают достижения технического результата.The listed structural elements, their mutual arrangement and connections between them ensure the achievement of a technical result.
Измеритель глубины, установленный на дне водоема (фиг.2), работает следующим образом.The depth meter installed on the bottom of the reservoir (figure 2), works as follows.
Герметичный корпус 6 с помощью, например, консоли 7 закреплен на подводном объекте 8, например, свае, так чтобы антенна 4 эхолота 1 была ориентирована в сторону поверхности воды 9.The sealed housing 6 using, for example, a console 7 is mounted on an underwater object 8, for example, a pile, so that the antenna 4 of the echo sounder 1 is oriented towards the surface of the water 9.
Эхолот 1 с антенной 4 измеряет время распространения сигнала до поверхности воды 9 и обратно и выдает результаты измерений в вычислительное устройство 3.An echo sounder 1 with antenna 4 measures the propagation time of the signal to the surface of the water 9 and vice versa and outputs the measurement results to computing device 3.
Измеритель давления 2 с датчиком 5 (на фиг.фиг.2 и 3 не указан) измеряет давление воды на глубине постановки прибора и выдает информацию в вычислительное устройство 3.A pressure meter 2 with a sensor 5 (not shown in FIGS. 2 and 3) measures the water pressure at a depth of setting the device and provides information to computing device 3.
Вычислительное устройство 3 по синхронным измерениям времени распространения акустического сигнала τ и давления P по зависимости рассчитывает среднюю по вертикали скорость звука :Computing device 3 for synchronous measurements of the propagation time of the acoustic signal τ and pressure P according to calculates the average vertical speed of sound :
P=ρgh+Pa;P = ρgh + Pa;
, где where
ρ - средняя по вертикали плотность морской воды над датчиком измерителя давления (измеряется с помощью внешнего измерителя и задается в виде константы);ρ is the vertical average density of sea water above the sensor of the pressure meter (measured using an external meter and set as a constant);
g - ускорение силы тяжести;g is the acceleration of gravity;
Pa - атмосферное давление (измеряется с помощью внешнего измерителя и задается в виде константы);Pa - atmospheric pressure (measured using an external meter and set as a constant);
h - заглубление антенны эхолота и датчика давления в случае их размещения в одной горизонтальной плоскости.h - deepening of the sounder antenna and pressure sensor if they are placed in one horizontal plane.
Устройство 7 закрепления выполнено таким образом, что допускает установку измерителя с ориентацией антенны в сторону поверхности 9 или дна водоема 10.The fixing device 7 is designed in such a way that allows the installation of the meter with the antenna oriented towards the surface 9 or the bottom of the reservoir 10.
При установке подводного измерителя глубины таким образом (фиг.3), чтобы антенна 4 эхолота 1 была ориентирована в сторону морского дна 10 водоема, измеряется глубина водоема, как сумма глубины погружения измерителя h1, определенной с помощью измерителя давления 2, и расстояния до дна моря h2, определенного с помощью эхолота 1.When installing an underwater depth gauge in such a way (Fig. 3) that the antenna 4 of the echo sounder 1 is oriented towards the seabed 10 of the reservoir, the depth of the reservoir is measured as the sum of the immersion depth of the meter h 1 determined using pressure gauge 2 and the distance to the bottom sea h 2 determined using an echo sounder 1.
Подводный измеритель глубины может быть закреплен на любом стационарном подводном объекте, например свае 8 и т.п., либо на подвижном объекте, например подводном аппарате.The underwater depth gauge can be mounted on any stationary underwater object, such as pile 8, etc., or on a moving object, such as an underwater vehicle.
Таким образом, совокупность указанных признаков обеспечивает достижение технического результата, т.е. расширения функциональных возможностей заявленной полезной модели за счет определения средней по вертикали скорости звука в воде и глубины водоема в месте установки измерителя.Thus, the totality of these features ensures the achievement of a technical result, i.e. expanding the functionality of the claimed utility model by determining the vertical average sound velocity in water and the depth of the reservoir at the installation site of the meter.
Для выработки поправок к измеренным параметрам за счет отклонения оси характеристики направленности антенны 4 эхолота 1 от вертикали в его состав могут быть введены датчики углов отклонения от вертикали, выходы которых связаны с вычислительным устройством 3, и (или) герметичный корпус может быть помещен в кардановый подвес, что обеспечит вертикальную ориентацию оси характеристики направленности антенны эхолота. Указанные датчики и кардановый подвес на чертежах не показаны.To work out corrections to the measured parameters due to the deviation of the axis of the directivity of the antenna 4 of the echo sounder 1 from the vertical, sensors of deviation angles from the vertical, the outputs of which are connected to computing device 3, and (or) a sealed enclosure can be placed in a gimbal that will provide a vertical orientation of the axis of the directivity characteristics of the sounder antenna. The indicated sensors and the gimbal are not shown in the drawings.
Значения средней по вертикали скорости звука и глубины моря могут быть использованы при проведении промерных работ, при испытаниях эхолотов, установленных на судах, при гидрографических исследованиях, при проверке гидроакустических средств обнаружения и т.п.The values of the vertical average sound velocity and depth of the sea can be used when conducting surveying, when testing echo sounders installed on ships, during hydrographic surveys, when checking sonar detection tools, etc.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005138557/22U RU53454U1 (en) | 2005-12-01 | 2005-12-01 | UNDERWATER MEASUREMENT OF DEPTH OF A RESERVOIR AND AVERAGE VERTICAL VELOCITY OF SPEED OF SOUND IN WATER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005138557/22U RU53454U1 (en) | 2005-12-01 | 2005-12-01 | UNDERWATER MEASUREMENT OF DEPTH OF A RESERVOIR AND AVERAGE VERTICAL VELOCITY OF SPEED OF SOUND IN WATER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU53454U1 true RU53454U1 (en) | 2006-05-10 |
Family
ID=36657744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005138557/22U RU53454U1 (en) | 2005-12-01 | 2005-12-01 | UNDERWATER MEASUREMENT OF DEPTH OF A RESERVOIR AND AVERAGE VERTICAL VELOCITY OF SPEED OF SOUND IN WATER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU53454U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605191C2 (en) * | 2014-08-07 | 2016-12-20 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Method and device for economically optimal drying and complex irrigation with account of ecological value land portions |
| RU191059U1 (en) * | 2018-07-13 | 2019-07-22 | Наталья Олеговна Тхоржевская | UNDERWATER DEPTH METER |
-
2005
- 2005-12-01 RU RU2005138557/22U patent/RU53454U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2605191C2 (en) * | 2014-08-07 | 2016-12-20 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Method and device for economically optimal drying and complex irrigation with account of ecological value land portions |
| RU191059U1 (en) * | 2018-07-13 | 2019-07-22 | Наталья Олеговна Тхоржевская | UNDERWATER DEPTH METER |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7366056B2 (en) | Depth sounding by acoustic pingers in a seismic spread | |
| CN105004413B (en) | Acoustic propagation path comprehensive speed assay method and device for submarine target positioning | |
| MX2011010164A (en) | Determining a position of a survey receiver in a body of water. | |
| KR100660563B1 (en) | Buoy-plate multi channel seismic survey system and method | |
| CN205785902U (en) | Multifunctional gravity formula marine sediment sampler | |
| CN104133217A (en) | Method and device for three-dimensional velocity joint determination of underwater moving target and water flow | |
| CN104129480A (en) | Floating type ship draught detection system and working method thereof | |
| RU2350983C2 (en) | Method for determination of object submersion depth | |
| RU53454U1 (en) | UNDERWATER MEASUREMENT OF DEPTH OF A RESERVOIR AND AVERAGE VERTICAL VELOCITY OF SPEED OF SOUND IN WATER | |
| KR100971079B1 (en) | Noise measurement using GPS | |
| RU75061U1 (en) | ACTIVE HYDROLOCATOR | |
| RU2691217C1 (en) | Method of positioning underwater objects | |
| RU2463624C1 (en) | Hydroacoustic navigation system | |
| RU84579U1 (en) | UNDERWATER DEPTH METER | |
| RU191059U1 (en) | UNDERWATER DEPTH METER | |
| RU53455U1 (en) | UNDERWATER DEPTH METER | |
| CN212364586U (en) | Auxiliary measuring device for reflection coefficient of shallow stratum profiler | |
| RU2559311C1 (en) | Assessment method of state of ice field | |
| CN114018224A (en) | System and method for checking chart water depth data | |
| RU107371U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE CHARACTERISTICS OF DANGEROUS ICE HYDROLOGICAL PHENOMENA | |
| CN111398967A (en) | Auxiliary measuring device for reflection coefficient of shallow stratum profiler | |
| JP4830269B2 (en) | Mooring sensor positioning method and apparatus | |
| RU2392643C2 (en) | Marine seismic survey system | |
| RU168083U1 (en) | ACOUSTIC WAVE GRAPH | |
| RU2478983C1 (en) | Method for detection of splashing-down object submersion depth |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB1K | Licence on use of utility model |
Effective date: 20071129 |
|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20141202 |