南方SDE-18+ 測深儀的工作原理
 

§1.1   測深儀簡(jiǎn)介
在發(fā)明回聲測深儀之前，人們探測水底地貌一直采用繩索鉛錘的辦法， 在測量船航行過(guò)程中，每隔一定時(shí)間間隔，測量員用系有鉛錘的繩索放到水 底，通過(guò)量測繩索上的標志得到水的深度，來(lái)記錄一個(gè)水深點(diǎn)，由于用這種 辦法測量的水底地貌不連續（有不能人為控制的測量間隔），人們很難發(fā)現水 中的航行障礙物。發(fā)明回聲測深儀后，使測量船所經(jīng)之處的測量船航跡線(xiàn)， 由不連續的測量數據變成連續的模擬水底信號線(xiàn)，線(xiàn)上的各點(diǎn)水深可以任意 選取。測深儀換能器發(fā)射的超聲波束具有一定的散射角（開(kāi)角），這是由換能 器的性能所決定的也就是說(shuō)，測深儀記錄紙上每個(gè)回波信號記錄的水深為每 個(gè)波束籠罩水底范圍內的*淺值，人們?yōu)榱颂岣邷y深精度，不斷的縮小超聲 波波束的開(kāi)角，現在測量使用的測深儀換能器波束角一般在 3°-10°之間。 水下地形測量的基本原理是利用聲波的反射時(shí)間來(lái)計算該點(diǎn)的水深。目 前我國大量使用的是單波束回聲測深儀，單波束回聲儀每次只能發(fā)射一束聲 波，只能得到一個(gè)水深數據點(diǎn)。另外，如利用單波束回聲儀測量一個(gè)地區的水下地形，須先根據出圖比例和規范要求，預先確定測點(diǎn)和測線(xiàn)的間距，再用水文船逐點(diǎn)進(jìn)行測量，以此畫(huà)出地形等高線(xiàn)圖或斷面圖。如果將單波束回聲儀與 GPS 技術(shù)相結合，并且開(kāi)發(fā)出相應的現場(chǎng)數據采集與后處理軟件，這將大大提高了水下地形測量的效率。南方數字化測深儀因此應運而生，配合南方水上測量導航 2004 軟件，用戶(hù)就可以高效率，全天候，高精度的測量水下地形，滿(mǎn)足水上工程和水域測量的任務(wù)。

§1.2   測深儀的工作原理
測深儀的工作原理是利用超聲波穿透介質(zhì)并在不同介質(zhì)表面會(huì )產(chǎn)生反 射的現象，利用超聲波換能器（探頭）發(fā)射超聲波，測出發(fā)射波和反射波之 間的時(shí)間差來(lái)進(jìn)行測量的。

聲波在水中的傳播速度為 V，換能器（探頭）發(fā)出超聲波，聲波經(jīng)探頭 發(fā)射到水底，并由水底反射回到探頭被接收，測得聲波信號往返行程所經(jīng)歷的時(shí)間為 t，則：Z   = Vt／２；同時(shí)根據探頭上固定桿的刻度可獲知水面與 探頭之間的距離，即吃水深度，兩者之和即為*終水深值，如圖 1-1，高頻換能器的信號頻率一般在 200KHz 左右，低頻換能器的信號頻率一 般在20KHz 左右，低頻信號由于波長(cháng)較長(cháng)，衍射能力強，故穿透能力也強， 一般可穿透一定厚度的淤泥。
高頻換能器和低頻換能器可結合起來(lái)使用，一可以進(jìn)行比對，提高測量 結果的可信度，二也可以通過(guò)一些參數的設置和計算測出水底的淤泥厚度，滿(mǎn)足工程中的需要。
南方測深儀為全中文數字化工程型測深儀，其顯示完全中文化，清晰可 辨，重量輕，攜帶方便，電源使用靈活，能單獨使用內置或外置電池工作， 也可以同時(shí)工作，輸出水深數據用標準 RS232 接口協(xié)議進(jìn)行傳輸，南方測深 儀可以滿(mǎn)足大部分水上工程用戶(hù)的需要。