에코 사운딩

Echo sounding
멀티빔 에코 사운더를 사용한 에코 사운드의 그림.
Meteor M2-2 위성으로부터 아마추어 방송국에 의해 수신된 MTVZA 경보 발생기는

에코 사운딩 또는 깊이 사운딩은 일반적으로 물의 깊이를 결정하기 위해 범위를 측정하기 위해 음파 탐지기를 사용하는 것입니다.여기에는 음파를 물로 전송하고 펄스의 방출과 귀환 사이의 시간 간격을 기록하는 것이 포함됩니다. 그 결과 비행 시간은 수중 음속의 지식과 함께 음파 탐지기와 목표물 사이의 거리를 결정할 수 있습니다.이 정보는 일반적으로 탐색 또는 차트 작성을 위한 깊이를 얻기 위해 사용됩니다.

에코 사운딩은 물고기 떼와 같은 다른 목표물까지 도달하는 데에도 사용할 수 있습니다.수중 음향 평가는 전통적으로 어류 바이오매스와 공간 분포를 평가하기 위해 보트에서 이동 조사를 사용해 왔다.반대로 고정 위치 기술은 고정 변환기를 사용하여 지나가는 물고기를 모니터링합니다.

사운딩이라는 단어는 소리를 사용하지 않는 것을 포함하여 모든 유형의 깊이 측정에 사용되며 소음이나 톤의 의미에서는 사운드와 관련이 없습니다.에코 사운딩은 사운딩 라인을 바닥에 닿을 때까지 낮추는 이전의 기술보다 더 빠른 깊이 측정 방법입니다.

기술.

상세 정보:음속 프로필
에코 사운딩의 기본 원리를 나타내는 다이어그램

거리는 신호의 발신 펄스에서 되돌아오는 시간의 절반에 물속 음속 약 1.5km를 곱하여 측정한다[Tt2×(4700피트/초 또는 1.5km/초]. 수문 등 에코소음을 정확하게 적용하기 위해서는 음속도 일반적으로 다음과 같이 측정해야 한다.음속탐사기를 물속에 배치한다.에코 사운딩은 사실상 바닥 위치를 찾는 데 사용되는 음파 탐지기의 특수 용도입니다.SI 이전의 전통적인 수심 단위가 패덤이었기 때문에, 수심을 측정하는 데 사용되는 기구를 패덤미터라고 부르기도 했습니다.최초의 실용적 측심기는 허버트 그로브 도시에 의해 발명되었고 [1]1928년에 특허를 받았다.

대부분의 해양 깊이는 평균 또는 표준 음속을 사용합니다.더 높은 정확도가 필요한 경우 평균치를 나타내며 심지어 계절 기준도 해양 지역에 적용할 수 있다.일반적으로 특수 목적 또는 과학적 조사로 제한되는 고정밀 깊이의 경우 온도, 압력 및 염도를 측정하기 위해 센서를 낮출 수 있습니다.이러한 계수는 국소 물기둥의 실제 음속을 계산하는 데 사용됩니다.후자의 기법은 미국 연안 해역의 [2]항법 조사를 위해 미국 해안 측량국에 의해 정기적으로 사용된다.

일반적인 용도

에코 사운딩은 항해에 도움이 될 뿐만 아니라(대부분의 대형 선박에는 적어도 단순한 깊이 경보 장치가 있음), 낚시에도 일반적으로 사용됩니다.표고 변화는 종종 물고기가 모이는 장소를 나타낸다.물고기 떼도 [3]등록한다.피시파인더는 레크리에이션 어부와 상업 어부 모두에게 사용되는 에코 사운딩 장치입니다.

수로학

상세한 수심 측정이 필요한 영역에서는 정확한 에코 경보 발생기를 사용하여 하이드로그래피를 수행할 수 있다.이러한 시스템을 평가할 때는 수직 정확도, 분해능, 송수신 빔의 음향 빔 폭 및 변환기의 음향 주파수에 국한되지 않고 많은 고려사항이 있다.

정밀 이중 주파수 에코 사운더의 예로서 Teledyne Odom MkIII

대부분의 하이드로그래픽 에코 사운더는 이중 주파수입니다. 즉, 저주파 펄스(일반적으로 약 24kHz)는 고주파 펄스(일반적으로 약 200kHz)와 동시에 전송할 수 있습니다.2개의 주파수는 이산적이기 때문에 일반적으로 2개의 리턴 신호는 서로 간섭하지 않습니다.이중 주파수 에코소음의 장점은 여러 가지가 있는데, 여기에는 암석층 위에 있는 식물층이나 부드러운 진흙층을 식별할 수 있는 능력이 포함된다.

단일 주파수 에코그램과 이중 주파수 에코그램의 차이를 스크린에 표시

대부분의 수로 작업은 200kHz 변환기를 사용하며, 이는 최대 100m 깊이의 연안 작업에 적합합니다.더 깊은 물은 낮은 주파수의 음향 신호가 물기둥의 감쇠에 덜 민감하기 때문에 더 낮은 주파수 변환기를 필요로 합니다.심층수 사운딩에 일반적으로 사용되는 주파수는 33kHz와 24kHz입니다.

변환기의 빔 폭도 하이드로그래퍼의 고려 사항으로 수집된 데이터의 최상의 분해능을 얻기 위해 좁은 빔 폭이 바람직하다.동작 주파수가 높을수록 빔 폭은 좁아집니다.따라서 심해에서 소리를 낼 때 음향 펄스가 먼 해저에 도달하면 음향 펄스의 발자국이 매우 커질 수 있기 때문에 특히 중요하다.

멀티 스펙트럼 멀티빔 에코사운더는 이중 주파수 수직빔 에코사운더의 연장선상에 있는 동시에 2개의 다른 주파수로 음파 바로 아래의 2개의 소리를 측정한다.다중 주파수, 복수의 다른 방목각도 및 해저의 여러 다른 위치에서 복수의 소리를 측정한다.이러한 시스템은 멀티빔 에코사운드라고 불리는 섹션에서 자세히 설명합니다.

에코 사운더는 스케일 모델(유압 모델, 플룸 등)에서 침전물 운반, 스크리닝 및 침식 과정을 모니터링하기 위해 실험실 애플리케이션에 사용됩니다.이러한 그래프를 사용하여 3D 등고선 그림을 만들 수도 있습니다.

하이드로그래픽 에코 사운딩 표준

IHO [4]표준에 따라 수행되어야 하는 조사를 위해 필요한 정밀도 및 정확도는 국제수로기구(IHO)의 요건에 의해 정의된다.이 값은 IHO 간행물 S44에 수록되어 있다.

이러한 기준을 충족하기 위해, 평가관은 에코 경보 발생기와 변환기의 수직 및 수평 정확도뿐만 아니라 측량 시스템 전체를 고려해야 합니다.동작센서, 특히 (단일빔 에코음향에서의) 히브 컴포넌트를 사용하여 수면에서 경험하는 용기의 움직임에 대한 소리를 줄일 수 있다.각 센서의 불확실성이 모두 확립되면 하이드로그래퍼는 불확실성 예산을 생성하여 조사 시스템이 IHO에서 정한 요건을 충족하는지 여부를 판단한다.

다양한 수로 기구들은 평가관이 필요한 기준을 충족하도록 안내하기 위해 자체 현장 절차와 매뉴얼을 보유하게 됩니다.두 가지 예는 미군 공병대 간행물 EM110-2-1003과 [5]NOAA '현장 절차 매뉴얼'[6]이다.

역사

독일의 발명가 알렉산더 [7][8][9]펨은 1913년 7월 22일 에코 사운딩(반사 음파를 이용하여 바다의 깊이와 배 또는 장애물의 거리와 방향을 측정하는 장치)의 발명으로 독일 특허 No.282009를 받았다.

최초의 상용 에코 사운딩 장치 중 하나는 Fessenden Pathometer로, Fessenden 발진기를 사용하여 음파를 발생시켰다.이것은 1924년 잠수함 신호 회사에 의해 M&M 정기선 S.S. 버크셔에 [10]처음 설치되었다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "Echo Sounding / Early Sound Methods". National Oceanic & Atmospheric Administration (NOAA). NOAA Central Library. 2006. In answer to the need for a more accurate depth registering device, Dr. Herbert Grove Dorsey, who later joined the C&GS, devised a visual indicating device for measuring relatively short time intervals and by which shoal and deep depths could be registered. In 1925, the C&GS obtained the very first Fathometer, designed and built by the Submarine Signal Company.
  2. ^ NOAA 현장 절차 매뉴얼, Office of Coast Survey 웹사이트(http://www.nauticalcharts.noaa.gov/hsd/fpm/fpm.htm)를 참조하십시오.
  3. ^ "Fishfinders Guide" (in German). Retrieved 16 February 2017.
  4. ^ International Hydrographic Bureau (February 2008). "IHO Standards for Hydrographic Surveys" (PDF) (5th Edition). Archived from the original (PDF) on 8 October 2011. {{cite journal}}:Cite 저널 요구 사항 journal=(도움말)
  5. ^ : CS1 maint: 타이틀로서의 아카이브 카피(링크), USACE 간행물 EM 1110-2-1003"Archived copy". Archived from the original on 20 July 2011. Retrieved 9 June 2011.{{cite web}}.
  6. ^ [1] 2011년 5월 16일 NOAA Field Procedures Manual, Wayback Machine에 보관.
  7. ^ Salous, Sana (2013). Radio Propagation Measurement and Channel Modelling. John Wiley & Sons. p. 424. ISBN 9781118502327.
  8. ^ Xu, Guochang (2010). Sciences of Geodesy - I: Advances and Future Directions. Springer Publishing. p. 281. ISBN 9783642117411.
  9. ^ Werner Schneider. "Alexander Behm - Der Erfinder des Echolots". Retrieved 9 April 2014.
  10. ^ "Fessenden Fathometer amplifier - Submarine Signal Company". The Subchaser Archives. 20 March 2007. Retrieved 12 April 2018.

외부 링크

Wikimedia Commons의 에코 사운딩 관련 미디어