Ekkolodd for dybdemåling: konsept og arbeid

Les denne artikkelen for å lære om konseptet og arbeidet med ekkolodd for dybdemåling.

Begrepet ekkolodd:

Ekkoloddmetoden er basert på et elektrisk prinsipp. Det består i å overføre en lydimpuls (av en sender) fra overflaten av vannstanden til sengen av elva. Når lydbølgene reflekterer tilbake i form av et ekko, blir de arrestert av en mottaker.

Det er et automatisk arrangement for å planlegge tidspunktet for overføring og tidspunktet for mottak. Hastigheten til lyd i vann er kjent. Det er nesten 1470 m / sek. Fra dette faktum beregnes vanndybden automatisk. Denne metoden er av meget vanlig bruk på skip for å observere dybder. Den kan også brukes med hell på elver.

Figur 15.12 viser et skjematisk linjediagram over lydmaskinen. En ekkolodd består hovedsakelig av fire enheter.

De er:

(i) Kjøreenhet

(ii) Overføringsenhet

(iii) Mottaksenhet og

(iv) Opptaksenhet.

Kjøreenheten består av en elektrisk motor med guvernør 'G'. Et 12 volt batteri forsyner strøm til motoren. Guvernør hjelper med å opprettholde konstant hastighet på motoren under normal spenning. Motoren er koblet til en girkasse. Girkassen har et arrangement for å opprettholde to hastigheter. En tromme er montert på en aksel. Akselet roteres av motoren gjennom girkassen. Trommelen består av isolerte plater. En stylus er montert på den første disken av trommelen som vist på figur 15.12.

Den første platen er kontinuerlig og mottar ekkoimpulsen i elektrisk form fra forsterkeren gjennom børsten og sendes videre til pennen. Resterende to plater av trommelen gjør kontakten en gang i hver revolusjon, og som et resultat blir en elektrisk impuls sendt til transduseren. Opptaksenheten består av en boks. (Det kalles også en tank) der en opptakspapirrulle sår over rullene. En av rullene drives av en aksel fra motoren. Dermed blir opptakspapiret trukket med en vanlig hastighet (si 2, 5 til 5 cm / minutt).

Papiret beveger seg over boksen eller tanken. Papiret behandles kjemisk med en løsning av kaliumjodid og stivelse. Pennen beveger seg mot urviseren over papiret. Når en liten elektrisk impuls passerer gjennom pennen, produserer den en brunaktig lilla flekk ved kontaktpunktet.

Senderenheten består av en sender eller en transduser. 12 volt-batteriet leverer strøm til en rotasjonsomformer C. Den forvandler batterispenningen fra 12 volt til 400 volt DC Denne spenningen brukes til å betjene senderen. I senderen er en lydimpuls produsert av et slag fra en fjærdrevet elektromagnetisk styrt hammer på en stålmembran. Membranen er i kontakt med vannet.

Mottaksenheten består av en mottaker som arresterer det reflekterte lydekkoet. En tilsvarende elektrisk impuls går til pennen via en forsterker. Strøm for drift av ventilfilamentene i forsterkeren er også oppnådd fra det samme batteriet. Høyspenningsforsyning til forsterkeren Gis fra rotasjonsomformerens tapp.

Arbeide med ekkolodd:

Når motoren er slått på, begynner trommelen å rotere mot urviseren. Stilen roterer også med trommelen. Under hver rotasjon ble kontaktene c og d laget. Så snart kontakten er opprettet, overføres en oscillerende strøm til transduseren via kondensatoren. Den elektriske impulsen omdannes til lydimpuls i transduseren.

Lydimpulsen sendes ut i vannet. Etter refleksjon fra sengen blir lydimpulsen arrestert av mottakeren. En tilsvarende elektrisk impuls går til stylus via forsterker gjennom børsten 'a'. I løpet av denne perioden har pennen rotert gjennom viss vinkel som svarer til ekointervallet.

Fra pennen går strømmen til jorden via papir og opptaksenheten. Dermed er kretsen fullført. Plassens posisjon i øyeblikket impulsen ankom er vist med en brun-lilla flekk på papiret. Prosessen gjentas for hver revolusjon av trommelen. Motorens hastighet er i riktig forhold til lydens hastighet i vannet. I opptaksenheten er det gitt en skala for å gi vanndybden direkte.

Problem:

Utladningsmåling ble utført på et bestemt sted på en liten strøm ved bruk av nåværende meter og hastighetsområdemetode og følgende avlesninger ble tatt:

(a) Tegn tverrsnittet av elva og måle totalareal av strømning, forutsatt at dybden varierer jevnt mellom to punkter.

(b) Beregn utslipp av elva.

Løsning:

Tverrsnittet av elva kan plottes som vist i figur 15.13.

Hastigheten er observert ved to punkter, f.eks. Ved 0, 2 D og 0, 8 D, slik at gjennomsnittlig hastighet vil være gjennomsnittlig på to. Dataene kan registreres og beregninger utføres i tabellform som nedenfor.