SIMRAD "Theory of Echosounder" часть 2
Показать полностью
24
0 просмотренных постов скрыто
Рыбо-поисковые эхолоты, основные функции и принцип работы
В данной статье хочу поделиться с читателями информацией об устройстве и основном принципе действия современного рыбо-поискового эхолота.
Рассказать о его основном принципе работы и отразить решаемые задачи с помощью этого замечательного устройства, применяемого в области промышленного рыболовства.
Пример отображения информации эхолотом.
Эхолот.
Основу эхолота составляет приёмопередатчик, который посылает звуковые импульсы в требуемом направлении, а также принимает отражённые импульсы, если посылка, встретив на своём пути какой-либо объект, отразится от него.
Эти посылки и отражённые сигналы после особого преобразования звучат очень похоже на то, как произносится слово «пинг».
Вращая антенну подобно прожектору, можно определить направление, в котором послан «пинг», а следовательно, и направление объекта, от которого «пинг» отражён. Замерив промежуток времени между посылкой импульса и приёмом отражённого сигнала, можно определить расстояние до обнаруженного объекта. Этот процесс называется эхолокацией.
Измерение расстояния представлено формулой.
Эхолот - можно классифицировать как средство обеспечения рыболовства и промысла морских животных используемое для поиска объектов промысла, оценки их скоплений и запасов, наведения на них орудий лова, а так же контроля за состоянием этих орудий и т.п
Современный эхолот помимо задач описанных выше применяется для измерения глубины моря а так же для исследования рельефа дна водного бассейна.
Так как эхолот решает сразу несколько задач то его можно отнести и к гидролокационным станциям.
Распространение волн
Скорость распространения звуковых волн в морской воде зависит от температуры, солёности и давления воды. Скорость на мелководье колеблется в пределах от 1440 до 1520 м/с. На глубине 1000 м эта скорость составляет примерно 1480 м/с. В пресной воде на мелководье она равна приблизительно 1430 м/с.
Излучение импульсов
Эхолот излучает импульсы звуковых волн высокой энергии. Эти волны отражаются от плоского твёрдого грунта, как от зеркала. Энергия звуковых волн охватывает всё большие и большие зоны по мере их дальнейшего распространения к грунту и обратно к поверхности.
Энергия излучения распространяется в четыре раза большем пространстве при удвоении дистанции сканирования.
Аналогично происходит отражение звуковые волны и от больших и плотных косяков рыбы. Этот тип распространения звуковых волн относится к квадратичному закону 20 log TVG - временная регулировка усиления.
Немного иначе обстоит дело при отражении звуковых волн от отдельной рыбы. Излученная звуковая волна подчиняется квадратичному закону распространения при её движении от поверхности к рыбе. Воздушный пузырь рыбы рассеивает часть энергии излучения во всех направлениях. Рассеянная отраженная волна, движущаяся обратно от рыбы к поверхности, подчиняется отличному от квадратичного закона распространения. Этот объединенный эффект относится к закону учетверения -40 log TVG.
Потери за счёт поглощения при распространении звука намного больше в морской воде, чем в пресной. Поглощение увеличивается и с увеличением частоты излучающего импульса. При частоте 38 кГц поглощение составляет 0,5 дБ/км в пресной воде и 10 дБ/км в морской воде. При частоте 200 кГц поглощение составляет 10 дБ/км в пресной воде и 50 дБ/км - в солёной.
Единицы измерения dB (децибелы) традиционно используются в гидроакустике и других областях физики и является логарифмическим измерением отношения между двумя величинами.
Для правильной компенсации потерь описанных выше, в эхолоте, необходимо учитывать тип воды.
график зависимости скорости звука в воде от температуры и солёности воды.
Эхо сигналы от грунта
Твёрдый плоский грунт отражает эхо-сигналы, как зеркало. Сканирующий импульс достигает дна практически мгновенно, и эхо-сигналы от различных частей грунта также практически мгновенно возвращаются обратно к поверхности. Принятые эхо-сигналы представляют собой, главным образом, ослабленные копии коротких импульсов посылки.
Эхо-сигналы от наклонного грунта характеризуются большей длительностью и более медленным нарастанием и спадом. Сканирующий импульс сначала достигает уклона в точке A , и по истечении времени место отражения перемещается по уклону по направлению к точке B. Твёрдый и прочный грунт не даёт много отражений. Часто грунт состоит из слоёв ила, глины и песка, которые на дисплее эхолота выглядят в виде цветных полос.
Основные блоки Эхолота
Рыболовный эхолот включает в себя следующие основные блоки:
Трансивер общего назначения - GPT
Трансивер GPT - это небольшой многофункциональный автономный блок, устанавливаемый на борту судна. Обычно он устанавливается поблизости от гидроакустического преобразователя для минимизации наводок электрических помех на кабель гидроакустического преобразователя.
Tрансиверы выпускаемые компанией Simrad
В корпусе трансивера GPT устанавливается от одной до четырёх плат TRX передатчика/приёмника, процессор цифровых сигналов DSP, плата ввода/вывода IO, управляющая различными сигналами интерфейса, и плата электропитания. Для всех четырёх конфигураций используется один и тот же разъём для гидроакустического преобразователя.
Линия связи Ethernet соединяет GPT с процессорным блоком управления: TP (витая пара) или AUI (интерфейс подключения блока).
Частота на которой работает GPT определяется установкой соответствующих плат. Преобразователи могут выпускаться так же на резонансную частоту 28, 38, 50, 70, 200 кГц. Помимо этого делают передатчики и вибраторы с расщеплённым лучом. GPT передатчик c расщеплённым лучом, работает с антенной состоящей из четырёх секций.
Модуляция сигнала
В большей части эхолотов применяется модуляция CW. Эхолот излучает одиночные импульсы определённой длительности и частоты. CW (Continuous Wave) – в этом режиме посылка содержит пакет импульсов равной длительности.
В самых современных эхолотах компании Simrad применяются передатчики WPT способные работать в режиме модуляции FM или частотной модуляции (FM—Frequency modulation) Частотная модуляция позволяет резко повысить разрешающую способность эхолота. Соотношение сигнал/шум повышается в 7 раз. Более четкое выделение объектов, высокое разрешение на больших глубинах, не зависящее от длительности импульса. Точное определение размерного ряда рыбы. Идея заключается в том что, за один пинг частота и длительность импульса может меняться в широком диапазоне.
Гидроакустический преобразователь
Работоспособность эхолота в большой степени зависит от расположения гидроакустического преобразователя по отношению к винтам судна и к шуму гидродинамического потока воды. Важно учитывать также помехи электрических наводок на кабель преобразователя. Необходимо принимать во внимание следующее:
Электрический кабель должен иметь металлическую экранную оплетку - для минимизации электрических помех.
Экран кабеля должен подключаться только к соответствующему штырьку разъема блока трансивера. На всем протяжении кабеля экран не должен контактировать с "землей" судна.
Корпус судна может выполнять роль экрана между винтом и гидроакустическим преобразователем, таким образом, шумовая составляющая от винтов уменьшается за счет выбора месторасположения преобразователя. Поэтому преобразователь должен устанавливаться на расстоянии не более 1/3 длины судна (считая от носа), на той стороне корпуса, где лопасти винта движутся вверх. Кроме того, немного наклоните преобразователь таким образом, чтобы зона рабочей поверхности преобразователя была ниже уровня киля винта.
Винт не должен иметь повреждений. Для минимизации кавитационных помех, винт должен иметь гладкую поверхность. Эти помехи уменьшаются также за счет достаточно большого расстояния между лопастями винта и корпусом судна.
Для уменьшения гидродинамических помех непосредственно у киля, гидроакустический преобразователь необходимо устанавливать на расстоянии не менее 0,6м от киля на судах короче 20 м, и на расстоянии не менее 1м от киля на более протяженных судах.
Для эхолотов с двумя или тремя каналами, преобразователи должны устанавливаться в одном и том же месте для уменьшения интервалов поглощения сигналов, следующих за моментом излучения сигнала одного из преобразователей.
Следует избегать выступающих частей труб и острых кромок около преобразователей.
Величину гидродинамических помех можно уменьшить за счет заострения носовой части судна.
После установки, преобразователь необходимо покрасить высококачественной антикоррозионной краской.
Гидроакустические преобразователи
Преобразователи делятся на активные и пассивные. Активные могут как излучать сигнал так и принимать. Пассивные в свою очередь способны только принимать эхо сигналы. Так же они могут быть узко-частотными и с широким диапазонном частот. Одно и много лучевые.
Эхограмма
Эхограмма в программе для эхолота SIMRAD ES 70
В примере, представленном выше, изображено окно дисплея двух частотного режима. Оно содержит две эхограммы для данного частотного канала. Верхняя эхограмма отображает эхо сигналы в поверхностном слое, нижняя - придонный участок.
Контроль биомассы с использованием расщеплённого луча
В эхолоте может применяется гидроакустический преобразователь с расщеплённый лучом для оценки распределения отдельных особей рыбы по размерам.
Данный преобразователь(вибратор) разделяется электрически на четыре квадранта. В процессе излучения сигнала все четыре квадранта возбуждаются параллельно. Однако принятые эхо-сигналы каждого квадранта усиливаются отдельно в четырёх соответствующих каждому каналу приёмниках, что даёт возможность фиксировать направление прибытия эхо-сигнала.
Распространяющийся по направлению к гидроакустическому преобразователю волновой фронт приходит к четырём квадрантам в различное время, что вызывает изменение фазовых углов выхода электрических сигналов из квадрантов. Продольный угол определяется по разности фаз между сигналами передней и задней частей преобразователя, а поперечный угол определяется по право - и левосторонним сигналам.
Указанная на рисунке рыба A располагается вдоль оси гидроакустического преобразователя, в зоне максимальной чувствительности эхолота, а рыба
B находится ближе к краю луча, в зоне более низкой чувствительности. Очевидно, что эхо-сигналы от рыбы A будут более сильными, чем от рыбы B, даже если они одного размера и находятся на одной глубине. Следовательно, определение размера рыбы только по силе эхо-сигналов неправильно. Эхолот с расщеплённым лучом определяет положение отдельной особи рыбы в луче. Корректируется разница по чувствительности, и рассчитывается истинный размер рыбы.
Методика измерения с помощью расщеплённого луча работает только применительно к отдельным особям рыбы, так как электрический фазовый угол будет случайным при одновременном возврате эхо-сигналов от множества различно расположенных особей. Следовательно, измерение размера особи внутри косяка рыбы не даст достоверного результата.
Усиление "Пинга"
В эхолотах используются два принципа усиления: усиление сигнала и ВАРУ (TVG).
С усилением сигнала все довольно просто, основной принцип заключен в изменении цифрового значения коэффициента усиления в трансивере эхолота.
Регулирование усиления TVG (ВАРУ) означает Time Varied Gain (изменяемое во времени усиление, вари-усиление). Общая идея TVG состоит в том, что уровень (цвет) эхо-сигналов от рыбы не зависит от глубины её расположения. Большая часть эхолотов не имеет компенсирующего ВАРУ и эта функция часто реализуется в программном обеспечении после того как эхо-сигналы приёмника преобразуются в цифровой формат.
Диапазон наблюдения
В солёной воде поглощение звуковых волн существенно увеличивается с увеличением частоты. Для обеспечения наибольшего диапазона наблюдения, вы должны выбирать низкочастотный преобразователь большого размера и максимальной мощности передачи.
Типовые диапазоны наблюдения с использованием типовых преобразователей производства Simrad
Типовые диапазоны наблюдения представлены на рисунке выше. Используя гидроакустический преобразователь Simrad 27-26/21 (27 кГц,10x13 град, 3000 вт) можно видеть 60-сантиметровую треску на глубине до 800 м и грунт на глубине до 3800м. Однако с помощью гидроакустического преобразователя 200-7F (200 кГц,7x7 град, 1000 вт) можно видеть ту же самую треску только на глубине до 250 м при фиксации грунта на глубине до 500 м.
Эти величины рассчитаны, исходя из нормальной температуры (+10°C) и солёности морской воды (3.5 %), усреднённого грунта (поверхностная сила обратного рассеяния = -20 dB) и уровня помех, при движении типового судна.
Заключение
В данной статье я изложил основные принципы эхолокации, устройство эхолотов, а так же основные их функции и возможности.
Тема эхолотов довольно обширна, функций представленные в статье лишь малая часть от возможностей современных эхолотов.
Используемая литература
Евтютов А.П., Колесников А.Е., Ляликов А.П. и др. - Справочник по гидроакустике (Библиотека инженера-гидроакустика) - 1982
Инструкция по эксплуатации эхолотов Simrad ES 60
Инструкция по эксплуатации эхолотов Simrad ES 70
SIMRAD Training course 2017 - Theory of Echosounder
Показать полностью
12
Новый раунд крабовых аукционов в России пройдёт осенью
Следующая волна крабовых аукционов с инвестиционными обязательствами может пройти уже с 20 по 26 октября. Точный срок пока не установлен, но он зависит от выхода приказа об общем допустимом улове, так как при расчёте стартовой цены на лот обязательно учитывается размер квоты.
На предполагаемый срок проведения крабовых аукционов косвенно указывает приказ Минсельхоза России об утверждении ОДУ (общих допустимых уловов) на предстоящий год, который должен выйти 10 сентября. В дополнение к нему 29 сентября ожидается выпуск приказа Росрыболовства, предусматривающего распределение ОДУ по разным видам квот.
Торги, как и на первом этапе аукциона, будут проводится в электронном формате. Если они действительно пройдут с 20 по 26 октября, до договоры с победителями должны будут заключены до 20 декабря, а начать добычу по приобретённым квотам компании смогут уже в 2024 году.
Интересные рубрики:
Подписывайтесь на Telegram-канал Рыболовство и Рыбоводство!
Показать полностью
VI Global Fishery Forum & Seafood Expo Russia 2023: программа деловых мероприятий
Подготовка к Шестому Международному рыбопромышленному форуму и Выставке рыбной индустрии, морепродуктов и технологий идёт полным ходом. До начала остаётся меньше двух месяцев, и уже стали известны не только подробности экспозиции будущей выставки, но и структура деловой программы с содержанием основных мероприятий.
Рыбная отрасль в многополярном мире
Главной задачей форума и выставки в этом году станет сохранение стабильности развития рыбохозяйственного комплекса с интеграцией российской отраслевой экономики в изменяющуюся систему многополярной торговли. Важную роль в этом процессе будут играть страны Азиатско-Тихоокеанского региона, на долю которых уже сегодня приходится порядка 60% мирового потребления рыбной продукции. Углубление сотрудничества с АТР и другими развивающимися странами Латинской Америки, Африки, Ближнего Востока и ЕАЭС найдёт своё отражение в экспозиции выставки, составе делегаций и программе деловых мероприятий.
Российская отрасль достойно справилась с вызовами последних лет и сумела в сжатые сроки переориентировать инфраструктуру производства и поставок рыбной продукции на новые направления с использованием альтернативных логистических цепочек. Однако сегодня перед ней вновь стоит амбициозная задача по переходу на качественно новый уровень развития – экономику, которая не только реагирует на рыночную конъюнктуру и учитывает спрос, но формирует его сама. Экономика предложения предполагает масштабное наращивание мощностей флота, освоение передовых технологий рыбопереработки, укрепление логистической инфраструктуры и ритейла, цифровизацию и научное сопровождение на всех этапах. Эти цели определят как повестку пленарной сессии «Рыбная отрасль в многополярном мире», так и других мероприятий деловой программы.
Судостроение и оборудование
Одним из ключевых мероприятий деловой программы станет круглый стол «Рыбная промышленность на пути к технологическому суверенитету: обновление флота и перерабатывающих мощностей». Для того, чтобы обсуждение стало действительно полезным и актуальным, повестка будет формироваться на стыке двух ведомств: Росрыболовства и Минпромторга, заместитель главы которого – Виктор Евтухов, курирующий вопросы планирования, реализации и бюджетного обеспечения государственной программы развития судостроения, – примет личное участие в работе круглого стола. Помимо представителей профильных ведомств, приглашены также первые лица заказчиков судов, верфей и конструкторских бюро, поставщики оборудования и технологий. Организаторы предложат участникам возможность познакомиться и пообщаться перед началом обсуждения, чтобы каждая из заинтересованных сторон могла найти новых партнёров для дальнейшего взаимодействия.
Помимо вопросов строительства и оснащения рыбопромысловых судов, эксперты в ходе деловых обсуждений также уделят внимания вопросам судоремонта. Поправками в налоговый кодекс предусмотрена возможность установки нулевой ставки налога на добавленную стоимость при ремонте судов, в том числе рыбопромыслового флота. Согласно новой норме, нулевая ставка НДС может применяться при заключении инвестиционных соглашений с Минпромторгом и Минфином
«Минпромторг является важнейшим звеном для реализации целого ряда инициатив государственной поддержки гражданского судостроения и судоремонта, поэтому мы вместе с заказчиками и исполнителями новых проектов ждём мероприятий с участием Виктора Евтухова и его коллег», – отметил Иван Фетисов, генеральный директор компании Expo Solutions Group.
Аквакультура: Евразийское пространство совместного развития
Сотрудничество с ближайшими соседями и налаживание стабильных трансграничных поставок в рамках единого экономического пространства позволят усилить позиции каждой из стран и зададут вектор для дальнейшего развития аквакультуры. Достичь такого высокого уровня взаимодействия сторонам поможет инфраструктура Евразийского экономического союза (ЕАЭС), официальные представители структур которого в прошлом году принимали участие в мероприятии и наметили план работы по углублению сотрудничества в производственной, научной и кадровой сфере.
Специализированная программа начнётся во второй день форума и выставки, 28 сентября, с конференции «Развитие аквакультуры в условиях единого экономического пространства. Вызовы и решения». Её участники обсудят использование проектных наработок и опыта стран ЕАЭС для технологического, генетического и инфраструктурного обеспечения сектора. Помимо конференции высокого уровня, также состоятся мероприятия, посвящённые отдельным практическим вопросам: обеспечение рыбоводных хозяйств кормами и посадочным материалом, планирование производственных циклов, функционирование оборудования, использование современных технологий и минимизация эффектов «человеческого фактора» для каждого этапа выращивания.
Логистика: рыба и не только
Одним из негативных последствий продолжающейся фрагментации мировой рыбной отрасли стало нарушение устоявшихся логистических цепочек. Ряд своевременных решений позволил не только избежать дефицита контейнерного парка, но и нарастить объёмы погрузки рыбы и рыбной продукции железнодорожным транспортом. Этот показатель по итогам прошедшего года составил более 818 тыс. тонн, что является максимальным значением с 2009 года. По сравнению с прошлым годом объёмы погрузок выросли на 10%, а по отношению к 2020 году – в полтора раза.
Рост перевозок во многом связан с отложенным эффектом увеличения доли рыбной продукции глубокой переработки. Для обеспечения необходимых условий перевозки и хранения формируются целые инфраструктурные хабы, обеспеченные как перерабатывающими, так и холодильными складскими мощностями, – эти проекты включены в перечень объектов для строительства в рамках второго этапа распределения инвестиционных квот. Вопросы достаточности логистических комплексов, особенности температурной перевозки рыбы и морепродуктов будут рассмотрены 28 сентября в ходе круглого стола «Рыбная инфраструктура и логистика», организованного Росрыболовством.
В 2021-2022 гг. на площадке Seafood Expo Russia совместно с ассоциацией АСОРПС были организованы тематические мероприятия для обсуждения формирования непрерывной холодильной цепи при перевозке рыбы и морепродуктов. В 2023 году организаторы выделили эту тему в самостоятельное мероприятие: 28 сентября пройдёт первая международная конференция по непрерывной холодильной цепи «Cold Chain Eurasia», призванная объединить всех игроков рынка, задействованных в хранении и транспортировке пищевой продукции, независимо от типа этой продукции. Повесткой дня предусмотрено обсуждение вопросов рынка скоропортящейся продукции, скоростного рынка холодильной цепи, температурной логистики, индустрии холода и ИТ-технологий. Конференция пройдёт при поддержке Международного Координационного совета по трансъевразийским перевозкам (КСТП) и Российского союза предприятий холодильной промышленности (Россоюзхолодпром).
Оптимальный баланс экспорта и внутреннего потребления
За годы проведения форум и выставка завоевали доверие ритейлеров и всей отрасли, поэтому именно на площадке мероприятия будет представлена концепция продвижения рыбной продукции на внутренний рынок, которую курирует Роскачество, при поддержке Минпромторга, Росрыболовства и Рыбного союза. Помимо этого, участники профильного круглого стола «Продвижение на внутреннем рынке и увеличение потребления российской рыбы внутри страны» обсудят, как донести ценность рыбы до потребителя и повысить уровень её потребления, какая продукция сегодня востребована и нужна ли рынку инновационная рыбопереработка, как снизить издержки в товаропроводящей цепи.
Другой важный вопрос – в гармонизации товарных потоков на внутреннем и внешнем рынках для соблюдения оптимального баланса экспорта и внутреннего потребления рыбной продукции. Поэтому ряд мероприятий деловой программы будет призван помочь российским рыбопромышленным компаниям выйти на новые рынки и получить высокую маржу – среди них, например, круглый стол «Выход и работа на рынке Китая под российским брендом», организованный Росрыболовством.
Раскрывая кадровый потенциал
В рамках мероприятия уже во второй раз состоится Международный образовательный форум рыбохозяйственного комплекса. Сегодняшние студенты и курсанты – это будущее отрасли. Именно им предстоит выходить на промысел и управлять масштабной системой обработки, логистики и дистрибьюции рыбной продукции, контуры которой закладываются сегодня. От подрастающего поколения зависит многое, поэтому очень важно не только снабдить их компетенциями по работе с высокотехнологичным оборудованием, но и помочь спланировать начало своей карьеры в рыбной отрасли. Образовательный форум впервые прошёл в 2022 году и продемонстрировал высокий обоюдный интерес молодых специалистов и всей индустрии. В этом году в его организации участие также примет Федеральное агентство по делам молодёжи (Росмолодёжь).
Шестой Международный рыбопромышленный форум и Выставка рыбной индустрии, морепродуктов и технологий будет проходить 27-29 сентября. Посещение выставки и форума бесплатное и доступно всем зарегистрированным посетителям.
Интересные рубрики:
Показать полностью
Любительский Кубок ГОР.САЙТ по рыбной ловле
На набережной Северского водохранилища прошел любительский Кубок ГОР.САЙТ по рыбной ловле. ДержательМикрофона Максим Исаенко выведывал у участников секреты рыбной ловли.
Купил коннекторы "Волжанка" для маховой удочки...
На днях (06.07.2023) провёл осмотр всех коннекторов Волжанка ] Ф1.2 которые купил в Адвентурика на днях за 320 рублей.
По факту в упаковке вместо 20 штук коннекторы лежали в количестве 21 штук!(что приятно - одну положили с запасом)
Из 21 коннекторов более менее качественно выглядят 11 штук,
а остальные 10 оказались бракованнми! (Что крайне неприятно )
Самый распостранённый брак - это плохое литьё стенок тела коннектора! местами пластика попросту нехватает и один из них был без канала внутри тоесть полностью залит пластиком и хлыст в него было не вставить вообще!
Присутствует некоторое количетво облоя..
Когда заказываете коннекторы Волжанка , при получении прежде, чем забрать свой заказ проверяйте их все с увеличительным стеклом предварительно сняв втулку с коннектора!
Мне уже врядли их поменяют на другие, поскольку один я сломал при попытке надеть его на хлыст удилища Волжанка Оптима 500 (5 м)
Возвращать в магазин не стал поскольку один коннектор из упаковки уже использовал по назначению.
Но "неприятный осадочек на душе" остался..
Как-то так..
Показать полностью
3
Удивительные люди и корабли-"малыши" среди рыбаков Камчатки
9 июля в нашей стране отмечают День рыбака. Интересно, что рыбная ловля может быть как профессией, так и увлечением, да ещё каким - страстным, на всю жизнь! Одним словом, поздравляю всех сопричастных!
А поделиться хочу душевным репортажем из прошлого нашей страны: о крупнейшем в СССР камчатском рыболовецком колхозе имени В.И. Ленина и, конечно, об удивительных людях, которые посвятили свою жизнь профессии рыболова.
Голубой патруль
С днём рыбака всех причастных!
Кто вспомнит кому выдавали такие значки?
Показать полностью
1