第二章 船用回声测深仪(DOC)(3)

二、时间电机转速误差

时间电机转速误差是指闪光式和记录式测深仪中的时间电机转速与其额定转速不一致所产生的测量误差。在闪光式和记录式测深仪中，时间电机作为显示系统的时间装置，必须以恒定的转速带动转盘或记录笔转动。时间电机转速的变化必然会使转盘转过的角度和记录笔移动的距离发生变化，从而使显示深度与实际深度产生偏差。所以，时间电机转速的稳定与否，将直接影响测深仪显示深度的准确性。

时间电机转速不稳定一般是由于船电变化或时间电机本身故障所致。时间电机的转速误差调整公式如下：

实际水深?三、零点误差

电机额定转速?显示水深

电机实际转速零点误差是指零点信号（或零点标志）与刻度盘（或刻度标尺）的零位不一致时所产生的测量误差。零点信号超前，显示水深将小于实际水深；零点信号滞后，则显示水深将大于实际水深。通常，闪光式和记录式测深仪均设置了零点调节机构。

四、基线误差

在前面介绍测深仪的测深原理时，我们求出的测量深度h?(ct2s)?()2，其中s为22收、发换能器之间距，即为基线之长度。实际设计测深仪时，我们均按h?量深度，()2项被忽略掉，故产生了基线误差。

测量水深（

1ct来计算测2s21ct）越深，基线误差就越小。当水深大于5米时，基线误差便可忽略不2计。采用收、发兼用换能器的测深仪则不存在基线误差。

五、影响测深仪工作的其它因素 （1）船舶摇摆对测深仪工作的影响

当船舶发生横摇时，发射换能器也随之倾斜，其发射的主波束的方向也随之改变。若倾斜角度不大，主波束的反射回波仍可被接收换能器接收；当倾斜角大于某个极限值时，将可能产生回波信号“遗漏”现象。严重时，回波信号全部消失，测深仪无法工作。

（2）水中气泡对测深仪的影响

海水中气泡对测深仪工作的影响主要体现在两个方面：一是水中气泡对声能有削弱作

武汉交通职业学院 航海学院 航海仪器备课笔记 授课教师：余项树 用；二是大量气泡会引起声的混响，从而严重干扰测深仪正常工作。

（3）船速对测深仪的影响

当船舶高速航行时，船体产生剧烈振动，水流猛烈冲击船体，致使干扰噪声增加。同时，海水的空化现象也明显增加，致使回波信号削弱。严重时回波信号将被干扰信号“淹没”，致使测深仪工作困难，甚至无法工作。选择适当的换能器安装位置将有助于减小这种影响。

（4）换能器工作面附着物的影响

换能器表面的附着物对声能有着较强的吸收作用，尤其是长期不用的换能器表面会有大量海生物生长，对换能器工作影响较大。所以，应及时清洁换能器工作面。还要注意的是换能器的工作面不能涂敷油漆。

（5）因换能器剩磁消失的影响

对于磁致伸缩换能器，剩磁因时间长久会逐渐消失，这将影响测深仪的灵敏度，所以，应定期对磁致伸缩换能器进行充磁。

（6）海底底质和坡度的影响

不同的海底底质对声波的反射能力差异较大，岩石最强，砂底次之，淤泥最差。为了达到显示器的最佳显示效果，应根据不同的海底底质调整测深仪的灵敏度大小。

另外，不平坦的海底底质和海底坡度将使反射回波先后抵达接收换能器，从而在显示器上出现较宽的信号带。为了保证船舶航行安全，此时应以信号带前沿读取水深为宜。

第五节 IES-10型回声测深仪

一、IES-10型测深仪主要特点介绍

IES-10型回声测深仪是美国Ocean Data仪器公司生产的船用新型测深仪产品，该产品符合国际航道组织（IHO）技术要求和欧洲关于海上导航设备的电磁兼容（EMC）标准，其特点如下：

1.采用了先进的数字处理技术，通过软件控制超声波的发射和接收；同时使用高清晰度的液晶显示器（LCD）和菜单式的人机友好界面，通过键盘操作来控制整机工作。

2.显示器可连续提供回波图象、数字深度显示、深度报警、吃水调整等信号，还可通过其它导航设备的接入显示测量时的船位、船对地速度（SOG）、船对地航向（COG）等导航信息。

3.本机硬盘可保存24小时的数字深度和船位数据、1小时的回波图象和船位数据，并可随时调出或打印这些历史数据。

4.本机通过RS-232或RS-422串行口可向其它外设输出NMEA0183标准的深度信号，并可直接连接最多3台复示器。

5.接收机在较宽的动态范围内可实现自动增益控制，并对杂波干扰进行滤除。 6.通过软件可进行系统故障诊断，机器内部采用可拆卸式印刷电路板（PCB），易于对硬件进行安装和维护。

二、整机组成框图及工作原理

IES-10型测深仪的电路主要由主CPU板、收发电路板、电源电路板、母板、液晶显

武汉交通职业学院 航海学院 航海仪器备课笔记 授课教师：余项树 示电路板、接口、接线盒和换能器等组成。其整机组成框图如图6-5所示。

主CPU板是测深仪的整机工作的控制核心，它通过运行内部的PROM（可编程只读存储器）程序，可以控制声波发射频率和历史深度数据的存取，向显示器发送深度及其它显示信号，并控制数据的输入、输出与打印等功能。

收发电路有两个主要功能：产生发射脉冲、接收并处理回波脉冲信号。收发电路中的微

处理器在每个发射周期的初始时接收来自主CPU的指令信号，然后产生发射脉冲，经过放大后送至换能器形成超声波向海底发射。发射的同时，主CPU板计时开始。回波经接收电路处理后转换为数字信号，送至主CPU计算深度结果。收发电路还有四种辅助功能：串行数据输入和输出、历史数据存储（闪存）、LCD亮度与对比度控制、键盘编码和亮度控制。

电源电路板的作用是将船电（115或230V AC）转换为各电路工作所需的直流电压（5、12、24V DC）。液晶显示电路板的主要功能是显示深度数字信号、回波图象信号、系统状态信息等，还可通过键盘输入和菜单选择向主CPU板传输系统参数设置及各种指令。换能器的作用是实现电能和声能的相互转换，其工作频率从12到200KHz不等。

三、使用与维护 1. LCD屏幕显示信息

图6-6所示为显示器的显示界面，主要显示的信息有：

图6-5

电源电路板 主 板 主CPU板 收发电路板 液晶显示电路板 复示器 母板 接 口 NMEA0183 I/O 接线盒 换能器 武汉交通职业学院 航海学院 航海仪器备课笔记 授课教师：余项树 （1）回波图形：它是换能器收到的回波信号的动态反映，图形以一定的速率从右向左移动，通过回波图象的前沿可读取当前深度的大概数值。

（2）深度显示窗口：在屏幕的左下方，即“Depth”窗口，用以显示当

N 21 18.950 E 157 51.980 COG:359 Deg SOG:05.2 Kts 01-13-2002 LCL:17:54:10 6 . 7 图6-6

前精确的数字水深值，每秒钟更新一次。同时还将显示深度的单位（英尺-FT/米-MT/英寻-FA）、水深性质（换能器下水深-DBT/海面下水深-DBS/龙骨下水深-DBK）。在该窗口的下方还有测深仪跟踪门限值（GATE）设定状态显示，跟踪门限是用来进行混响干扰抑制的，一般将门限值置于自动（AUTO）状态。窗口的最下方显示的是报警状态：浅水报警（SHALLOW ALARM）、深水报警（DEEP ALARM）或模拟报警（SIMULATOR ON）。

（3）导航信息：从其它导航仪器接入的信号，包括船位、对地航向（COG）、对地速度（SOG），还有系统时钟提供的日期和时间显示。

（4）系统状态：首先是自动（AUTO）状态显示，它包括增益（GAIN）、量程（RANG …… 此处隐藏：3371字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……