bài thuyết trình: Sonar

âm họcthuyết trình vật lý _sonarỨng dụng của Sonar:1. Trong quân sự:Ứng dụng quân sự chiếm phần lớn ứng dụng của sonar. Các máy đo hồi âm được Hải quân Mỹ phát triển năm 1919.Sonar thụ động là phương tiện thu thập thông tin. Các tín hiệu được xử lý theo Lý thuyết phát hiện tín hiệu để lọc ra tín hiệu quan tâm.Để thực hiện dò tìm mục tiêu ngầm dưới nước có hai loại Sonar khác nhau: Sonar chủ động thì tự phát xung sóng và nghe tiếng vọng lại và Sonar thụ động chỉ nghe âm thanh do tàu bè hay nguồn khác phát ra.1.1 Với tàu ngầm, hệ thống Sonar bị động (thụ động) chính là con mắt của tàu khi lặn. Nó gồm 360 chiếc anten đặt ở mũi tàu. 360 chiếc anten này được bố trí thành 1 vòng tròn, cứ mỗi độ ứng với 1 chiếc. 0 độ là mũi tàu, 180 chiếc bên mạn phải, 180 chiếc bên mạn trái.Khi tàu đi hoạt động hệ thống được mở 2424 thuỷ thủ sonar luôn luôn theo dõi trên màn hình, cứ 5 phút phải báo cáo cho chỉ huy về tình hình 4 phía. Trung tâm được đặt tại khoang 3 (khoang chỉ huy).Hệ thống này thu âm thanh của chân vịt tàu đối phương, qua hệ thống phân tích và kinh nghiệm của thuỷ thủ sonar có thể biết được mục tiêu là chủng loại tàu nào, hướng đi, và tốc độ của tàu....1.2 Sonar chủ độngĐồng thời với Sonar thụ động, người ta còn sử dụng hệ thống Sonar chủ động Sonar chủ động trong tìm kiếm mục tiêu ngầm. Theo đó, dùng đầu phát phát xung sóng, thường được gọi là một ping, và nghe tiếng vọng lại ở đầu thu. Có nhiều cách bố trí hình học các đầu phát và thu, cho ra cách thức định vị đối tượng khác nhau:Nếu phát và thu ở cùng một chỗ, hoạt động của nó là đơn tĩnh. Nếu phát và thu tách biệt, hoạt động của nó là song tĩnh. Nếu có nhiều đầu phát (hoặc nhiều đầu thu) ở vị trí tách biệt, hoạt động của nó là đa tĩnh. 12. Đo sâu hồi âmĐo sâu hồi âm (Echo sounding) là một loại sonar nhỏ gọn dùng cho xác định độ sâu nước, bằng cách phát xung siêu âm vào nước và thu nhận tín hiệu phản xạ từ đáy nước, từ đó xác định ra độ sâu. Chúng còn có tên là máy đo sải nước (fathometer).Thông thường các đầu phátthu được gắn cạnh tàu thuyền sao cho khi gặp sóng nước thì không lộ ra, phát sóng từ gần mặt nước. Tín hiệu từ đầu thu được theo dõi liên tục, hiện trên màn hình trượt hoặc in băng ghi giấy nhiệt, ở dạng một đường ghi có mã hóa cường độ tín hiệu theo thang độ xám. Băng ghi như vậy hiện ra hình ảnh mặt cắt hồi âm dọc hành trình. Trong trường hợp thuận lợi có thể hiện ra được những ranh giới hay dị vật trong lớp bùn đáy.Các máy đo sâu hồi âm cỡ nhỏ phục vụ dò tìm luồng lạch cho các loại tàu thuyền. Các máy đo sâu hồi âm kỹ thuật thì phục vụ đo độ sâu và xác định trạng thái đáy nước như bùn, cát, đá, hay thực vật đáy che phủ.3. Lập bản đồ địa hình vùng nướcTrong việc lập Bản đồ địa hình trên vùng biển hoặc vùng nước nói chung, sonar phục vụ đo độ sâu (Bathymetry) và xác định trạng thái đáy nước, như là đá cứng, dị vật, cát, bùn hay thảm thực vật. Độ sâu được tính chuyển sang độ cao đáy, còn thông tin trạng thái đáy thì được ghi chú hoặc đánh dấu bằng các ký hiệu thích hợp, để biểu diễn trên bản đồ hoặc hải đồ. 21http:soha.vnquansucachhethongsonardotimmuctieu20150607130500168.htm2 https:vi.wikipedia.orgwikiSonar

Lê Quốc Dương 1510594

Lê Thái Việt Hoàng 1511123

Mô

hình

Nguyên lý Ứng dụng

Sonar

Giới thiệu

SO UND N AVIGATION A ND R ANGING

Lịch sử ra đời và phát triển

Leonardo di ser Piero da Vinci

• 500 năm trước, ông dự đoán:

“ Âm thanh có thể truyền trong nước “

→ Đặt nền móng đầu tiên

Lịch sử ra đời và phát triển

• 1822, Daniel Colloden

đo được vận tốc âm thanh trong nước

→ Tạo tiền đề

Thí nghiệm đo vận tốc âm trong nước

Lake Genava Switzerland

Lịch sử ra đời và phát triển

Thiết bị sonar đầu tiên Lewis Nixon

 1906, Lewis Nixon đã phát minh ra thiết bị

SONAR đầu tiên

→phát hiện băng trôi

Phân loại

Theo cách thức hoạt động

• Thụ động

• Chủ động

Cấu tạo

Gồm 4 bộ phận chính:

Cấu tạo

A Transmitter

• Đóng vai trò như máy phát tín hiệu

• Chuyển tín hiệu điện đến Transducer với một tần số nhất định

Cấu tạo

B Transducer

• Là bộ phận quan trọng nhất

• Có vai trò như một angten

• Chuyển tín hiệu điện được truyền đến từ transmitter thành sóng âm với cùng tần số

• Nhận sóng âm vọng lại, chuyển về lại tín hiệu điện

Cấu tạo

D Display

Hiển thị tín hiệu đã được xử lý ở Receiver lên màn hình.

2.Nguyên lý và ứng dụng

 Nguyên lý hoạt động

 Ứng dụng

Nguyên lý hoạt động

• Dựa trên nguyên lý thu nhận âm thanh:

Phát sóng âm ( sound waves)  Thu tiếng vang ( echoes)

 Sonar thụ động

• Mức cường độ nguồn phát (Source level)

Trong đó: :cường độ âm của tín hiệu

:cường độ âm chuẩn

• Sự thất thoát trong truyền âm (Transmission lost)

Trong đó: :cường độ nhận tín hiệu

� �

� �

S 0

• Mức cường độ âm của nguồn:

• Mức cường độ âm thanh, tiếng ồn ( Noise level – NL or )

trong đó In: cường độ âm thanh và tiếng ồn

I

NL 10log

I



• DI (DIRECTIVITY INDEX): CHỈ SỐ ĐỊNH HƯỚNG

ND D

 Sonar chủ động

• RL: Reverberation Level

• RL > (NL-DI)

• TS: Target Strenght (Năng lượng phản xạ lại)

S/N

L SL TL TL ' TS (NL DI)

Ứng dụng

a Lĩnh vực quân sự

b Lĩnh vực khoa học

Lập bản đồ địa hình vùng nước

c Ứng dụng dân sự

Đánh bắt thủy hải sản

3 Mô hình

Cám ơn thầy và các bạn

đã lắng nghe