Nguyên lý máy đo sâu hồi âm

Không gian trong ñó hình thành âm áp g i là trư ng âm.. Phân lo i sóng âm... Khi màng phát, phát sóng siêu âm thì sóng siêu âm chia làm hai hư ng chính: - Hư ng do công su t búp chính ph

www.hanghaikythuat.tk MÁY ðO SÂU

M t trong nh ng thi t b không th thi u c a m i con tàu ñó là máy ño sâu hàng h i –

d ng c dùng ñ xác ñ nh ñ sâu vùng nư c tàu ñang ho t ñ ng Không ch có v y, máy ño sâu còn có th ñư c s d ng h tr tàu ñi u ñ ng trong lu ng l ch h p, công tác neo và thu neo, ñ m

b o an toàn cho hành trình.Ngoài ra, máy ño sâu và nh ng thi t b th y âm khác còn ñư c ng

d ng r ng rãi trong lĩnh v c nghiên c u khoa h c như kh o sát ñ a ch t, th y văn Trư c khi tìm

hi u sâu hơn v máy ño sâu ph c v trong ngành hàng h i trong chương 2, ta s ti p c n v i

ph n lý thuy t cơ s v sóng âm và vi c truy n sóng âm trong môi trư ng nư c bi n , t! ñó s có cái nhin toàn di n hơn trong thao tác, v n hành, khai thác t"t nh t máy ño sâu ph c v công tác d#n tàu an toàn, hi u qu

CHƯƠNG 1: LÝ THUY T SÓNG ÂM

1 1 Sóng âm

1.1.1 Khái ni m

Âm là hi n tư ng v t lí, là trư ng h p riêng c a dao ñ ng cơ h c c a chuy n ñ ng trong môi trư ng ñàn h i Ngu n âm có th là h th"ng dao ñ ng cơ h c ñ$t trong môi trư ng ch t l%ng

Trong quá trình dao ñ ng, h th"ng s truy n m t ph n năng lư ng t i nh ng phân t c a môi trư ng bao quanh nó Nh ng phân t này b&t ñ u l ch kh%i v trí ban ñ u c a chúng Nh ng phân t c a môi trư ng n"i v i nhau b i l c ñàn h i N u m t trong chúng l ch kh%i v trí cân b'ng thì các l c tác d ng t! các phân t bên c nh làm cho nó tr l i ví trí ban ñ u c a nó Sau

ñó, theo quán tính nó s chuy n ñ ng ti p v phía ngư c l i Như v y ph n t s dao ñ ng xung quanh v trí cân b'ng c a nó B i vì trong ñi u ki n th c t , trong môi trư ng không nh ng

ch có l c ñàn h i tác d ng mà còn có l c ma sát trong nên sau khi m t kích ñ ng thì dao ñ ng

c a phân t t&t ñi r t nhanh S d ch chuy n c a m i phân t làm cho nh ng phân t bên c nh

l ch ñi kh%i v trí cân b'ng c a chúng T! ñây ta th y r'ng s kích ñ ng x y ra m t nơi nh t

ñ nh c a môi trư ng s d n d n truy n lan t i các phân t xa ngu n kích ñ ng Quá trình ñó

g i là truy n âm T"c ñ truy n kích ñ ng t! phân t này ñ n phân t khác g i là t"c ñ c a âm

N u như l c kích ñ ng tác d ng theo chu kỳ thì quá trình truy n âm cũng s theo chu kỳ không

nh ng theo th i gian mà c không gian, nghĩa là nó mang tính ch t sóng

B i vì m i phân t k ti p b&t ñ u chuy n ñ ng ch m hơn phân t trư c nó, nên trong môi trư ng s hình thành nh ng vùng dày ñ$c và nh ng vùng thưa th t cách nhau.Khi hình thành vùng dày ñ$c thì áp l c và n ng ñ c a môi trư ng tăng lên và vùng thưa th t thì gi m Không gian trong ñó hình thành âm áp g i là trư ng âm

1.1.2 Nh ng ñ c tính c a trư ng âm

Nh ng ñ$c tính cơ b n c a trư ng âm: s truy n âm là m t quá trình ph c t p, g m nh ng hi n

tư ng v t lý khác nhau Nh ng ñ$c tính quan tr ng trong ñó là:

- Các phân t c a ch t l%ng không nh hư ng t i sóng âm, chúng ch dao ñ ng quanh v trí cân b'ng c a chúng

- T"c ñ c a âm là t"c ñ c a dao ñ ng các phân t môi trư ng, ñó là t"c ñ truy n kích

ñ ng t! phân t này ñ n phân t khác

- Khi truy n kích ñ ng trong trư ng âm s hình thành nh ng chu i dày phân t và nh ng chu i thưa cách ñ u nhau Quá trình ñó d#n t i s thay ñ*i áp l c và n ng ñ c a môi trư ng S nén và kéo theo chu kỳ có th phá v+ s cân b'ng nhi t ñ ng c a môi trư ng và như v y s gây nên s thay ñ*i nhi u hơn m c phân t

1.1.3 Phân lo i sóng âm

Sóng âm có th phân theo hình d ng và t n s"

Trong trư ng h p riêng, ngư i ta phân sóng theo ba d ng sóng d c, sóng ngang, sóng ph c

t p Trong các ch t l%ng, ñ l ch không b bi n d ng, ch có th truy n lan sóng d c

Hình d ng c a sóng âm ñư c xác ñ nh b i d ng c a làn sóng Làn sóng là vùng m$t mà các

ñi m trong ñó ñ u có cùng m t pha dao ñ ng ðư ng vuông góc v i làn sóng trùng v i hư ng truy n lan sóng g i là tia âm

Sóng siêu âm là sóng âm có t n s" dao ñ ng l n hơn 16kHz) Trong hàng h i thư ng s

d ng sóng siêu âm có t n s" dao ñ ng l n hơn 20kHz

N u ngu n âm là m t ñi m thì sóng âm có d ng hình c u

N u ngu n âm là hình tr thì sóng âm có d ng hình tr

N u ngu n âm là m t m$t thì sóng âm có d ng m$t

1.1.4 Nh ng thông s cơ b n c a trư ng âm

ð ti p t c phân tích trư ng âm, ta ñưa vào nh ng ñ i lư ng v t lý thông d ng mà ta s

g i là thông s c a trư ng âm Nh ng thông s ñó c n ch n sao cho chúng bao hàm h t m i

hi n tư ng x y ra trong trư ng âm, nh ng dao ñ ng c a các phân t và s thay ñ i áp l c, n ng

ñ c a ch t l ng và năng lư ng

+ S thay ñ*i áp l c c a môi trư ng khi có âm tác ñ ng so v i ban ñ u ñư c ñánh giá b i

âm áp p ð i lư ng p ñư c xác ñ nh b i bi u th c:

p = p1 - p0 (1) (ñơn v : mbar)

Trong ñó: p0 tr s" áp l c c a môi trư ng khi không có sóng âm

P1 tr s" áp l c c a môi trư ng khi có sóng âm

S thay ñ i n ng ñ c a ch t l ng thư ng ñư c xác ñ nh b i ñ ñông ñ c c a nó:

æ =

0

0 1

+ Sóng âm ñư c ñ$c trưng b i các thông s" sau:

- Bư c sóng λ c a âm là kho ng cách gi a 2 mi n dày ñ$c và mi n thưa th t

- Biên ñ A là ñ l ch l n nh t c a phân t so v i v trí cân b'ng

- Chu kỳ T là kho ng th i gian hoàn thành m t dao ñ ng trong môi trư ng ñàn h i

- T n s" f là s" lư ng sóng truy n qua môi trư ng trong m t ñơn v th i gian

- T"c ñ truy n lan c a âm trong môi trư ng ph thu c vào tính ch t c a môi trư ng ñó

Do các ph n t c a m i môi trư ng ñàn h i có tr ng, kh"i khác nhau cũng như l c ñàn h i gi a chúng là khác nhau nên t"c ñ truy n âm trong m i môi trư ng là khác nhau

Công th c tính t c ñ truy n âm:

C = ρ

E (m/s) E: mô ñun ñàn h i

ρ: t! tr ng c a môi trư ng

www.hanghaikythuat.tk

Trong môi trư ng ch t l ng:

C = Kρ

E (m/s) K: h s nén, là ñ i lư ng ngh ch ñ o c a E trong ch t l ng không gi"i h n

Khi tia âm truy n qua hai môi trư ng ñ ng nh t ñư c ñ$c trưng b i các âm kháng Z1=ρ1C1

và Z2=ρ2C2 Trên hình v 1, gi s C2 > C1, theo lý thuy t v tia chi u, áp d ng ñ nh lu t quang

α

= η Trong ñó: η là h s" khúc x

α’1 và α2 là góc ph n x và góc khúc x tương ng

Như v y, ta có: t# s sin góc t"i αt và góc khúc x α2 b$ng t# s t c ñ C 1 và C 2 c a sóng

âm N u như trên ñư ng truy n lan sóng âm có nhi u l"p ch t l ng song song có nh ng tính

ch t thu# âm h c khác nhau thì ta s có ñ%ng th c sau:

const C

C C

t t

3 2

2 1

1

α α

Các t# s hình h c tìm ñư c xu t phát t& gi thi t r$ng m t ph n x là m t m t ph%ng Chúng s ñúng v"i b t kỳ trư ng h p nào n u như kích thư"c c a v t c n l"n hơn chi u dài c a sóng nhi u l n S ph n x như v y g i là ph n x gương

Trong th c t t i b m t phân cách x)y ra hi n tư ng phân kỳ, ph n x gương, ph n x

c ng hư ng, khúc x và tán x vì m t phân cách không nh*n

K t lu n:

α1

α2

- N u t"c ñ truy n âm môi trư ng như nhau có nghĩa là sin các góc b'ng nhau thì không có

khúc x

- N u sóng âm truy n t! môi trư ng 1 sang 2 trong ñó C1 > C2 thì tia khúc x l ch v phía g n

m$t ngăn cách

- N u tăng góc t i α1 t i khi α2 = 90 thì sóng âm s không vào môi trư ng 2, n u tăng α1 hơn

n a sóng âm s ph n x hoàn toàn Khi ñó α1 g i lá góc gi i h n

αGH = arc sin arcsinη

Quan h năng lư ng: Quan h năng lư ng gi a sóng t i, sóng ph n x và sóng khúc x

thư ng ñư c xác ñ nh b i h s" ph n x A và khúc x B Trong trư ng h p sóng t"i vuông góc

v"i m t ngă nh ng h s" ñó ñư c xác ñ nh như sau:

2 2

1 1 2 2

1 1 2 2

C

C C

ρ ρ

2 2 1 1

1

4

4

q

q c

c

c c

+

=+ρ ρ

1 1

c

c

ρ ρ

Z1 = ρ1C1: là âm kháng c a môi trư ng 1

Z2 = ρ2C2: là âm kháng c a môi trư ng 2

Trên cơ s các bi u th c trên ta có th rút ra k t lu n:

1 N u như âm kháng c a các môi trư ng b'ng nhau, nghĩa là ρ1.C1= ρ2.C2 thì toàn b

năng lư ng s chuy n t! môi trư ng m t sang môi trư ng hai

2 Khi có ñi u ki n ρ1C1>> ρ2C2 ho$c ρ1C1<< ρ2C2 thì t t c năng lư ng âm s ph n x

tr l i môi trư ng ñ u

3 N u như âm kháng c a các môi trư ng khác nhau không nhi u thì ph thu c vào tr s" q

mà m t ph n âm năng ph n x , m t ph n ñi vào môi trư ng th hai và m t ph n b nhi1u x

Quan h pha: N u th c hi n ñi u ki n ρ1C1<< ρ2C2 thì s ph n x âm s di1n ra không

b thay ñ*i pha c a t"c ñ dao ñ ng và c a âm áp Trong trư ng h p ρ1C1>> ρ2C2 thì ph n x

x y ra v i s thay ñ*i pha 1800

Khi màng phát, phát sóng siêu âm thì sóng siêu âm chia làm hai hư ng chính:

- Hư ng do công su t búp chính phát xuyên xu"ng ñáy bi n ñ ño sâu

- M t ph n sóng siêu âm do búp ph gây ra truy n lan theo phương ngang

S ph n x sóng âm t ñáy bi n: L"p trên c a ñáy bi n tr c ti p ti p xúc v"i nư"c có th

có c u trúc khác nhau Nơi này là ñá c ng, nơi kia là bùn nhão, nơi khác l i là nh ng h t nh

l+n v"i nư"c Th c t thì khi sóng âm ñi t"i ñáy bi n thì tuỳ thu c vào lo i ñáy bi n, mà m t

ph n năng lư ng nh t ñnh c a nó truy n vào ñáy bi n và b ñáy bi n h p th Phân tích năng

lư ng c a sóng âm ñi t"i ñáy bi n th t là ph c t p vì r$ng lúc ñó s có hình thành sóng âm có

d ng ph c t p g m nh ng thành ph n sóng d c và sóng ngang Lý thuy t cho ta h s tiêu hao

β1 c a sóng d c trong ñáy bi n như sau:

- C 1 : t c ñ truy n lan c a sóng d c trong ñáy bi n

- S 1 : h s m t mát Ta có th tính ñư c h s ñó b$ng phương pháp gi i tích Nhưng thư ng thì ngư i ta có ñư c tr s c a nó b$ng phương pháp th c nghi m

ðáy bi n không b$ng ph%ng s gây nên s phân tán năng lư ng c a sóng ñi r t nhi u Trong trư ng h p ñó khi mà kích thư"c c a ñ g gh c a ñáy bi n nh hơn chi u dài sóng thì

s ph n x cũng gi ng như trên m t ph%ng N u nhưñ g gh ñ l"n thì m t ph n năng lư ng

c a sóng t"i s phân tán ñi m i hư"ng S ph n x như v y g i là khu ch tán

Như v y trư ng âm c a sóng ph n x ñư c xác ñnh b i 3 y u t cơ b n: âm kháng c a

nư"c bi n, c u trúc c a ñáy bi n và hình thù c a nó. Trong b ng dư i ñây cho ta th y tr s" c a

ñó ph thu c vào tr ng thái c a m t bi n Sóng bi n l"n, sóng g n ñ u có nh hư ng ñ n s

ph n x ñó Nói chung, sóng bi n l"n có nh ng ñ c tính t do, nh ng tham s c a sóng bi n luôn bi n ñ i Th c t ñó gây nên s khó khăn l"n trong vi c phân tích b$ng toán h c Nhưng

n u xét trong kho ng th i gian ng/n thì s ph n x t& m t bi n cũng tương t như s ph n x

ñáy bi n không b$ng ph%ng Vì r$ng m t bi n có nhi u hình thù khác nhau nên năng lư ng c a sóng âm có th h i t l i trong m t trư ng h p ho c phân tán trong trư ng h p khác

1.2.2 S giao thoa sóng âm

Như ta ñã bi t trong v t lí ch ng minh r$ng, khi có nhi u ngu n sóng có biên ñ nh , cùng

t n s (ho c t n s x p x! b$ng nhau) cùng truy n qua m t môi trư ng ñàn h i nào ñó, thì sóng

âm c a hai ngu n s ñan xen vào nhau, vùng ñan xen c a hai sóng g i là vùng giao thoa sóng

âm, vùng giao thoa sóng âm càng l"n thì nhi0u giao thoa càng nhi u (ð i v"i sóng vô tuy n, sóng ánh sáng cũng tuân theo quy lu t này) Bây gi ta xét m t ngu n phát sóng âm t i ñi m O 1

có phương trình như sau:

t a

x1= 1.cos ω0

Ngu n phát sóng th hai t i ñi m O 2 : x2= a2.cos ω0.t

T i m t ñi m M trong không gian phương trình truy n sóng do ngu n O 1 và O 2 sinh ra

)

0 1

1

2 (

cos ω t π λ r

a

0 2

2

2 (

- r 1 và r 2 là kho ng cách truy n sóng t&ñi m O 1 và O 2 ñ n ñi m M

V y t i ñi m này pha dao ñ ng t ng h p c a hai dao ñ ng sóng là:

2 2

2

r r r

π

Biên ñ dao ñ ng ñư c xác ñnh theo công th c sau:

) (

2 cos

22

a a

a a

a

2

) (

22

21

22

21

www.hanghaikythuat.tk

1.2.3 Nhi u x c a sóng âm

Sóng âm có kh năng u n cong khi nó g p m t v t nào ñó trên ñư ng truy n lan Hi n

tư ng ñó g i là nhi0u x Nhi0u x càng m nh khi kích thư"c c a v t c n nh so v"i chi u dài sóng Trong trư ng h p ñó, ta quan sát th y năng lư ng phân tán ra ñ u v các hư"ng N u kích

thư"c c a v t c n l"n hơn chi u dài bư"c sóng thì x y ra hi n tư ng nhi0u x Nhưng ñ$ng sau

v t c n s hình thành m t vùng bóng râm, mà ñó không có sóng âm ñi qua ð ng th i trư ng

âm ñ$ng trư"c v t c n cũng tr nên ph c t p hơn do có hi n tư ng giao thoa gi a sóng t"i, sóng ph n x và sóng nhi0u x K t qu là máy thu ta nh n ñư c áp l c khác xa v"i áp l c c a sóng t"i Hi n tư ng nhi0u x ta có th gi i thích b i cái g i là nhi0u lo n s 0 c a các máy ño sâu h i âm mà ta th y khi th i ñi m phát, do ki tàu hình cong s tác ñ ng lên máy thu

1.2.4 Sóng âm ñi qua màng ngăn m ng

Ta hãy kh o sát v n ñ sóng âm ñi qua màng ngăn m ng Trư ng h p này có ý nghĩa th c

t khi l/p ráp dao ñ ng c a máy h i âm mà không c n x5ñáy tàu Nh ng h th c v năng lư ng

c n thi t có th có ñư c b$ng cách phân tích sóng ph n x và sóng khúc x c a sóng âm ñi qua mép trong và mép ngoài c a v tàu S phân tích này không khác v"i s phân tích trư ng h p sóng âm ñi qua m t m t ngăn trư"c ñây Nhưng nó cũng tương ñ i khó nên ñây ta ch! kh o sát

tr ng s càng t t hơn n u như v tàu ch6ñ t thùng ch a màng dao ñ ng ñư c làm b$ng ch t

cũng có âm kháng như v y Nh ng ch t thông âm như v y là nh ng ch t như m t vài lo i cao su

λ

trong ñó n = 1, 2, 3

O2

M

r2

O1

r1

1.2.5 Truy n lan c a sóng âm trong ch t l ng chuy n ự ng

Kh o sát s truy n lan c a sóng âm trong ch t l ng chuy n ự ng có m t ý nghĩa không kém ph n quan tr ng ự i v"i th c ti0n, b i vì trong nư"c bi n (chưa k ự n sông) thư ng có

nh ng dòng nư"c có t c ự ự t t"i vài nơ Khi sóng âm lan truy n trong ch t l ng chuy n ự ng,

t c ự tuy t ự i c a s chuy n d ch các thành ph n làn sóng d c theo tia sóng s b$ng t ng hình

h c véctơ c a t c ự theo và véc tơ c a t c ự tương ự i Véctơ c a tia t c ự bây gi s không trùng v"i pháp tuy n c a làn sóng n a Khi ựó hình d ng c a tia âm s khác v"i ựư ng th%ng,

ự ng th i s d ch chuy n này cũng làm thay ự i t n s c a sóng âm Như v y, chuy n ự ng c a môi trư ng d+n t"i s thay ự i quang c nh c a trư ng âm - thay ự i hai tham s quan tr ng c a sóng là: t c ự truy n lan và t n s

1.2.6 S truy n lan sóng âm trong nư c bi n

Trong bi n sâu, l"p nư"c bi n không th xem là m t l"p nư"c ự ng nh t có ự dắnh ựư c

Vì có nh ng ph n t c a bùn, khoáng ch t, có nh ng b t khắ, có gradian nhi t ự và ự m n, t!

tr ng tăng gi m th t thư ng nên ta có th coi nư"c bi n là môi trư ng không ự ng nh t Môi

trư ng không ự ng nh t ựó ựòi h i ta ph i kh o sát ự c bi t s truy n âm trong ựó, vắ d ph i xét hàm s t c ự c=f(x, y, z, t), s nhi0u x sóng âm, s phân tán sóng âm ph trong trư ng âm T t c nh ng hi n tư ng ựó ự u có ý nghĩa th c t l"n

T c ự truy n sóng âm trong nư"c bi n - tắnh ch t thu# âm cơ b n có t m quy t ựnh l"n

th c ch t c a s truy n lan sóng âm và ự chắnh xác c a các máy thu# âm ho t ự ng

T"c ự truy n âm trong nư c bi n ựư c tắnh theo công th c:

K

C

12

+ N u ự m$n S0/00 tăng thì ρ tăng (không ựáng k so v i K), K gi m do ựó C tăng

+ N u ự sâu tăng thì S0/00 tăng, P0 tăng, còn nhi t ự tăng v mùa đông, gi m v mùa Hè Theo chi u sâu nh hư ng c a C ch y u là P0 Theo b ngang nh hư ng c a C ch y u là nhi t

ự

T! tr ng c a nư"c bi n tăng lên khi áp l c P 0 tăng cũng như khi ự m n S 0 /00 tăng, còn khi nhi t ự t 0 tăng khi nó gi m Nhưng s thay ự i c a ρ so v"i s thay ự i c a h s nén K s r t

nh và ta có th b qua K s gi m khi t 0 , S 0 /00 và P 0 tăng, trong ựó P 0 ắt nh hư ng t"i s thay

ự i nh t Trong th c t thì các ự i lư ng t 0 , S 0 /00 và P 0 c a nư"c bi n là không c ự nh theo th i gian cũng như không gian và n u như theo hư"ng n$m ngang trong m t kho ng cách ng/n ta có

th xem gradian c a nh ng ự i lư ng trên là b$ng 0 thì theo hư"ng th%ng ự ng nhi t ự , ự

m n và áp l c thu# tĩnh ph thu c r t nhi u vào ự sâu Trong ựó có S 0 /00 và P 0 s tăng lên cùng

v" ự sâu, còn t 0 có th là tăng, cũng có th là gi m V mùa hè khi mà l"p nư"c trên c a bi n

b nung nóng nhi u thì nhi t ự s gi m khi ự sâu tăng, mà nó có th thay ự i 0,1 0 khi ự sâu thay ự i 1m V mùa ựông thì ngư c l i, nhi t ự s tăng lên khi ự sâu tăng Nhưng gradian c a nhi t ự thư ng không qua 0,01 0 trên 1 mét S thay ự i K và ρ do nhi t ự không c ựnh, ự

m n và áp l c thu# tĩnh thay ự i là quan h hàm s :

www.hanghaikythuat.tk

C = f (t0, S0/00, H, P0)

C = 1440 ự n 1585 m/s b ng 34A-34B MT 63 T"c ự lan truy n c a âm trong nư c bi n ựư c l y g n ựúng là 1500 m/s

1.2.7 ng d ng c a sóng âm

Sóng âm ựư c ng d ng r ng rãi trong các lĩnh v c kinh t qu"c dân, qu"c phòng, ự$c bi t

là sóng siêu âm có tác d ng r t l n

Trong ngành hàng h i, ngư i ta dùng sóng siêu âm ự ựo sâu, ựo sâu k t h p v i dò cá, ch

t o ra máy ựo ự dày tôn, dùng sang siêu âm ự ki m tra ch t lư ng m"i hàn

CHƯƠNG 2: LÝ THUY T MÁY đO SÂU

2.1 Khái quát chung v máy ựo sâu

2.1.1 Khái ni m: Máy ựo sâu là m t thi t b ựi n dùng ự xác ựnh ự sâu c a l p nư c dư i ựáy tàu đ làm ựư c ựi u này ngư i ta ng d ng tắnh ch t ph n x c a sóng âm và thông qua vi c

ựo th i gian lan truy n c a sóng âm t! khi phát t i khi thu ựư c ự tắnh ra ự sâu c a ựáy bi n

dư i ki tàu:

2.1.2 C u t o và v trắ l p ự t trên tàu: nhìn chung máy ựo sâu g m 3 kh"i chắnh là kh"i ngu n,

kh"i ựi u khi n và ch báo và kh"i thu phát

a Kh"i ngu n: có nhi m v chuy n ự"i ngu n ựi n c a tàu thành các d ng ựi n áp phù h p ựcung c p cho s ho t ự ng c a máy ựo sâu Kh"i này thư ng ựư c l&p ự$t trên bu ng lái, trong phòng thi t b ựi n

b Kh"i ựi u khi n và ch báo: có nhi m v ựi u khi n s ho t ự ng th"ng nh t toàn b máy ựo sâu và hi n th ự sâu ựo ựư c

S ho t ự ng th"ng nh t th hi n ch :

- Trong th i gian phát xung thì m ch thu ng!ng ho t ự ng và khi phát xong thì l p t c chuy n sang thu tắn hi u ph n x tr v

- V t ựánh d u không ự sâu ph i tương ng v i v trắ 0 trên thang ựo

Vi c ch báo ự sâu có th ựư c th c hi n b'ng nh ng cách sau:

- Ch báo b'ng s": giá tr ự sâu ựư c hi n th b'ng s" tương ng v i ựơn v ự sâu ựã ch n

- Ch báo b'ng ựèn (phương pháp ch th ): tắn hi u ph n x tr v thu ựư c s làm sáng ựèn trên m$t ch báo và ta có ự sâu ựo ựư c tương ng v i v trắ ựèn sáng c a thang ựo

- Ch báo b'ng cách ghi l i v t ự sâu trên băng gi y (phương pháp t ghi): tắn hi u ph n x

tr v thu ựư c s làm cháy băng gi y t ghi và ự l i m t v t ựen đó là hình nh ựư ng

vi n ựáy bi n đ sâu c a ựáy bi n chắnh là ch s" trên thang ựo tương ng v i v trắ băng

gi y b ự"t cháy

- Phương pháp ựi n t : tắn hi u ph n x tr v thu ựư c s làm xu t hi n v t sáng ngang trên màn hình và ch s" trên thang ựo tương ng v i v trắ v t sáng là ự sâu ựo ựư c

Kh"i này ựư c l&p ự$t trên bu ng lái, trong phòng h i ự

c Kh"i thu phát: có nhi m v t o xung siêu âm phát vuông góc v i ựáy tàu v phắa ựáy bi n và thu

tắn hi u ph n x tr v , bi n nó thành tắn hi u ựi n ự chuy n t i kh"i ựi u khi n và ch báo Kh"i này thư ng g m b t o xung ựi n áp cao, màng dao ự ng thu, phát và b khu ch ự i Màng dao

ñ ng thư ng dùng là màng dao ñ ng gião t! Kh"i này thư ng ñư c ñ$t trong m t khoang nh%

dư i ñáy tàu Khoang này thư ng ñư c ñ$t trư c m$t ph3ng sư n gi a, c nh ki tàu Thông thư ng ngư i ta khoét m t l nh% ñáy tàu và màng dao ñ ng ñư c ñ$t trong ñó v i màng b o v bên ngoài và cơ c u ñnh v ch&c ch&n nó v i v% ñáy tàu

2.2 Nguyên lý ho t ñ ng c a máy ño sâu h i âm

5t là kho ng th i gian phát, thu sóng siêu âm

h

www.hanghaikythuat.tk

Nhìn vào công th c (5) ta th y mu"n ựo sâu ta ch c n ựo kho ng th i gian t! khi phát ự n khi thu ựư c tắn hi u c a sóng siêu âm ph n x tr v là xong

N u v n t"c C tắnh b'ng m/s thì ự sâu h tắnh b'ng m

N u v n t"c C tắnh b'ng feet/s thì ự sâu h tắnh b'ng feet

Trong ngư i ta dùng công th c (5) ự kh&c thư c ự sâu do v y thư c kh&c ự sâu là ự u nhau

Sơ ự nguyên lý ho t ự ng c a máy ựo sâu như sau:

đáy bi n

Máy phát

2 Máy phát: t o ra xung ñi n áp cao ñ ñưa xu"ng màng dao ñ ng thu phát N u máy phát

có công su t l n s ñư c b" trí ñ$t trong m t h p riêng

3 Màng dao ñ ng thu phát: bi n tín hi u ñi n t! máy phát thành dao ñ ng cơ h c t o ra xung siêu âm phát vào môi trư ng và thu tín hi u xung siêu âm ph n x tr v và bi n ñ*i thành tín hi u ñi n ñ ñưa t i b khu ch ñ i

4 B khu ch ñ i: khu ch ñ i tín hi u nh n ñư c t! màng dao ñ ng thu phát lên ñ l n ññưa t i trung tâm ñi u khi n

2 3 Nguyên lý c u t o màng dao ñ ng thu, phát sóng siêu âm

2.3.1, Phương pháp1: Nguyên lý co, giãn t thu n, ngh ch

A Nguyên lý co, giãn t! thu n:

Ngư i ta l y m t thanh Niken ho$c Cobalt ho$c m t thanh kim lo i khác nhi1m t! tính Sau ñó cho dòng ñi n xoay chi u ch y qua cu n dây qu n xung quanh nó Ngư i ta th y thanh Niken thay ñ*i chi u dài m t ño n là 6l, ño n này ph thu c vào t n s" ngu n ñi n xoay chi u

ch y qua cu n dây

5l = Y(ωo)

Y là quy lu t thay ñ*i chi u dài

ωo là t n s" góc c a ngu n xoay chi u

Ngư i ta áp d ng nguyên lý này ñ ch t o ra màng phát sóng siêu âm Như c ñi m ngu n cung c p cho màng phát l n, kích thư c màng phát c ng k nh, t n s" phát ra màng phát trong

ph m vi f = 23 ñ n 35kHz

B Nguyên lý co, giãn t! ngh ch:

Ngư i ta ñ$t m t thanh Niken ho$c m t thanh Cobalt vào trong lòng m t cu n dây Sau

ñó dùng l c cơ h c tác ñ ng kéo, nén thanh Niken, thì th y trong lòng cu n dây xu t hi n m t

su t ñi n ñ ng c m ng Su t ñi n ñ ng này ph thu c vào t n s" kéo, nén Ngư i ta áp d ng nguyên lý này ñ ch t o ra màng thu sóng siêu âm

Trong th c t hi n nay ít áp d ng phương pháp trên

2.3.2 Phương pháp 2: Nguyên lý hi u ng áp ñi n