测深仪工作原理与安装
测深仪SDE-18+操作手册
II
第一章 测深仪的工作原理
第一章 测深仪的工作原理
§1.1 测深仪简介
在发明回声测深仪之前，人们探测水底地貌一直采用绳索铅锤的办法， 在测量船航行过程中，每隔一定时间间隔，测量员用系有铅锤的绳索放到水 底，通过量测绳索上的标志得到水的深度，来记录一个水深点，由于用这种 办法测量的水底地貌不连续（有不能人为控制的测量间隔），人们很难发现水 中的航行障碍物。发明回声测深仪后，使测量船所经之处的测量船航迹线， 由不连续的测量数据变成连续的模拟水底信号线，线上的各点水深可以任意 选取。测深仪换能器发射的超声波束具有一定的散射角（开角），这是由换能 器的性能所决定的也就是说，测深仪记录纸上每个回波信号记录的水深为每 个波束笼罩水底范围内的最浅值，人们为了提高测深精度，不断的缩小超声 波波束的开角，现在测量使用的测深仪换能器波束角一般在 3°-10°之间。
1-2
《测深仪操作手册》
第一章 测深仪的工作原理
满足工程中的需要。 南方测深仪为全中文数字化工程型测深仪，其显示完全中文化，清晰可
辨，重量轻，携带方便，电源使用灵活，能单独使用内置或外置电池工作， 也可以同时工作，输出水深数据用标准 RS232 接口协议进行传输，南方测深 仪可以满足大部分水上工程用户的需要。
(完整word版)测深仪的安装检修
船用测深仪的安装和检修黄剑南通中远船务工程有限公司摘要：文中介绍了船用回声式测深仪的工作原理、安装要求，并针对测深仪的安装检修中碰到的问题，结合多年对测深仪的安装、维护、修理的经验，进行总结归纳,以便今后工作的查询。
关键词:测深仪；回声式；换能器；型号；安装注意事项；常见故障；水深模拟器；一、测深仪的概述1。
测深仪在航海上的作用测深仪(echo sounder ）是测量超声波信号自反射经水底反射至接受的时间间隔，用以确定水深的一种仪器。
在航海上,测深仪的用途是：（1）船舶在情况不明的海域或狭窄水道航行时，测量水深以确保航行安全；（2) 在能见度不良或导航仪器失效时,用测量水深来辨认航位;(3) 对海域的水深进行精密测量,提供确保船舶安全航行的水深资料.（4）现代化多功能的船用测深仪还可实现水下勘测、鱼群探测跟踪等功能600)makesmallpic（this,600,1800)；' src="file:///C:/DOCUME～1/ADMINI～1/LOCALS~1/Temp/ksohtml/wps_clip_image-9168。
png” width="302” height="283” /〉因此,测深仪是一种重要的航海仪器。
2。
回声测深仪原理回声测深仪是利用测量超声波自发射至被反射接收的时间间隔来确定水深的。
测量水深的原理如图6—1所示。
在船底装有发射超声波的发射换能器A和接收超声波的接收换能器B,A与B之间的距离为S，S称为基线。
发射换能器A以间歇方式向水下发射频率为20-200KHz的超声波脉冲，声波经海底发射后一部分能量被接收换能器B接收。
从图6-1知，只要测出声波自发射至接收所经历的时间，就可由下列公式求出水深：600）makesmallpic（this，600，1800）；' src=”file：///C：/DOCUME~1/ADMINI～1/LOCALS～1/Temp/ksohtml/wps_clip_image—19617.png" width=”346” height="47” /〉（6—1）式中：H为水面至海底的深度；D为船舶吃水；h为测量水深;S为基线长度；C为声波在海水中的传播速度，标准声速为1500m/s；t为声波自发射至接收所经历的时间。
高铁建GTJ-FSY使用说明书
目录第一章仪器功能及简介 (1)1.1依据标准 (1)1.2工作原理 (1)1.3仪器组成 (1)1.4注意事项 (2)1.5测量时应注意的问题 (2)1.6本手册约定 (2)第二章仪器操作说明 (3)2.1测试前的准备工作 (3)2.2菜单介绍与操作 (3)2.2.1主菜单 (3)2.2.2快速测深 (4)2.2.3标准测深 (5)2.2.4数据查看 (8)2.2.5数据清除 (10)2.2.6数据输出 (10)2.2.7系统设置 (11)第三章维护与保养 (13)3.1使用前检查 (13)3.2清洁 (13)3.3充电电池 (13)3.4换能器 (13)第四章数据处理软件 (14)4.1安装 (14)4.2软件界面 (16)4.3菜单功能说明 (17)4.4数据表操作 (17)4.5数据传输操作 (18)第一章仪器功能及简介1.1依据标准中国工程建设标准化协会标准《超声法检测混凝土缺陷技术规程》第5节“裂缝深度检测”。
1.2工作原理裂缝测深仪是根据声波绕射原理来测量混凝土裂缝深度。
测试原理如图1-1所示。
图1-1 缝深测试原理发射和接收换能器分别等距放在裂缝的两侧。
发射换能器发送信号后，接收换能器经过时间t后，接收到信号。
通过已知的间距L，速度v 和测量出来的时间t，来计算缝深h。
1.3仪器组成仪器组成包括主机、发射与接收换能器、换能器支架、信号线两根。
面板说明：1. ：打开或关闭仪器；2. 选项：测试声速值；3. 存储：保存当前测试结果；4. ↑：光标上移或数字增大，以后用 上 代替；5. ←：光标左移，以后用 左 代替；6. →：光标右移，以后用 右 代替；7. ↓：光标下移或数字减小，以后用 下 代替；8. 返回：取消当前的操作，返回到上一界面；9. 确定：确认选择项目或测试结果确认。
1.4注意事项1. 避免进水。
2. 避免高温（>50℃）。
3. 避免靠近强磁场，如大型电磁铁、大型变压器等。
测深仪工作原理与安装
02
数据不准确
检查测深仪是否正确安装，以及探 头是否水平放置。
数据无法导出
检查设备与电脑的连接是否正常， 或尝试更换数据线。
04
维护与保养
定期清洁
定期清理探头和设备表面，保持清洁。
更换电池
当电池电量低时，及时更换电池。
检查设备
定期检查设备是否有损坏或异常。
软件更新
及时更新测深仪的软件，以提高设备的性能和稳定性。
电磁波测深原理
总结词
利用电磁波在水中传播的特性进行水深 测量
VS
详细描述
电磁波测深仪通过向水下发射电磁波，利 用电磁波在水中的传播时间和速度计算水 深。电磁波传播速度相对稳定，受温度和 压力影响较小，因此测量精度较高。
激光测深原理
总结词
利用激光在水中传播的特性进行水深测量
详细描述
激光测深仪通过向水下发射激光束，利用激 光在水中的传播时间和速度计算水深。激光 测深精度高、速度快，但受水质清澈度影响 较大，适用于清澈水域的测量。
测深仪的用途
测深仪广泛应用于水文测量、海洋调查、港口建设、航道维护等领域，为相关工程提供必要的水深数 据。
通过测深仪的测量，可以了解水域的底质、地形地貌等信息，为水域资源开发、环境保护和灾害防治 提供科学依据。
测深仪的分类
01
根据工作原理的不同，测深仪可分为声波测深仪和电
磁波测深仪两类。
02
声波测深仪利用声波在水中的传播特性来测量水深，
测深仪工作原理与安装
contents
目录
• 测深仪简介 • 测深仪工作原理 • 测深仪的安装与调试 • 测深仪的使用与维护 • 测深仪的发展趋势与展望
01 测深仪简介
测深仪工作原理
回声测深仪（echo sounder）一、回声测深原理1.水声学有关知识声波(acoustic wave)声源(acoustic source)。
声波三个频率段：20Hz以下的声波称为次声波(infrasonic wave)；20Hz~20KHz称为可闻声波(voiced wave)；20KHz以上的称为超声波(ultrasonic)。
频率高、抗干扰性好，被水声仪器广泛利用；同一种均匀理想介质中恒速传播、直线传播；在两种不同的介质面反射、折射或散射传播。
超声波在水中的传播速度我国采用的计算公式：C = 1450+4.06t-0.0366t2+1.137(σ−35)+···国际威尔逊计算公式：C = 1449.2+4.623t-0.0546t2+1.391(σ−35)+·· 式中t为水的度温；σ为水的含盐度；在公式的省略项中还含有水的静压力的因素。
回声测深仪测深原理中，超声波在水中的传播速度取值为1500m/s。
影响超声波在水中传播速度的因素：水温每增加1°C，声速约增加3.3m/s；含盐度每增加1‰，声速约增加1.2m/s；水深每增加100m，声速约增加3.3m/s。
其中，水深的变化引起的静压力和温度的变化，所造成的声速变化值几乎相互抵消。
三个因素中，水温的变化对声速的影响最大，需要进行“补偿”。
超声波在水中传播时的能量损耗：吸收损耗和扩散损耗。
超声波在传播过程中受到的干扰：海洋生物、海水运动、船舶本身等产生的海洋噪声干扰；海水对超声波多次反射形成的混响干扰。
2.回声测深原理 ———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— 2在船底安装发射超声波的换能器(transducer)A 和接收反射回波的换能器B回声测深仪的测深原理公式：水深：H = D + hh：船底到海底的垂直距离；D：船舶吃水。
测深仪工作原理
测深仪工作原理
测深仪是一种用于测量水深的仪器，其工作原理主要基于声学的传播和反射原理。
测深仪中包括一个发射器和一个接收器。
发射器会发出一个声波信号，这个信号在水中传播。
当它遇到水的表面时，一部分声波信号会被水表面反射回来。
接收器会接收到这个反射回来的声波信号，并将其转换为电信号。
通过测量声波信号从发射到反射再到接收的时间间隔，可以计算出水的深度。
声波在水中的传播速度是已知的，所以可以利用速度和时间间隔计算出水的深度。
此外，测深仪还可以通过测量声波的强度来确定水下的物体或地形。
当声波遇到障碍物时，部分能量会被吸收或散射，导致接收到的声波信号强度减小。
通过记录信号强度的变化，可以得出水下物体或地形的信息。
综上所述，测深仪的工作原理是利用声音的传播和反射特性来测量水深，并通过测量声波信号的时间和强度变化来确定水下物体或地形。
SDE-230测深仪操作说明
§增益：按倍数放大接收回波信号。
§回波阈值：回波阈值是限制回波可以进来的门 限，回波阈值越大，就愈能接收到微弱的回波信 号；但是，如果将其设置过大，就有可能将杂波 误认为是回波，如果设置过小，则就有可能由于 实际回波信号比较微弱而收不到回波，该参数默 认设置为1。
2） 在声速校正界面，点击『校正向导』，在校正向导界面，『应用』按钮为 可用状态，『打标』、『下一步』、『完成』按钮为灰色不可用状态。
3）进行声速校正，可以进行单点校正，也可以进行多点校正，进行单点校正时， 在“步骤一”界面通过数字键盘选择“比对板深度”值，然后点击『应用』，此时 校正向导界面中“打标”按钮变为可用状态。
外设通讯设置
当需要将测深仪水深数据进行输出，或者外接涌浪仪、报潮仪时，需要设置正确的数据通讯接口。
设置方法： 选择SDE-230软件“设置”“通讯设置菜单”。选择对应的选择项，点击
“通讯配置”，在弹出的界面中，选择正确的端口和波特率即可。
测深仪注册和信息查看
在测深仪的“帮助”菜单下，进行测深仪的注册和信息查看。
6） 点击『SDE-230』软件『设置』菜单下 的『参数设置』，弹出『测量设置』界面， 在该界面内设置好『吃水』、『声速』， 依次点击『应用』、『确定』。
7) 在『自由行』软件界面，点击『开始测 量』快捷按钮，软件开始记录测量数据，就 可以开船进行测量了。
水深数据内业后处理操作流程
1） 采集水深取样
4）点击『打标』，此时软件会进行自动打标，并自动读取测量水 深值到“测深仪读数”处，自动算出一个校正声速，同时，“下 一步”，“完成”按钮变为可用。
多波束测深仪工作原理
多波束测深仪工作原理多波束测深仪是一种先进的测深设备，它能够高效地获取水下物体的深度信息，广泛应用于海洋、航海、海洋地质、石油勘探等领域。
多波束测深仪的工作原理主要基于声学测量，具有高精度、高效率、高可靠性等优点。
本文将详细探讨多波束测深仪的工作原理及其应用。
多波束测深仪利用声波的传播规律测定水下物体的位置和深度。
它是一种利用多个发射元件、接收元件和处理系统的测深设备，通过同时发射多个声波束并接收水下反射的信号，计算出声波的传播时间并通过算法对其进行处理，从而实现对水下物体深度、距离和形状的测量。
具体原理如下：1.声波的传播声波是由介质中微小振动引起的机械波，传播过程中存在反射、折射等现象。
在水下环境中，声波速度与水温、盐度、水压等因素有关。
多波束测深仪发射电磁脉冲，电磁脉冲作用在传感器上，形成机械振动，从而发出声波。
声波在水中的传播速度较快，可以达到1500至1700米/秒，而且可以在水下传播几百公里甚至几千公里。
2.声波的反射声波在碰到不同介质界面时会发生反射现象。
这种反射现象类似于镜面反射，也就是说，声波在碰到任何物体的表面时，都会以相同的角度反射回来。
当声波遇到水下障碍物时，会被反射回来，反射的信号被多波束测深仪接收，从而可以计算出水下物体的深度。
3.多波束测深仪的发射与接收多波束测深仪的发射与接收单元是测深仪的核心部分。
发射单元发射一组波束，每个波束都有一定的角度和深度。
发射单元发射的波束，由接收单元接收并记录。
接收单元接收的信号包括每个发射单元所发射的波束，记录下发射每个波束所花费的时间。
通过这些信号，测深仪可以计算出水下物体的位置和深度。
4.多波束测深仪的处理和显示多波束测深仪接收到声波信号后，产生的原始数据需要通过算法处理才能得到可视化的图像和数字化信息。
多波束测深仪的处理和显示单元可以将接收的信息进行处理，并以三维形式展示出来。
通过观察三维图像，可以很容易地了解水下物体的深度、形状和位置。
船用测深仪的原理与安装使用
松花江船舶使用的测深仪 最大测量深度为１ ０ ０ ｍ～２ ０ ０ ｍ。 最小测量深
度一 般 为 １ ～２ ｍ， 而浅 水 测深 仪 的最 小测 量 深度 可达 ０ ． ２ ～０ ． ３ ｍ因此对 于 江
湖船 舶 来说 通常 换 能器 的测 量 范 围在 ２ ～４ 使用低氢焊条 ， 为了避免材料收缩而引起的变
进 行加 固 ；
测深 仪 在航 道 生 产 的作 用
随着 生 产技 术 的 不断 发 展 ， ？ 测深 仪是 超 声波 信号 自反射 经 水底 反 射 至 接 受的 时间 间 隔 ， 用 以确 定水 深 的一 种仪 器 ． ？ 船舶在 情 况不 明 的河道 域 或狭 窄 水道 航 行 时 ， 测量 水 深 以确 保 航 行 安 全 ， ？ 在 能见 度 不 良或 导 航 仪器 失 效
示器 是 整 机 的 中枢 ， 其 作 用是 控 制协 调 整机 工 作 ； 测 量 声波 往 返时 间 并将 其
＝． 施 工常 见 的 问题 换 能器 安 装 的工 艺要 求 较高 ， 安 装不 到位 会直 接 影响 使用 和 测量 结果 ，
如何对换能器进行清洁保养， 换能器好坏的判断较难， ？ 在换能器的好坏不确
齐平 ， 换能器平面与水平面的最大倾角不大于７ 。 ； 远离其它水声换能器， 若船
舶 同时装 有 测深 仪 等水 声 换能 器 时 ， 应 分别 安 装在 龙骨 两 侧 ， 间 距不 得小 于 ｌ ｍ， 且 越远 越好 。 换能 器 的工 作表 面应 小心 处 置 ， 不能 涂上 油漆 等 物。 除换 能 器平 面外 ， 周 围ｌ ｍ范 围 内的船 底 钢板 和舱 内焊 缝 等应涂 刷 防锈 或 防污料 。 钢
换 能器 的安 装要 事先 计 划好 ， 要 考虑 安装位 置 和换 能器 电缆 的长度 ？ 换 能器 安 装位 置 的选 择 ， 主 要 应考 虑使 气 泡 影响 最小 ， 且船 舶在 最 小 吃水 和最 大摇 摆 时 ， 换能 器始 终保 持在 水下 部位 。 如果 只安 装一 只换 能器 ， 建议 安 装在 船前 部 ； 如 果有 两 只 ， 通 常 一前 一 后 。 为 了避 免产 生 气泡 或 涡流 干扰 ， 换 能器 不 能安 装 在船 尾 过 于靠 近螺 旋 桨 的地 方 、 船 底 进 出水 管 附近 。 换 能器 前４ —５ 米 内不能 有 突出物 。 应尽 可能 的平 滑 。 尽可 能靠 近 龙骨 。 换 能器 平面应 与船 底
多波束测深仪工作原理
多波束测深仪工作原理多波束测深仪，简称MBES，是一种用于测量水深和海底地形的高精度测量设备。
它采用多个声波束向不同方向发射声波，通过对声波的反射和回波的计算，可以精确地确定海底地形和水深，具有测量速度快、精度高、覆盖面积广等优点。
本文将介绍多波束测深仪的工作原理及其应用。
一、多波束测深仪的工作原理多波束测深仪主要由发射器、接收器、信号处理器和计算机等组成。
其工作原理是利用声波在水中传播时的特性，通过测量声波的传播时间和强度来确定水深和海底地形。
在测量过程中，多波束测深仪会向水下发射多个声波束，每个声波束与水平面成一定角度。
当声波束遇到水下物体时，会发生反射和回波。
接收器会接收到这些回波，并将其转化为电信号发送给信号处理器。
信号处理器会对接收到的信号进行处理，包括振幅、相位、频率等方面的分析，以确定信号的源头和反射物的位置。
然后，根据声波传播的速度和接收到的回波的时间差，计算出水深和海底地形的高度。
二、多波束测深仪的应用多波束测深仪具有高精度、高效率、广覆盖面积等优点，因此在海洋勘测、海底地形测量、水文学研究等领域得到了广泛的应用。
1、海洋勘测多波束测深仪可以用于测量海洋深度和海底地形，为海洋勘测提供高精度的数据。
在海洋勘测中，多波束测深仪常用于确定海岸线、测量海底地形、勘测海洋资源等。
2、海底地形测量多波束测深仪可以测量海底地形的高度和形状，为海底地形的研究和开发提供数据支持。
在海底地形测量中，多波束测深仪可用于确定海底地形的高度、形状、地貌等，为海底地形的研究和开发提供数据支持。
3、水文学研究多波束测深仪可以用于水文学研究，包括水文测量、水文模拟等方面。
在水文学研究中，多波束测深仪可用于测量河流、湖泊等水域的深度和形状，为水文学研究提供数据支持。
三、总结多波束测深仪是一种高精度、高效率的测量设备，具有广泛的应用领域。
其工作原理是利用声波在水中传播时的特性，通过测量声波的传播时间和强度来确定水深和海底地形。
测深仪工作原理与安装
• 生物噪音产生的包括水生物，例如虾、 鱼和鲸，成群的贝类和甲壳类动物的 运动也会造成非常大的噪声
测深器具介绍
在水深测量中，常用的测深器具有三种：
测深锤、测深杆和测深仪．
在水域面积大、水深流急、水下 地形复杂的情况下．通常使用测深仪 进行水深测量， 如航道水深测量、海 图水深测量，港口水深测量等。
1560 1540 1520 1500 1480 1460 1440 1420 1400 0 5 10 15 20 25 30 35 Temperature (degrees C) 0 ppt 5 ppt 10 ppt 15 ppt 20 ppt 25 ppt 30 ppt 35 ppt
Velocity (m/sec)
单波束换能器安装介绍
单频换能器
双频换能器
船侧安装图解
船底安装图解
多通道测深仪安装图解
多通道换能器安装图解
以6通道为例，换能器安 装的间距要根据换能器的波束 角和测区的水深来确定，确保 每个波束之间有适当的重叠， 如果换能器的波束角为a度， 水深为z米，则换能器的间距 为：
d= 2z * tag(a/2)
• 水流和气泡也会产生噪声。对一般的 回声测深来说，水流噪音、气泡噪音 比其他噪音源更为麻烦。水流噪音是 当换能器与它周围的水体之间产生相 对运动时产生的，党流速增加时，换 能器和水之间的阻力增加，造成了湍 流的增加，所以与船速有直接关系， 一般都有一个速度门限。
• 空化是由于换能器表面的静压减少到 使水达到“沸腾”的现象，这也是一 种噪声源。而且空化也可能发生在船 只的推进器上，所以安装换能器时， 一定要远离类似的装置。
测深仪的分类
• 测深仪的种类、型号很多，常见的有 记录式、数字式的测深仪，除此之外， 还有双频测深仪、大面积扫描测深仪、 多波束测深仪。由于微电子技术的飞 跃发展，以微机处理为中心的控制技 术、数据处理技术．也已应用到测深 仪技术之中．
回声测深仪的测量原理
式中:d为换能器到水底的距离。
s为换能器到船底的距离。
h为船底到水底的深度。
所以计算深度的关键在于计算t，即发射和接收的时间差，也就是回波延迟时间。如在信号发射时开始采样，对采样数据进行存储，假设回波前沿对应于存储缓冲区k,已知采样频率fs，则式(2.3 )变换为式(2.4):
d= (2.4)
采样速率为50 kHz，一次回波对应于缓冲区k值最大为
Kmax=Tmax 6.67ms 50
对于10米量程，最大延时量为
max= = =13.3ms
采样速率为25 kHz，一次回波对应于缓冲区k值最大为
Kmax=Tmax 13.3ms 25
由于采样缓冲区为1K字，因此S米量程和10米量程时的所有深度值均能被采样到3次回波。因此，进行深度计算时，可以利用多次回波总延时求平均值，也可以利用高次回波之间的时间差。由于小量程时回波泄漏比较严重，通常一次回波不能完全检测出来，通常利用高次回波之间的时间差来计算深度。对于收发一体式超声换能器，其声波发射信号与回波信号有明显的相似性，可以通过互相关运算来判断回波到达时刻。互相关函数可表示为式2.10
距离波门算法利用一次回波计算深度，所谓距离波门，就是根据前一脉冲或前一组脉冲测量的结果而计算出来的一段缓冲区检测门限。寻找一次回波时不需要检测全部采样缓冲区，只需在该门限内寻找即可，当门限内没有回波时，说深度突变或回波丢失，这时再在全部采样缓冲区搜索回波，并给出相应报警。距离波门范围根据前次有效测量深度值而定，一般是该值加减10%。这种方法缩小了采样缓冲区检测范围，提高了算法速度;只在距离波门内搜索回波，提高了算法的抗噪声干扰能力;根据距离波门内有无回波来设置报警，当出现“事故”时能及时报警，提高了回声测深仪的报警系统能力。
船用测深仪工作原理
船用测深仪工作原理
嘿，朋友们！今天咱来唠唠船用测深仪的工作原理。
你想啊，船在大海上航行，就像咱人在陌生的地方走路，得知道前面的路有多深吧，不然一脚踩空了咋办？这船用测深仪就好比是船的“眼睛”，专门负责看水下的情况呢。
它是咋工作的呢？其实啊，就跟咱说话回声一样。
测深仪会发出一个声波，这声波就“噗通”一下往水里钻。
然后呢，声波碰到海底就会反弹回来。
测深仪就等着接收这个反弹回来的声波。
这就好像你在山谷里大喊一声，然后等着听回声一样。
只不过测深仪可聪明多啦，它能根据声波发出去和收回来的时间，算出船到海底的距离。
你说神奇不神奇？就这么“噗通”一声，它就知道水有多深啦！而且啊，这测深仪可不分白天黑夜，不管啥时候都能工作，多靠谱啊！
咱再想想，要是没有测深仪，那船开着开着，万一前面突然水很浅，那不就危险啦？就跟你走路不知道前面有个大坑一样，那不得摔个大跟头啊！
测深仪工作的时候，那可真是一丝不苟呢。
它就那么静静地发出声波，然后静静地等回声，一点都不马虎。
就像一个认真负责的小卫士，时刻守护着船的安全。
你说这测深仪是不是很重要啊？它就像船的贴心小棉袄，默默地为船服务，让船能在大海上安全航行。
咱可得好好感谢发明测深仪的人，让我们在海上航行的时候多了一份保障。
所以啊，朋友们，下次你要是看到船上有个小盒子一样的东西，那可能就是测深仪啦。
别小瞧它哦，它可是有着大本事呢！它能让船在大海上航行得更稳、更安全。
这不就是我们所希望的嘛，让我们的航行平平安安，顺顺利利的！你说对不对呀？
原创不易，请尊重原创，谢谢!。
中海达测深仪硬件及工作原理注意事项
• 2、脉宽选择 • 对于大多数情况来说，水底面的回波脉冲宽度是最大的， 而干扰信号和二次回波的脉冲宽度相对要小，脉宽选择就 是识别最大脉冲宽度的脉冲作为正确回波信号，当然还要 配合时间门一起来识别。 • 3、信号门槛 • 如果你的测区或环境有较多的干扰，你可以把信号门槛设 置增大，把信号门槛提高就可以把干扰信号虑除掉。但是 信号门槛也不能过大，过大有可能把较弱的回波信号也虑 除掉，门槛的不同会在一定程度上影响测深精度，所以适 当的选取合适的信号门槛对于抑制干扰，稳定跟踪有好处。
HD-28T测深仪
28T测深仪性能指标： 高频发射频率：200KHz 低频发射频率：20KHz 最大发射功率：350W 测深范围：高频0.3m～600m，低频1.0m～3000m 测深精度：高频精度±2cm+0.1％，低频精度±5cm+0.1％ 吃水调整范围：0.0m~9.0m 声速调整范围：1300～1700m/s CPU主频500MHz，工业嵌入式DRR2 400 512M 锲入式工业控制WINDOWS Xp操作平台 亮度12寸液晶显示屏，分辨率800×600 串口数据输出，仿真多种数据格式，波特率2400-115200可调 电阻式触摸屏 外接端口：鼠标键盘、打印口、两个RS-232串口、两个USB口、外接分显示器接口 内置一个1G工业电子盘存储器，内置一个2G海量工业CF卡存储器 供电电源：直流12V或交流220 V，功耗20W 环境：工作温度-30℃～60℃，防水 尺寸：34×30×15cm 重量：9 kg
水底信号识别技术
虽然回深测深的原理很简单，但水中的情况却是很复杂的， 有干扰回波、有鱼群出没或杂物的回波，水底的反射条件 各不相同，在浅水区还有可能出现二次、三次回波，如何 从众多的杂波中跟踪得到真正的水底回波信号，需要采用 相关的技术。 1、水底门跟踪技术（也叫时间门跟踪技术） 由于水底的变化是比较平缓的，两次测深之间（约0.1 秒），水深变化不会太大，我们假定二次深度的变化量为 ±10%,则我们就在上次正确回波时刻前10%×Z到后 10%×Z开一道时间门，只有在时间门内的回波我们才认 为是正确的回波，这±10%就叫时间门宽度，一旦时间门 内没有回波，就逐渐扩大时间门直至全程搜索回波，直到 重新捕获正确的回波。
测深仪工作原理
回声测深仪（echo sounder）一、回声测深原理1.水声学有关知识声波(acoustic wave)声源(acoustic source)。
声波三个频率段：20Hz以下的声波称为次声波(infrasonic wave)；20Hz~20KHz称为可闻声波(voiced wave)；20KHz以上的称为超声波(ultrasonic)。
频率高、抗干扰性好，被水声仪器广泛利用；同一种均匀理想介质中恒速传播、直线传播；在两种不同的介质面反射、折射或散射传播。
超声波在水中的传播速度我国采用的计算公式：C = 1450+4.06t-0.0366t2+1.137(σ−35)+···国际威尔逊计算公式：C = 1449.2+4.623t-0.0546t2+1.391(σ−35)+·· 式中t为水的度温；σ为水的含盐度；在公式的省略项中还含有水的静压力的因素。
回声测深仪测深原理中，超声波在水中的传播速度取值为1500m/s。
影响超声波在水中传播速度的因素：水温每增加1°C，声速约增加3.3m/s；含盐度每增加1‰，声速约增加1.2m/s；水深每增加100m，声速约增加3.3m/s。
其中，水深的变化引起的静压力和温度的变化，所造成的声速变化值几乎相互抵消。
三个因素中，水温的变化对声速的影响最大，需要进行“补偿”。
超声波在水中传播时的能量损耗：吸收损耗和扩散损耗。
超声波在传播过程中受到的干扰：海洋生物、海水运动、船舶本身等产生的海洋噪声干扰；海水对超声波多次反射形成的混响干扰。
2.回声测深原理 ———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— 2在船底安装发射超声波的换能器(transducer)A 和接收反射回波的换能器B回声测深仪的测深原理公式：水深：H = D + hh：船底到海底的垂直距离；D：船舶吃水。
gds101测深仪说明书
gds101测深仪说明书
BJCS-2型裂缝深度检测仪使用说明，混凝土裂缝测深仪仪器组成：
BJCS-2型混凝土裂缝测深仪主要由主机、收发探头、探头间距自动读取器、线缆等组成。
主机由液晶屏、键盘、控制电路板、锂电池等组成。
BJCS-2型裂缝深度检测仪使用说明，混凝土裂缝测深仪适用范围：
在建筑工程中对混凝土裂缝的深度、宽度及走向进行检测非常必要。
BJCS-2型混凝土裂缝测深仪正是用于混凝土裂缝深度检测的一种实用工程测量仪器。
BJCS-2型裂缝深度检测仪使用说明，混凝土裂缝测深仪工作原理：
当声波在混凝土内传播，穿过裂缝时，在裂缝端点处产生衍射，其衍射角与裂缝深度具有一定的几何关系。
BJCS-2型混凝土裂缝测深仪正是依据衍射角与裂缝深度的几何关系，实现裂缝深度的快速测量。
BJCS-2型裂缝深度检测仪使用说明，混凝土裂缝测深仪主要技术参数
硬件平台
ARM9嵌入式硬件平台，WinCe5.0操作系统，真彩色TFT显示屏，带触摸屏
裂缝深度检测范围
10mm～500mm
裂缝深度检测精度
≤±5％
仪器供电
可充电式锂电池
工作时间
≥28小时
工作温度
-10℃～＋50℃工作湿度
≤90%RH。
测深仪使用说明
步骤：一定用数据线（不能用蓝牙），GPS端口选择COM1，把测地通和GPS正常通讯，移动站参数设置好，启动移动站接收机,等待固定后，点【仪器】,点【NMEA 0183输出】,GPGGA 前打勾，点【确定】,弹出成功设置对话框后再点【确定】，测地通显示【已经成功设置成NMEA输出】,退出测地通后即设置完成。
如下图：提示：①、仪器输出GPGGA语句后，不能用测地通和接收机连接，否则仪器会立即停止GPGGA 语句输出，想要重新输出GPGGA语句，只能测地通按以上步骤重新设置。
第一部分华测X90/X91(1+1）作为定位仪连接D330测深仪测量水下地形一、室内准备阶段1、保证各设备充满电.2、保证测深仪能正常开机，鼠标等附属设备能用，测量导航软件建议用“Hydro_Software_100624_单频"版本（目前最新）（以下称“HydroSurvey软件"），该注册的地方提前注册好(HydroSounder软件和HydroSurvey软件）,数据通讯测试好，如:GPS数据可输入HydroSurvey软件、HydroSounder软件可测水深(若测试，要插换能器且换能器一定要放水里，以防打坏换能器或损坏工控机)、水深数据可输入HydroSurvey软件。
3、保证GPS搜星、固定正常，输出GPGGA格式正常,注册正常.4、控制点或参数找好，若需要做背景图提前做好.二、外业准备阶段1、正常架设RTK(1+1)，正常固定后去做点校正（同陆地操作一样）.注:如果在同一个工地多次架站，注意HydroSurvey软件没有“重设当地坐标”功能，所以第二次、第三次。
.架站,一定架设在已知点或每次都重新做点校正。
2、上船安装好换能器,保证换能器吃水深浅合适，固定换能器连接杆子时保证杆子垂直于水平面，保证杆子上下固定、前后固定、左右固定,连接好测深仪各设备后，测深仪开机.注：换能器建议安装在中间靠船头方向一点的地方（船头上下跳动较大，船尾发动机、螺旋桨容易产生杂波）,吃水可0。
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操作注意事项
1: 严禁用手抓电缆提起换能器，一旦电缆损 坏，整个换能器将报废。
2：触摸屏的操作要使用不带指甲的手指进行触摸，谨防刮 伤触摸屏造成阻值异常导致无法正常操作。 3：请勿用U盘拷贝无关软件游戏入微机中，以免带入病毒 造成系统崩溃，从而造成不应有的损失。 4：系列产品请轻拿轻放。
• 所以一般测深仪都设有门限电路（GATE）， 通过调整门限，将非水底造成的回波拒之 门外。在设计和选择测深仪时，除采取电 路措施外，也选择合适的频率。一般对于 深水、浑水、软底水域测深，应选用低频 （低于50KHZ）大功率换能器。但频率越 低，精度越低，其换能器体积也越大，波 束角开角也越大，更笨重，造价也越高。 同样，较浅的清水硬底水域测深，可选用 高频（200KHZ）换能器
• 2、脉宽选择 • 对于大多数情况来说，水底面的回波脉冲宽度是 最大的，而干扰信号和二次回波的脉冲宽度相对 要小，脉宽选择就是识别最大脉冲宽度的脉冲作 为正确回波信号，当然还要配合时间门一起来识 别。 • 3、信号门槛 • 如果你的测区或环境有较多的干扰，你可以把信 号门槛设置增大，把信号门槛提高就可以把干扰 信号虑除掉。但是信号门槛也不能过大，过大有 可能把较弱的回波信号也虑除掉，门槛的不同会 在一定程度上影响测深精度，所以适当的选取合 适的信号门槛对于抑制干扰，稳定跟踪有好处。
• 4、自动增益控制 • 自动增益控制技术可以根据测量回波脉冲的信号 的强度，回波信号过强时自动控制接收放大电路 降低增以防止干扰信号过多。当回波信号幅度过 小时，自动控制接收放大电路提高增益，以接收 回波。自动增益范围的大小是衡量接收通道性能 的关键，中海达测深仪接收增益控制范围为90Db， 可以使用自动增益或手动增益 • 5、时间增益控制（TVG） • 声波在水中传播时，声强按指数规律衰减，为保 持信号幅度的 • 平稳，TVG将控制接收放大器按相反的规律增长 放大倍数，这就是时间增益控制。
• 环境噪声 • 环境噪声是自然或人类活动引起的。 从回声测深的角度来看，明显的噪音 源包括水动力噪声、海洋交通和发声 生物。
• 水动力噪声来自自然现象，例如：风、 浪、雨或水流。其强度变化很大，与 江河湖海的状况密切相关。在剧烈的 暴风雨中，水动力噪音可能使发送的 信号难以接收。 • 海洋交通噪音取决于船只的数量、噪 音源的远近和水质热变及状态造成的 水流传播条件。
• 机械噪音和其他声纳系统是船上自生 噪音的主要成分，最显著的事船只的 动力系统，包括主引擎、发电机和推 进器。减少这些噪声的唯一方法就是 选择合适的换能器频率，并远离噪声 源安装。一般来说，这些噪音源的频 率小于换能器的频率。但某些机械和 电器设备产生的声音会进入超声范围 （15KHZ以上），能对声纳系统造成 破坏性影响。
典型海洋声速剖面图
表面层 季节性温跃层
永久性温跃层
深部等温层
• • • •
影响声速的三个关键因素： 1、盐度变 1ppt = 声速约变 1.3 m/s 2、温度变 1º = 声速约变 3 m/s C 3、压力 ：165米深度变化的影响相 当于温度变1º C
水中声速表
Sound velocity (at surface)
1560 1540 1520 1500 1480 1460 1440 1420 1400 0 5 10 15 20 25 30 35 Temperature (degrees C) 0 ppt 5 ppt 10 ppt 15 ppt 20 ppt 25 ppt 30 ppt 35 ppt
Velocity (m/sec)
测深仪的分类
• 测深仪的种类、型号很多，常见的有 记录式、数字式的测深仪，除此之外， 还有双频测深仪、大面积扫描测深仪、 多波束测深仪。由于微电子技术的飞 跃发展，以微机处理为中心的控制技 术、数据处理技术．也已应用到测深 仪技术之中．
பைடு நூலகம் 测深仪的分类
1、按显示方式分类 (1)记录式— — 单笔记录式、多笔记录式 (2)闪光显示式— — 早期产品巳淘汰 (3)数字显示式— — 发光两极管显示、液晶显示、 数码管显示 (4)显示器显示式— — 黑自显示、彩色显示 (5)数据打印式及组合式 2、按测深范围分类 (1)浅水测深仪— — 水深在100米以内 (2)中水深测深仪— — 水深在100米～ 400米内 (3)深水测深仪— — 水深大于400米 3、按用途分类 (1)航道测量测深仪 (2)助航测深仪 (3)工程测深仪 (4)军用测深仪
单波束换能器安装介绍
单频换能器
双频换能器
船侧安装图解
船底安装图解
多通道测深仪安装图解
多通道换能器安装图解
以6通道为例，换能器安 装的间距要根据换能器的波束 角和测区的水深来确定，确保 每个波束之间有适当的重叠， 如果换能器的波束角为a度， 水深为z米，则换能器的间距 为：
d= 2z * tag(a/2)
测深仪的安装
• 换能器的安装要求 .1换能器应安装在船底振动最小、在航行时不 形成涡流和空气泡之处，并应尽量远离船体产生 干扰的机械设备和产生电干扰的电器设备。安装 位置的周围，不应有突出物并要远离排水或进水 口。 .2换能器应安装在船体线型倾斜最小之处，使 换能器的工作面与船体外壳在同一平面上。如果 安装在船体曲度较大之处，应加装导流板，以保 证航行时换能器周围的水流均匀。 .3发射换能器与接收换能器应安装在同一水平 面，两换能器的工作面的船舶不倾斜时，应平行 于水平面，对水平面的倾斜角不得大于+3º 。
测深仪工作原理及其安装
演讲者：蔡鹏
回声测深仪测深原理
• 1、水声学概述： • 水声学是近代声学一个很重要的分支，它 是研究水中声波的发射、传播、接收规律 的科学。声波作为一种波，其运动规律符 合波动理论，具有反射、折射、透射 、散 射、衍射、干涉和多普勒效应等现象。在 水媒质中以声波的传播性能为最佳，而无 线电波和光波在水中传播都要受到严重的 衰减，因此不能有效传递信息。
• 测深仪接收到声波其传播距离实际上 是水深的两倍，衰减很大，通常测深 仪都设有时变增益（Time Varied Gain简称TVG）电路来补偿信号的扩 散衰减，TVG放大器对回波信号的增 益随传播时间的增加而增加。
• 2、吸收衰减 • 声波的吸收衰减来自两方面：水体和 海底。水体的吸收衰减主要原因是水 分子粘滞性和热传导性。分子方面， 吸收主要与频率有关。例如：在高频 500KHZ时，水体的吸收衰减为 0.14dB/m;而频率降低到50HZ时，衰 减只有0.014dB/m。当选择换能器时， 主要应满足指定深度标准。
激发器
电源设备 换能器
放大器
海面
海
底
测深仪工作原理
假设声波在水中的传播水面速度为V，当在换能器探头加窄 脉冲声波信号，声波经探头发射到水底，并由水底反射回到 探头被接收，测得声波信号往返行程所经历的时间为t，则： Z = Vt／２
水底信号识别技术 虽然回深测深的原理很简单，但水中的情况却是 很复杂的，有干扰回波、有鱼群出没或杂物的回 波，水底的反射条件各不相同，在浅水区还有可 能出现二次、三次回波，如何从众多的杂波中跟 踪得到真正的水底回波信号，需要采用相关的技 术。 1、水底门跟踪技术（也叫时间门跟踪技术） 由于水底的变化是比较平缓的，两次测深之间 （约0.1秒），水深变化不会太大，我们假定二次 深度的变化量为±10%,则我们就在上次正确回波 时刻前10%×Z到后10%×Z开一道时间门，只有 在时间门内的回波我们才认为是正确的回波，这 ±10%就叫时间门宽度，一旦时间门内没有回波， 就逐渐扩大时间门直至全程搜索回波，直到重新 捕获正确的回波。
• 3、散射衰减 • 声波在水体中传播时，因碰到另外一种媒 介组成的障碍(如泥沙、气泡、微生物、以 及温变曾等）而向不同方向产生散射（或 称乱反射）从而导致声波减弱的现象，统 称为散射衰减。散射衰减也很复杂，它既 与水体的性质、状况有关，又与障碍物的 性质、形状、尺寸及数目有关。一般来说， 泥沙的散射系数，在半径一定时与频率的4 次方成正比，而在频率一定时，与半径的6 次方成正比。
噪声
• 噪声是一种不需要的声音，它能干扰 测深仪的正常运行，噪声不是发射声 脉冲产生的，而是来自船体和水中的 噪声源。噪声可分为自生噪声和环境 噪声。 • 对噪声的分析可知道我们正确选择仪 器的安装位置和使用方式，当然也有 利于我们设计和使用仪器内部的各种 滤波器来消除各种噪声的干扰。
• 自生噪声 • 自生噪声是由船上发声部件、电器和 换能器周围的乱流，包括水流和气泡 引起的噪声。
回声测深仪组成
激发器在终端显示装置的 控制下，周期性地产生超声频 脉冲，通过换能器转换成有指 向性的超声波脉冲向水底射， 声脉冲经水介质传播到水底。 一部分能量从水底反射回 到换能器，经换能器转换成电 信号送至接收机，再经放大器 将信号加以放大，变换，供终 端显示。 终端显示装置的功能是一 方面控制发射机周期性地产生 振荡脉冲， 另一方面将接收回 波信号相对于发射脉冲的延时 时间， 自动转换成深度数据。 记录显示设备
• 4、换能器的安装不应影响船体的结构强度和水密 性能，必要时应采用加强板或水密隔层，并应进 行水密试验。 • 5、在油船上安装换能器时，应有专门的气密舱室 或围井。其他船舶也应尽可能设置专门的舱室或 围井，这些舱室或围井应设有人孔和留有足够的 位置，以便进行安装与维修。 • 6、换能器的水密舱如设在燃油或货油舱附近， 舱室入口的紧固装置的结构，应不产生火花，换 能器与收发器的连接电缆应敷设在连续的气密钢 管内。 • 7、换能器的工作面不得涂油漆或沾油污，不允 许存在遭受机械冲击或机械摩擦的损伤。
• 水流和气泡也会产生噪声。对一般的 回声测深来说，水流噪音、气泡噪音 比其他噪音源更为麻烦。水流噪音是 当换能器与它周围的水体之间产生相 对运动时产生的，党流速增加时，换 能器和水之间的阻力增加，造成了湍 流的增加，所以与船速有直接关系， 一般都有一个速度门限。