航海仪器实操 ED-162型回声测深仪
航海仪器-第3节 船用回声测深仪
二、回声测深仪误差
（一)声速误差 设计声速与实际声速不一致引起的测 量误差。 修正公式：
实际水深
实际声速 显示水深 标准声速
声速高于标准声速，声波往返时间短，显 示的深度将比实际小。
（二）时间电机转速误差 电机的额定转速与实际转速不一致引 起的误差。 修正公式：
电机额定转速 实际水深 显示水深 电机实际转速
实际转速高于设计转速，转盘转过的角度 变大，显示的深度将比实际大。
看图解
1 ct 2
（三）零点误差
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。
声速只取决于介质的物理常数，而与介 质的振动频率无关。
c
E
1 K
式中：E为介质的弹性系数； K介质的压缩系数； 为介质的密度.
二、声波在海水中传播速度 声波在海水中传播速度将随温度、含 盐量和静压力等因素变化而变化。其中， 温度的影响最为显著。
海水的物理状态变化量 温度增加1℃ 含盐量增加1‰ 静压力增加110-4Pa（水深增加100m） 声速平均增加量（m/s） 3.3 1.5 3.3
船用水声仪器通常以1500m/s为标准设计声速。
三、声波在水中的传播
1.传播特性 折射：不同海层物理特性不同引起声线 产生弯曲。 反射：两种物理特性截然不同的表面出 现方向相反的运动。 散射：各种物体的反射总体现象。
2.传播损耗 扩散损耗 衰减损耗
3.海底底质对反射的影响 岩石，礁板 平底硬沙 石砾，碎石 淤泥
回声测深仪设备安全操作规程
回声测深仪设备安全操作规程1. 前言为确保回声测深仪设备（以下简称“设备”）的正常运行和安全性，维护设备的使用寿命和保证人身安全，本文档对设备的安全操作规程进行了详细说明。
使用设备前必须认真阅读本规程，并在操作设备前按照规程进行检查和确认。
2. 设备基本情况介绍回声测深仪是用于测量水深的设备，主要用于航海、港口、水利、地质等领域。
设备由下列主要组成部分组成：•声纳头（发射探头和接收探头）•仪表箱•数据处理器•电缆（内含控制线和信号线）3. 设备的安全操作规程3.1 设备的准备工作在操作设备前，必须进行以下准备工作：3.1.1 设备检查（1）检查探头接触是否良好，探头没有损伤和污染。
（2）检查仪表箱和数据处理器是否有损坏或缺失。
（3）检查电缆有无锈蚀或其他损伤，不能有断根或线材暴露。
（4）检查设备底座，防止工作时晃动或滑动。
3.1.2 环境检查（1）检查作业环境是否符合要求，如水质、水深和水流等应在设备的适用范围内。
（2）检查设备的安装点是否稳固，避免设备在作业过程中出现倾斜和移动等危险情况。
3.2 设备的使用3.2.1 设备接通和启动（1）按照操作说明书正确接通电源。
（2）确保设备在安全的工作状态，按下启动按钮，检查是否正常启动，如发现设备出现异常现象，要及时停止操作并检查排除故障后再次操作。
3.2.2 设备在工作状态下的注意事项（1）避免在设备工作时进行无关操作，以免造成设备损坏或人员伤害。
（2）不要将工具和物品放置在设备上。
（3）设备底座应保证稳固性，防止设备发生晃动和滑动。
3.2.3 设备关闭和断电（1）在设备关闭前，要先按下停止按钮，让设备进入停止状态。
（2）断电前先关闭设备，同时拔下电源插头。
3.3 设备保养3.3.1 设备保养的内容（1）定期对设备进行清洗和消毒。
应注意杜绝使用酸、碱等腐蚀性洗涤剂，以免影响使用寿命和测量精度。
（2）对电缆和仪器进行保护和维护，防止控制线断根和信号线老化，尽可能延长使用寿命。
回声测深仪的操作性检查(doc 6页)
回声测深仪的操作性检查(doc 6页)浅谈回声测深仪的操作性检查摘要：本文介绍了船用回声测深仪的基本结构及配备、安装、使用、维护等知识，提出了船舶安全检查时针对回声测深仪进行操作性检查的具体内容，以最大限度地保障海上航行安全。
[关键词]：船舶回声测深仪操作性检查回声测深仪是一种测量水深的船用导航仪器。
船舶通过测量水深可以辨认船位，避离危险，核查从基本定位方法获得的船位的准确性，为船舶导航服务，以保证船舶航行安全，是船舶必不可少的导航设备之一。
1.工作原理及基本结构回声测深仪是应用声波在水中传播时所具有的直线传播、传播速度基本恒定以及遇物体发射的特性，通过测量声波在水中传播的往返时间来测量水深的。
船用回声测深仪由显示器、换能器、发射系统和接收系统组成，以实现回声测深和显示深度。
显示器是整机的中枢，它的任务是：协调整机工作；测定声波从发射至接收的时间间隔，并将时间函数按测深公式换算为深度；用一定的机构和方式将所测量的深度显示出来。
发射系统则是将显示器的发射指令，变为具有一定脉冲宽度、频率和输出功率的电振荡脉冲，并用这个发射电振荡脉冲去推动发射换能器。
换能器是进行能量转换的器件，它是一个可逆的声振荡脉冲。
它将发射系统输出的电振荡脉冲，转换为机械振动，并向水中发射超声波声振荡脉冲，它也能够把来自海底的发射超声波振荡脉冲转换为电振荡信号。
接收系统的作用是将来自接收换能器的接收信号，加以适当的放大，选择和处理，变换为适合显示器需要的脉冲信息。
现代的回声测深仪的显示器，发射系统和接收系统都装置在同一机壳内，所有的控制、调整旋钮，指示机构以及报警装置等全部安装在机壳的面板上。
发射换能器和接收换能器通常是分开使用的，但也有些测深仪将发射和接收换能器装置在同一机壳内，有些测深仪则是发射和接收共用一个换能器。
一般说来，回声测深仪测量的深度存在着声速误差、基线误差、零点误差和时间电机转速误差。
其中零点误差是因零点的显示位置与刻度盘（或刻度标尺）的零位不一致产生的，时间电机转速误差是因时间电机的实际转速与其额定转速不一致产生的，所以，回声测深仪应定期进行维护，校正发射零位和电机转速。
航海仪器的正确使用 最新题卡
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《航海仪器》教材中船用回测深仪换能器安装位置的探讨
泡等不利 因素 的位 置 。然 而 ， 于 一艘 船 舶 ， 底 对 船 哪些 区域易产 生 上 述不 利 因 素 或船 底 哪 些 区域 适 于安装 回声 测深 仪 换 能器 呢？ 目前 ， 国《 海仪 我 航
闺 １ 教 材 中 换 能 器 安 装 位 置
航 海 教 育 研 究 ２ １ ． ０２２
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陈 字 里
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在船 底 的安 装位 置进 行 定 量描 述 ］ ［ 。可见 ， 际 国 上对 船用 回声测 深仪换 能器 “ 常选 在 船体 纵 向距 通
船 首 、 鼻首 ， 球 而且 安装 于 船 首 位 置 的还 不 少 。对 于大型船 舶配有 双套 系统 ， 中有 一个 换能 器甚 至 其 还 安装于 船尾 。这与教 材 中的相关 描述 明显相 悖 。
关 键 词 ：航 海仪 器》 船 用回 声 测 深仪 ； 能 器 ； 装 位 置 《 ； 换 安
中 图分 类 号 ： ７ ． Ｕ６６ ２ 文 献 标识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ６ ７４ ２ １ ）２ ０ ７ ３ １０ —８ ２ （０２ ０ —０ ５ —０
一
、
引 言
２ ０ ） 和 交 通 行 业 标 准 《 用 通 信 导航 设 备 的 安 ０９ 》 船
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。
航海仪器——测深仪和计程仪实操
航海仪器——测深仪和计程仪实操本实验提供的船用计程仪为宁禄SL806，该设备是用于船舶导航的液晶显示二维（四波束二元）计程仪，能以数字与图形方式显示多种参数，二维方向上（船艏艉方向，左右方向）的速度、合成偏移速度、合成偏移角度、海水温度。
测深仪工作原理为，利用多普勒效应，测定超声波从发出到接收的频率之差（多普勒频移）来测速的。
实验步骤1．计程仪的开机及亮度调节：轻按电源开关，等待设备自检完毕，再按屏幕右侧上下键调节屏幕亮度；2．设置工作状态及选择计程仪工作方式（本机无工作模式转换功能）：（1）报警设置及里程表复位：在F1菜单中，按A键解除报警；按B键调节高度报警（速度报警上限），也可在激活状态下按上下键微调；按C键调节低速报警（速度报警下限），操作同B键；按D键清零航程，再按确认键完成输入；（2）系统设置：在F2菜单中，按A键切换航速单位，再按确认键完成；按B键切换里程单位，再按确认键完成；按C键切换系统语言，再按确认键完成；按D键进入F3/F4菜单，反复按D键可以在F3和F4菜单之间切换；（3）自动校准设置：在F3菜单中，首先要获得一条已知航线的距离数据、GPS高精度测距数据、计程仪高精度测距数据，再对这条航线正程和逆程进行校准，如果有GPS信号接入，则不需要手动输入，具体操作同上；（4）手动校准设置：在F4菜单中，可选择本机F3菜单中存储的三组校准数据，分别按功能键能够手动调节偏移角度、偏移速度和真实速度；3．读取航速和航程数据：在主机显示界面读取相关信息。
本实验提供的回声测深仪为宁禄DS207，该设备拥有高灵敏度接收器并配有先进的探测软件，能实时、精确、稳定地测量并显示水底地形、水底深度、物体形状。
其工作原理为声波在水下往返750米正好是1秒钟，测量声波的往返时间，可以计算水下目标深度。
实验步骤1．测深仪的开机及亮度调节：轻按电源开关，等待设备自检完毕，再按“亮度”和“昼夜”调节按钮调节；2．选择侧深工作模式和显示方式：按“自动”按钮，选择自动或者手动模式，手动模式下根据海图水深，再按“量程”按钮，选择合适量程；3．调整回波信号：旋动“增益”旋钮，抑制杂波使回波清晰，再根据海底底质等情况，按“色标”按钮，使回波轮廓清晰；4．读取深度数据：画面左上角数字显示稳定时可以直接读取，如果数据显示闪烁，则读取第一道回波最上沿对应的量程读数，精度精确到0.1米；5．设置报警功能：按“报警”上下调节最小富裕水深报警。
回声测深仪第三节回声测深仪各部分
发射机
作用
为发射换能器提供所需的电信号。
类型
根据不同的应用需求，发射机可分 为模拟和数字两种类型。模拟发射 机输出连续的模拟信号，数字发射 机输出离散的数字信号。
技术参数
主要技术参数包括输出功率、频率 范围、波形等，这些参数直接影响 回声测深仪的测深精度和探测范围。
发射天线
作用
将声波有效地辐射到水中。
02
回声测深仪的主要组成部分
发射部分
发射部分是回声测深仪中产生声 波的装置，通常包括一个或多个 换能器，用于将电信号转换为声
波。
发射部分还需要一个发射控制器， 用于产生触发信号，控制声波的
发射。
发射部分的性能直接影响回声测 深仪的测深精度和范围，因此对 换能器和发射控制器的选择和设
计至关重要。
接收部分
数据输出单元
数据输出单元负责将处理后的数据以用 户友好的方式呈现给用户，以便用户能 够快速了解水下地形和障碍物的情况。
数据输出单元通常包括显示器、打印机 和存储设备等，用于将数据以图形、表 格等形式呈现给用户，并可选择性地输
出到其他设备上。
数据输出单元还需要具备易于操作和直 观的特点，以便用户能够快速理解和使
3
显示和记录部分还需要能够记录测量数据，以便 后续的分析和处理。
03
发射部分详解
发射换能器
01
02
03
作用
将电信号转换为声波信号， 用于向水下发射声波。
材质
通常由压电陶瓷等材料制 成，具有高灵敏度和宽频 带特性。
工作原理
利用压电效应，将电信号 加在压电陶瓷上，使其产 生机械振动，从而产生声 波。
用数据。
06
显示和记录部分详解
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SKIPPER ED-162型回声测深仪的使用
SKIPPER ED-162型回声测深仪是南京新吉坡船用电子有限公司的产品，其主要特点是整机结构简单，体积小，由显示器和换能器两部分组成（如右图所示）。
发射和接收换能器共用，采用压电陶瓷材料制成；本机采用先进电子技术，测深精度高。
量程选择为电子量程转换，从而克服了浅水量程档由于时间电机转速不稳而产生的模拟记录误差。
在数字显示电路中，应用了相关信号处理技术，从而提高了对杂波信号的抗干扰能力和数字显示的可靠性；本机具有两种显示方式，即模拟记录显示和数字显示。
两种方式可以同时工作，也可以只用一种显示方式工作。
1）主要开关旋钮名称及作用
SKIPPER ED-162型回声测深仪显示器如右图所示。
①电源/增益旋钮（power/gain control）：接通显示器电源并调节水深显示增益。
②照明旋钮（illumination control）：调节记录显示和面板照明亮度。
③量程选择与记录器开关（measurement range selector and recorder switch）：选择显示方式和显示方式的档次。
④报警深度预置（preselection of warning depth）：使用数字键预置报警水深数据。
⑤记录纸速度控钮（record paper speed control）：在1.2～12m/min范围内调节记录纸移动速度。
⑥时间增益控钮（TVG）：抑制浅水回波的接收增益，并随水深的增加而逐渐增加。
⑦定位标志按钮（fixing mark key）：在记录纸上标记读取的水深刻度位置。
⑧深度报警开关（alarm of depth switch）：开关报警器。
⑨零位线调节（zero line adjuster）：调节记录零点。
⑩电源选择开关（power selector switch）：选择交流电源或直流电源。
1-电源/增益控制；2-照明旋钮；3-量程选择与记录器开关；4-报警深度预置；5-报警深度显示；6-深度数字显示；7-面板开启按钮
2）使用方法
①接通显示器面板上的“电源与增益开关”，整机工作。
②根据需要调节“照明控钮”，使显示器照明合适。
③根据需要选择显示方式和量程，当选择O1或O2时（O1=0～99.9m，O2=0～500m）只有数字显示。
当选择A、B、C、D档（A=0～10m，B=0～25m，C=0～50m，D=0～500m）时，有数字显示和记录显示。
④适当调节电源与增益旋钮，使记录水深标志清晰而不出现多个水深标志。
⑤检查记录零点是否正确，若零点标志不在“0”刻度，应调整正确。
⑥根据需要选择记录纸速度。
⑦根据需要设置深度报警功能和深度报警数据。
⑧根据需要读取水深数据。
3）使用注意
使用SKIPPER ED-162型回声测深仪时，应注意的事项有：
①做好日常显示器内部的清洁工作，去除灰尘与杂物，保持干燥。
②按说明书要求，定期对机械传动部件加注润滑油，保持传动机构良好润滑，减小机械磨损。
③船舶坞修时，应检查和清洁换能器工作面，不能用硬器敲打或刮伤换能器工作面，不得在换能器工作面涂油漆。
④记录笔经长期使用，金属丝有可能因磨损而不能与记录纸保持良好接触，应及时检查并予以更换。
检查方法是揿下定位标志按钮，观察定位标志线是否平直和连续，若发现定位标志线不平直或出现断续，则可将金属丝拉出一段距离（约10mm），并调整记录笔与记录纸的夹角，一般调到45°～60°为宜。
⑤按要求检查馈电刷与馈电导板之间是否保持良好接触，若接触不良，会导致水深记录标志不连续，尤其浅水或信号弱时。
因此，必须定期检查和维护。
检查和维护的方法是用手向下转动传动皮带，检查记录笔与记录纸接触时，馈电刷的大多数金属丝应与馈电导板相接触，若只有少数金属丝接触，则必须调整或更换馈电刷。
更换馈电刷时，应先将金属丝捆扎在一起，然后用钳子小心地将金属丝线弯曲，直到大多数金属丝都能与馈电导板相接触为止。