回聲測深儀

回聲探測設(shè)備是最早的一類水下聲學儀器，這種設(shè)備得到了廣泛地應(yīng)用。所有這樣的設(shè)備都有一個共同的特點：它們都利用一組發(fā)射換能器在水下發(fā)射聲波，使聲波沿海水介質(zhì)傳播，直到碰到目標后再被反射回來，反射回來的聲波被接收換能器接收。然后再由聲納員或計算機處理收到的信號，進而確定目標的參數(shù)和類型。

回聲探測設(shè)備也是不盡相同的，所以他們也往往會使用不同的發(fā)射和接收換能器，因此，聲信號的頻率和波形也有所不同。其實，不同回聲探測設(shè)備的不同差別最主要的差別主要是在對回波信號的不同處理方法上。這種原理已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在以下水電設(shè)備中：回聲測深儀、側(cè)掃聲納、聲學多普勒海流計和魚探儀等。這些儀器設(shè)備的發(fā)明和使用為研究海洋、開發(fā)海洋、利用海洋做出了重要的貢獻。

回聲測深儀的問世，使海深測量技術(shù)發(fā)生了根本性的變革。已有升沉補償測深儀、拖曳式測深儀、多波束測深儀等多種不同類型的測深儀器，這些都是由于海洋勘探的需要而發(fā)展起來的設(shè)備。

人們根據(jù)工作深度的不同，設(shè)計制造了大小不同的測深儀器。小型測深儀的工作頻率在100千赫茲左右，換能器尺寸較小，可在小艇上使用，用于測量幾十米到幾百米水深的海洋深度。而大型測深儀的工作頻率為數(shù)千赫茲左右，換能器尺寸較大，可測量深達10000米的世界海洋最深處的水深。

此外，還有一種雙頻測深儀。所謂雙頻測深儀就是指能用高、低兩種不同頻率工作的測深儀器。這種測深儀適用于測量沉積有稀泥的航道，它能用較低的上作頻孕探測較硬的真海底，或用較高的工作頻率探測稀泥表面。

回聲測深儀的顯示、記錄方式也有多種不同類型。近代測深儀除用放電或熱敏紙記錄器記錄外，還有數(shù)字顯示及存儲，甚至可以和計算機結(jié)合起來而自動繪制海底地形圖等多種不同方式。

回聲探測儀是利用聲波反射的信息測量水深的儀器。

回聲測深儀類型很多，可分為記錄式和數(shù)字式兩類。通常都由振蕩器、發(fā)射換能器、接收換能器、放大器、顯示和記錄部分所組成。

以前人們采用各種各樣的方式探測海深，但是效果都不理想，而且存在著誤差。人們最常用的探測海深的設(shè)備就是回聲測深儀。

那么，回聲測深儀又是如何測量海深的呢"_blank" href="/item/發(fā)射換能器/4987707" data-lemmaid="4987707">發(fā)射換能器從海面向下發(fā)射聲脈沖，聲脈沖在水中向下傳播，遇到密度不同的海底介質(zhì)時發(fā)生反射，反射后的聲脈沖在海水中向上傳播，并被海面的接收換能器所接收。根據(jù)聲脈沖在海水中往返的時間和它在海水中的聲速，就能算出換能器至海底的直線距離，即水深。例如，在常溫下，海水中聲速的典型值為1500米/秒，如果測得聲脈沖在水中往返的時間為3秒，則海水的深度為2250米。由于聲波在海水中的傳播速度隨海水的溫度、鹽度和壓力的變化而變化，所以，計算時還要作必要的修正。在特殊情況下，可通過測量水深來辨別船位。

在開辟新區(qū)或淺水航行時，可用于導航，以確保船舶航行。在航道及港口測量方面，它可提供準確的可靠的水深資料。

回聲測深儀的發(fā)明為廣大海洋工作者提供了一個強有力的水深測量手段，由于它可以在船只航行時快速而準確地測得水深的連續(xù)數(shù)據(jù)，所以很快便成為水深測量的主要儀器，它已廣泛地應(yīng)用于航道勘測、水底地形調(diào)查、海道測量、船只導航定位等方面。

對大洋地形地貌的全部了解和認識，都是回聲測深儀的功勞。過去人們根據(jù)數(shù)量很少的一些海上錘測資料，曾經(jīng)認為世界大洋底是一片平坦的大地?；芈暅y深儀的出現(xiàn)，才使人們眼界大開。因為測量結(jié)果顯示，洋底和陸地一樣崎嶇不平，既有崇山峻嶺，也有深溝峽谷；既有恢宏高原，起伏的丘陵，也有遼闊的平原、階地，形態(tài)萬千，蔚為壯觀。

以下文字出自《海洋知識一萬個為什么》

由于回聲測深儀輻射的聲波比較寬，所以用它測量海水深度時經(jīng)常將海底“抹平”，不能真實地反映海底的情況。而增加發(fā)射聲波的指向性，雖然能提高測量的分辨率，更真實地反應(yīng)海底的起伏情況，但是測量的速度又大大地降低了。那么，到底有沒有更好的辦法既能提高測量的精度，又不降低測量的速度呢？為此，科學家們想了很多辦法，多波束測深儀就是其中比較成功的一種。

普通測深儀之所以會將海底“抹平”，關(guān)鍵就在于它不能區(qū)分不同地點的回波信號。多波束測深儀與普通的測深儀不同，它的發(fā)射換能器是特別設(shè)計的。普通測深儀發(fā)射的聲波是圓錐形的，類似于從手電筒射出的光線，而多波束測深儀發(fā)射的聲波是扇面的，有點類似于透過門縫的手電光線。多波束測深儀的發(fā)射換能器是朝著與航線垂直的方向向下的扇面發(fā)射聲脈沖的，所以，在海底只有與航線垂直的一條線上有聲波到達，因此也只有在這一條線上的海底才會反射聲波。此外，它的接收換能器也是特別設(shè)計的，這種接收換能器只能接收某些特別方向的聲信號，類似于透過一個多孔的紙板看東西。這樣一來，不同地點的回波信號就像是通過不同的“孔”進入接收換能器一樣，多波束測深儀也因此而得名。再用計算機來處理這些數(shù)據(jù)，就能得到與航線垂直的一條線上幾十個點的深度了。隨著測量船的行駛，可以迅速測出與航跡平行的幾千米寬的一條帶狀海域內(nèi)各點的深度。再配上必要的軟件和繪圖設(shè)備，就能繪制出所測海域的海底地形圖。這項技術(shù)是美國通用儀器公司在20世紀70年代中后期研制出來的。近年來，不少公司利用這項技術(shù)相繼研制出了類似的設(shè)備。

多波束測深儀與傳統(tǒng)的單波束測深儀相比，不僅測量的精度提高了，密度加大了，而且工作效率也提高了不少。架、專屬經(jīng)濟區(qū)調(diào)查和工程地質(zhì)、多金屬結(jié)核和結(jié)殼、熱液硫化物等礦產(chǎn)資源調(diào)查。

---------以上文字出自《海洋知識一萬個為什么》