Ехолот, теорія та практика ехолокації
у Поради 0 11,334 Переглядів
Якщо ціну і технічні навороти ехолота залишити осторонь, механізм роботи цього пристрою виглядає так. Спочатку формується електричний імпульс у блоці управління, далі імпульс передається на датчик. Потім відбувається перетворення електричного імпульсу в ультразвукову хвилю, кут напрямку якої перпендикулярний поверхні води. Хвиля проходить крізь воду, сягає дна, відбивається від нього і повертається назад. Зрештою ультразвукова хвиля перетворюється на електричний імпульс і обробляється блоком управління. Якщо на шляху хвилі до дна зустрілися якісь перешкоди (риби, водорості тощо), то інформація про них також буде включена в підсумковий сигнал, який отримає датчик. Після обробки сигналу блоком інформація виводитиметься на екран праворуч у вигляді стовпця. Послідовність таких сигналів формує зображення, яке переміщається по екрану справа наліво.
Важливим моментом у роботі будь-якого ехолота є швидкість переміщення човна, коли він буде коректно відображати ситуацію під водою. Випромінювач ехолота не відправить наступний імпульс, доки не буде отримано попередній.
Якщо врахувати те, що в наших краях переважно невеликі глибини, де використовуються побутові ехолоти, важливим фактором стає швидкість обробки сигналів процесором ехолота. Моделі сучасних ехолотів працюють на швидкостях від 10 до 80 км/год. Якщо хочете зануритися в розрахунки, то ось вам дані. Звукова хвиля у воді розповсюджується зі швидкістю 1500 м/с. Швидкість переміщення в човні та глибину підставляєте та отримуєте потрібну цифру. Крім швидкодії ехолота, обов'язково потрібно дивитися на його дисплей, точніше на дозвіл. Висока роздільна здатність по вертикалі дозволяє відображати дрібні об'єкти.і тому 160 пікселів (або точок) вже цілком хороше, а якщо 300 або 320 то точно буде достатньо. Дозвіл по горизонталі це, по суті, історія сканування. Якщо ви використовуєте ехолот на малих швидкостях, то вам буде цілком достатньо і 160 пікселів, для більших швидкостей краще купити ехолот із роздільною здатністю по горизонталі 320.
Датчики та кути огляду ехолота
Ехолоти можуть бути1, 2, 3, 4 і 6 променеві. Також бувають і 3D ехолоти (наприклад, ехолоти Humminbird). Кількість променів залежить від типу датчика. Основа будь-якого датчика ехолота – це штучний кристал циркону свинцю або титанату барію. Розмір і геометрична форма кристала і визначають на яких частотах і зі скільки променів працюватиме датчик. Крім кількості променів обов'язково зверніть увагу напікову та середню (RMS) потужність,частоту роботи датчика та кут огляду. Від частини пікової потужності можна дізнатися максимальну глибину ехолокації. Користь від знання середньої потужності також є. Чим менше відношення пікової та середньої потужності тим на більших швидкостях зможе працювати ехолот.
Сучасні ехолоти найчастіше використовують частоти 50 і 200 кГц. Частота 50 кГц перекочувала у звичайні ехолоти від морських суден. Ця частота має великий кут охоплення і більшу глибину сканування, але низьку роздільну здатність і погане визначення малих об'єктів, а також більшу чутливість до перешкод. Датчики з 200 кГц призначені для малих глибин та великих швидкостей, вони добре визначають дрібні об'єкти і не такі чутливі до перешкод, але у них маленька глибина сканування та вузький кут охоплення (огляду).
Теоретично звукова хвиля, запущена датчиком, поширюється у воді на всі боки, та її поширення перестав бути рівномірним, т.к. датчик у насвузькоспрямований. Потужність сигналу по центральній осі максимальна, що далі від цієї осі, тим менше його потужність і на краях сигнал вже неможливо від перешкод. Кут охоплення прийнято виміряти за рівнем -10 дБ, тобто. на периферії потужність сигналу в 10 разів менше, ніж на центральній осі. Але не варто думати, що чим більше кут охоплення, тим краще у будь-якому випадку. Наприклад, глибину ехолот визначає по найвищій точці дна, яка потрапила в конус променя. І якщо у 200 кГц датчика з кутом 20 градусів на глибині в 10 метрів пляма променя буде діаметром 3,5 метра, а у 60-ти градусної 83 кГц пляма буде вже 11,5 метрів. Так ось перший може пропустити яму завширшки трохи більше 3,5 метрів, а другий вже 11,5 метра. Різниця відчутна, чи не так? Невеликий кут охоплення датчика дасть більш точну картину дна.
Сьогодні ехолоти все частіше використовуються не для сканування дна, а для пошуку риби, вони так і називаються - рибопошукові ехолоти (рекомендуємо подивитися ехолоти Lowrance). І з цією метою найчастіше використовуютьдвухпроменеві датчики. Наприклад датчик із частотою 200 кГц та кутом 20 гр. сканує дно, а 83 кГц та 60 гр. займається пошуком риби. Центральна вісь у обох променів одна. На екрані риби упізнані різними датчиками позначаються по-різному. Впізнані вузьким променем символи зафарбовуються темним, а широким прозорі символи. Але двопроменевий ехолот не може точно визначити положення риби, зліва вона чи праворуч від човна. З цим впорається вже трипроменевий ехолот. Крім глибини, на якому визначилася риба, буде позначенняL абоR.
Для більш точного визначення місцезнаходження риби використовуються чотирипроменеві ехолоти. Вони відмінно підійдуть для тролінгу (лову на доріжку). Але в такому ехолоті промені знаходяться не наоднієї осі. Два промені працюють як і у двох променевих ехолотів, а ось два інші сканують під невеликим кутом до центральної осі. Частота бічних датчиків зазвичай 455 гКц, кут 45 градусів. Екран таких ехолотів поділено на три частини. У верхній показується стандартна інформація від двопроменевого датчика, а внизу зліва та справа дані від високочастотних бічних датчиків.
Найповнішу інформацію дасть6-променевий ехолот або3D ехолот. У нього датчик із шістьма незалежними випромінювачами, кут охоплення у кожного 16 градусів. Сусідні промені перекривають одне одного і підсумковий кут дорівнює 53 градусам. Такий ехолот максимально точно показує рельєф дна та розташування риби. На екрані малюється тривимірна картинка.
Що відображає ехолот на екрані
Ехолот це в жодному разі не телевізор, хоча щось схоже в них є. Ехолот працює тільки в русі (дивимося теорію трохи вище). Якщо човен стоїть дома і відповідно датчик нерухомий, то екрані ви побачите пряму лінію, т.к. сигнал весь час буде той самий.
Тут ви бачите екран ехолотаHumminbird Matrix12. Майже всі ехолоти можуть вимірювати глибину і ці дані вони виводять на екран (45 ft-футів). Також у більшості є вбудований термосенсор у датчик. Температура вимірюється в поверхневому шарі (56 F фаренгейтом). Якщо ще й GPS датчик, то ще ви побачите і швидкість свого переміщення (3,1 mph - милі на годину). Напруга живлення виводиться внизу центром (14.0 V). У нижньому правому куті діапазон глибини (60), він вибирається автоматично або вручну. Числа над символами риб - це на якій глибині їх було виявлено.
Рельєф дна малює досить точно будь-який сучасний ехолот, а ось структуру дна немає. У цьому випадку все залежить відекрану та потужності ехолота. Для наших глибин більшості ехолотів цілком вистачає потужності, а з якістю екрану можуть бути проблеми. Для нормального відображення структури дна буде достатнім роздільна здатність в 240 пікселів по вертикалі і 4-х відтінках сірого. Найкращим буде ехолот із кольоровим екраном. Кольорові ехолоти різні структури дна фарбують у різні кольори. Але й у ч/б ехолот є методи відображення структури дна.
- White Line - Білою лінією на поверхні виділяються найсильніші сигнали, відокремлюючи тим самим придонні структури від твердого дна.
- Structure >Для точного визначення придонних структур, в яких може ховатися риба (а це карчі, рослинність, топляки) необхідний вже екран з 300 пікселями по вертикалі та 10 відтінками сірого. Добре, якщо ехолот може визначати термоклін (кордон водних слов з різною температурою). Термоклін може допомогти у пошуку риби.
Риба на екрані ехолота може відображатися дугами або символами. Системи ідентифікації риб удосконалюються з кожним роком і в їх основі лежить головний принцип: у кожної риби є повітряний міхур, він дає дуже сильний відбитий сигнал і за рівнем цього сигналу можна точно визначити розмір риби. Але це лише принцип, за фактом кожен виробник використовує масу параметрів для визначення типу та розміру риби. Риба відображається трьома символами: велика, середня, дрібна.
Додаткові функції ехолотів
Ехолот у сучасному уявленні це не просто прилад визначення глибини. Зараз він легко визначаєструктуру дна, придонну структуру, розміри і типи риб, температуру води.
