测深仪毕业设计.doc

1、 渤海船舶职业学院毕业设计（论文）题目：测深仪原理及电气控制系统分析系：机电工程系 专业：机电一体化姓名：肖辉涛 指导教师：韩红班级：09G451 评阅教师：学号：09 完成日期：毕业设计说明书（论文）中文摘要题目：测深仪原理及电气控制系统图摘要: 回 声 探 测 设 备 是 最 早 的 一 类 水 下 声 学 仪 器 ， 这 种 设 备 得 到 了 广泛 地 应 用 。 所 有 这 样 的 设 备 都 有 一 个 共 同 的 特 点 ： 它 们 都 利 用 一 组 发 射 换 能器 在 水 下 发 射 声 波 ， 使 声 波 沿 海 水 介 质 传 播 ， 直 到 碰 到 目 标 后 再 被

2、 反 射 回 来 ，反 射 回 来 的 声 波 被 接 收 换 能 器 接 收 。 然 后 再 由 声 纳 员 或 计 算 机 处 理 收 到 的 信号 ， 进 而 确 定 目 标 的 参 数 和 类 型 。 回 声 探 测 设 备 也 是 不 尽 相 同 的 ， 所 以 他 们 也 往 往 会 使 用 不 同 的 发 射和 接 收 换 能 器 ， 因 此 ， 声 信 号 的 频 率 和 波 形 也 有 所 不 同 。 其 实 ， 不 同 回 声 探测 设 备 的 不 同 差 别 最 主 要 的 差 别 主 要 是 在 对 回 波 信 号 的 不 同 处 理 方 法 上 。 现在 ， 、 这

3、种 原 理 已 经 被 广 泛 地 应 用 在 以 下 水 电 设 备 中 ： 回 声 测 深 仪 、 侧 扫 声纳 、 声 学 多 普 勒 海 流 计 和 鱼 探 仪 等 。 这 些 仪 器 设 备 的 发 明 和 使 用 为 研 究 海 洋 、开 发 海 洋 、 利 用 海 洋 做 出 了 重 要 的 贡 献 。关键词:回声测深仪 声波反射目录一、船舶知识简介1.船舶定义2.发展历程3.分类及主要性能 4.船舶构造及吨位二、船用测深仪原理分析2.1 船用测深仪简介2.2 船用测深仪原理分析 三、电气控制系统分前言测深仪是航海电子仪器的的重要组成部分,对于保证航行安全起到重要的安全作用.用于

4、船舶测深的方法很多，除了最原始的测深尺外,还有微波测深法，激光测深法，超声波测深法，超声波具有束射和反射特性，基本上可以沿直线传播，其能量远远大于相同振幅的低频声波，超声波在水下传播的距离要比光和电磁波要远的多，故广泛应用在水下障碍物的探测和识别，定位和导航中。回声测深仪或超声测深仪是利用超声波的性质和特点研制的测深设备，用以测定船舶所在海域的水深，即测量船底到海底之间距离的一种声学测量设备，它为船舶航道航行提供深度，并确定航行障碍物的性质和深度。1. 船舶定义用于交通、运输、捕捞水生物、开发海底矿藏、港湾服务、运动游览、科学调查及测量、工程作业、救险、国防军事等水上、水面及水下各种运载工具的

5、统称船舶，各种船只的总称。海商法中所称的船舶仅指以商业行为为目的，能够在海上（包括与海相通的水域）航行的船舶。这种船舶的特点是：（1）必须专以商业贸易为目的的商船，不包括军舰、公务船、海船和灯船等。但有的国家的立法（如前苏联的海商法典，也有将捕鱼和其他用途的船舶包括在内）；（2）必须是可以在海上航行的船舶，凡是不能出海的船舶或者浮坞，以及不符合一定规格的船舶，例如总吨数不满二十吨的机动船舶或摇橹船等都不包括在内。海商法中的船舶还需具有下述不动产性和人格性的特征：（1）不动产性是指船舶虽然是动产，但在法律上视为不运产。对船舶的所有权，抵押权和租赁权的保存、设定、移转、变更、限制、处分或消灭，必须

6、向有关国家主管机关登记。有关动产买卖的法律，不适合于船舶买卖；（2）人格性是指船舶类似自然人的人名、国籍和住所，因此，船舶必须有名称、国籍和船籍港，船舶依其国籍可分为本国船舶和外国船舶；依其经营方式可区分为班轮，不定期轮和租船；依其用途，可区分为客船、货船和客货船等等。2. 发展历程船 舶 从 史 前 刳 木 为 舟 起 ， 经 历 了 独 木 舟 和 木 板 船 时 代 ， 1879 年 世 界 上第 一 艘 钢 船 问 世 后 ， 又 开 始 了 以 钢 船 舶船 为 主 的 时 代 。 船 舶 的 推 进 也 由 19 世 纪 的 依 靠 人 力 、 畜 力 和 风 力 (即 撑 篙 、

7、划 桨 、 摇 橹 、 拉 纤 和 风 帆 )发 展 到 使 用 机 器 驱 动 。 1807 年 ， 美 国 的 富 尔 顿 建 成 第 一 艘 采 用 明 轮 推 进 的 蒸 汽 机 船 “克 莱 蒙脱 ”号 ， 时 速 约 为 8 公 里 /小 时 ； 1839 年 ， 第 一 艘 装 有 螺 旋 桨 推 进 器 的 蒸汽 机 船 “阿 基 米 德 ”号 问 世 ， 主 机 功 率 为 58.8 千 瓦 。 这 种 推 进 器 充 分 显 示出 它 的 优 越 性 ， 因 而 被 迅 速 推 广 。 1868 年 ， 中 国 第 一 艘 载 重 600 吨 、 功 率 为 288 千 瓦

8、 的 蒸 汽 机 兵 船 “惠吉 ”号 建 造 成 功 。 1894 年 ， 英 国 的 帕 森 斯 用 他 发 明 的 反 动 式 汽 轮 机 作 为 主机 ， 安 装 在 快 艇 “透 平 尼 亚 ”号 上 ， 在 泰 晤 士 河 上 试 航 成 功 ， 航 速 超 过 了60 公 里 。 早 期 汽 轮 机 船 的 汽 轮 机 与 螺 旋 桨 是 同 转 速 的 。 后 约 在 1910 年 ， 出 现 了齿 轮 减 速 、 电 力 传 动 减 速 和 液 力 传 动 减 速 装 置 。 在 这 以 后 ， 船 舶 汽 轮 机 都 开始 采 用 了 减 速 传 动 方 式 。 1902

9、1903 年 在 法 国 建 造 了 一 艘 柴 油 机 海 峡 小 船 ； 1903 年 ， 俄 国 建 造的 柴 油 机 船 “万 达 尔 ”号 下 水 。 20 世 纪 中 叶 ， 柴 油 机 动 力 装 置 遂 成 为 运 输船 舶 的 主 要 动 力 装 置 。 英 国 在 1947 年 ， 首 先 将 航 空 用 的 燃 气 轮 机 改 型 ， 然 后 安 装 在 海 岸 快 艇“加 特 利 克 ”号 上 ， 以 代 替 原 来 的 汽 油 机 ， 其 主 机 功 率 为 1837 千 瓦 ， 转 速为 3600 转 /分 ， 经 齿 轮 减 速 箱 和 轴 系 驱 动 螺 旋 桨

10、 。 这 种 装 置 的 单 位 重 量 仅 船 舶为 2.08 千 克 /千 瓦 ， 远 比 其 他 装 置 轻 巧 。 60 年 代 先 后 ， 又 出 现 了 用 燃 气 轮机 和 蒸 汽 轮 机 联 合 动 力 装 置 的 大 、 中 型 水 面 军 舰 。 当 代 海 军 力 量 较 强 的 国 家 ， 在 大 、 中 型 船 舰 中 ， 除 功 率 很 大 的 采 用 汽轮 机 动 力 装 置 外 ， 几 乎 都 采 用 燃 气 轮 机 动 力 装 置 。 在 民 用 船 舶 中 ， 燃 气 轮机 因 效 率 比 柴 油 机 低 ， 用 得 很 少 。 原 子 能 的 发 现 和

11、利 用 又 为 船 舶 动 力 开 辟 了 一 个 新 的 途 径 。 1954 年 ， 美国 建 造 的 核 潜 艇 “鹦 鹉 螺 ”号 下 水 ， 功 率 为 11025 千 瓦 ， 航 速 33 公 里 ；1959 年 ， 前 苏 联 建 成 了 核 动 力 破 冰 船 “列 宁 ”号 ， 功 率 为 32340 千 瓦 ； 同年 ， 美 国 核 动 力 商 船 “萨 瓦 纳 ”号 下 水 ， 功 率 为 14700 千 瓦 。 现 有 的 核 动 力 装 置 都 是 采 用 压 水 型 核 反 应 堆 汽 轮 机 ， 主 要 用 在 潜 艇 和航 空 母 舰 上 ， 而 在 民 用 船

12、 舶 中 ， 由 于 经 济 上 的 原 因 没 有 得 到 发 展 。 70 80年 代 ， 为 了 节 约 能 源 ， 有 些 国 家 吸 收 机 帆 船 的 优 点 ， 研 制 一 种 以 机 为 主 、 以帆 助 航 的 船 舶 。 用 电 子 计 算 机 进 行 联 合 控 制 ， 日 本 建 造 的 “新 爱 德 丸 ”号便 是 这 种 节 能 船 的 代 表 。 古 代 中 国 是 当 时 造 船 和 航 海 的 先 驱 。 春 秋 战 国 时 期 就 有 了 造 船 工 场 ，能 够 制 造 战 船 ； 汉 代 已 能 制 造 带 舵 的 楼 船 ； 唐 、 宋 时 期 ， 河

13、 船 和 海 船 都 有 突出 的 发 展 ， 发 明 了 水 密 隔 壁 ； 明 朝 的 郑 和 七 次 下 西 洋 的 宝 船 ， 在 尺 度 、 性能 和 远 航 范 围 方 面 ， 都 居 世 界 领 先 地 位 。 近 代 中 国 造 船 业 发 展 迟 缓 。 1865 1866 年 ， 清 政 府 相 继 创 办 江 南 制 造总 局 和 福 州 船 政 局 ， 建 造 了 “保 民 ”“建 威 ”“平 海 ”等 军 舰 和 “江 新 ”“江 华 ”等 长 江 客 货 船 。 新 中 国 成 立 后 ， 船 舶 工 业 有 了 很 大 发 展 ， 50 年 代 建 成 一 批 沿

14、 海 客 货 船 、货 船 和 油 船 。 60 年 代 以 后 ， 中 国 的 造 船 能 力 提 高 得 很 快 ， 陆 续 建 成 多 型 海洋 运 输 船 舶 、 长 江 运 输 船 舶 、 海 洋 石 油 开 发 船 舶 、 海 洋 调 查 船 舶 和 军 用 舰艇 ， 大 型 海 洋 船 舶 的 吨 位 已 达 30 万 以 上 载 重 吨 。 除 少 数 特 殊 船 舶 外 ， 中 国已 能 设 计 制 造 各 种 军 用 舰 艇 和 民 用 船 舶 。 近 年 来 ， 中 国 造 船 在 世 界 造 船 市 场 的 份 额 迅 速 提 高 ， 2008、 2009 年 这两 年

15、 中 国 的 造 船 业 在 国 际 市 场 的 地 位 进 一 步 的 提 高 ： 2008 年 ， 中 国 造 船 完工 量 、 承 接 新 船 订 单 和 手 持 船 舶 订 单 分 别 占 世 界 市 场 份 额 的 29.5%、 37.7%和 35.5%； 与 2007 年 的 同 期 相 比 ， 完 工 量 和 手 持 订 单 量 分 别 提 高 了 6.5%和 2.5%； 中 国 造 船 完 工 量 、 手 持 船 舶 订 单 量 连 续 6 年 保 持 了 快 速 的 增 长 ，三 大 造 船 指 标 已 经 全 面 超 过 日 本 成 为 世 界 第 二 造 船 大 国 。

16、2009 年 ， 中 国 造船 完 工 量 、 新 接 船 舶 订 单 量 、 手 持 船 舶 订 单 量 分 别 占 世 界 造 船 市 场 份 额 的34.8%、 61.6%和 38.5%； 比 2008 年 底 分 别 提 高 了 5.3%、 23.9%和 3%； 从 年新 接 船 舶 订 单 来 说 ， 2009 年 底 中 国 已 经 成 为 世 界 第 一 ； 从 年 底 手 持 订 单 的份 额 来 说 ， 2009 年 底 中 国 已 经 成 为 世 界 第 一 ； 从 年 底 造 船 完 工 量 来 说 ， 中 国2009 年 底 已 经 成 为 世 界 第 二 ； 三 大

17、造 船 指 标 中 的 两 项 都 超 过 了 日 本 ， 至 此 ，中 国 已 堪 称 世 界 造 船 第 一 大 国 。3. 分类及主要性能。 船 舶 分 类 方 法 很 多 ， 可 按 用 途 、 航 行 状 态 、 船 体 数 目 、 推 进 动 力 、 推 进器 等 分 类 船 舶。 按 用 途 ， 船 舶 一 般 分 为 军 用 和 民 用 船 舶 两 大 类 。 军 用 船 舶 通 常 称 为 舰 艇或 军 舰 ， 其 中 有 直 接 作 战 能 力 或 海 域 防 护 能 力 者 称 为 战 斗 舰 艇 ， 如 航 空 母舰 、 驱 逐 舰 、 护 卫 舰 、 导 弹 艇 和

18、潜 艇 ， 以 及 布 雷 、 扫 雷 舰 艇 等 ， 担 负 后 勤保 障 者 称 为 军 用 辅 助 舰 艇 。 民 用 船 舶 一 般 又 分 为 运 输 船 、 工 程 船 、 渔 船 、港 务 船 等 。 按 船 舶 的 航 行 状 态 通 常 可 分 为 排 水 型 船 舶 、 滑 行 艇 、 水 翼 艇 和 气 垫 船 ；按 船 舶 的 船 体 数 目 可 分 为 单 体 船 和 多 体 船 ， 在 多 体 船 型 中 双 体 船 较 为多 见 ； 按 推 进 动 力 可 分 为 机 动 船 和 非 机 动 船 ， 机 动 船 按 推 进 主 机 的 类 型 又 分为 蒸 汽 机

19、 船 (现 已 淘 汰 )、 汽 轮 机 船 、 柴 油 机 船 、 燃 气 轮 机 船 、 联 合 动 力 装置 船 、 电 力 推 进 船 、 核 动 力 船 等 ； 按 船 舶 推 进 器 又 可 分 为 螺 旋 桨 船 、 喷 水 推 进 船 、 喷 气 推 进 船 、 明 轮 船 、平 旋 轮 船 等 ， 空 气 螺 旋 桨 只 用 于 少 数 气 垫 船 ； 按 机 舱 的 位 置 ， 有 尾 机 型 船(机 舱 在 船 的 尾 部 )， 中 机 型 船 和 中 尾 机 型 船 ； 按 船 体 结 构 材 料 ， 有 钢 船 、铝 合 金 船 、 木 船 、 钢 丝 网 水 泥 船

20、 、 玻 璃 钢 艇 、 橡 皮 艇 、 混 合 结 构 船 等 。 按 照 国 籍 分 为 国 轮 （ 指 在 内 国 登 记 并 悬 挂 内 国 国 旗 的 船 舶 ） 与 外 轮（ 指 在 外 国 登 记 并 悬 挂 外 国 国 旗 的 船 舶 ） 。 按 照 航 程 远 近 分 为 近 海 轮 与 远 洋 轮 。 两 者 的 航 行 能 力 是 不 同 的 。 船 舶 的 主 要 技 术 特 征 有 船 舶 排 水 量 ， 船 舶 主 尺 度 、 船 体 系 数 、 舱 容 和登 记 吨 位 、 船 体 型 线 图 、 船 舶 总 布 置 图 、 船 体 结 构 图 、 主 要 技 术

21、 装 备 的 规格 等 。 根 据 阿 基 米 德 原 理 ， 船 体 水 线 以 下 所 排 开 水 的 重 量 ， 即 为 船 舶 的 浮 力 ，并 应 等 于 船 舶 总 重 量 。 船 的 自 重 等 于 空 船 排 水 量 。 船 的 自 重 加 上 装 到 船 上的 各 种 载 荷 的 重 量 的 总 和 (载 重 量 )是 变 化 的 ， 即 等 于 船 的 总 重 量 。 船 舶 载 重 量 包 括 货 物 、 燃 油 和 润 滑 油 、 淡 水 、 食 物 、 人 员 和 行 李 、 备 品及 供 应 品 等 的 重 量 。 通 常 预 定 的 设 计 载 货 量 与 按 预

22、 定 最 大 航 程 计 算 的 油 、 水 、食 物 等 的 重 量 之 和 ， 称 为 设 计 载 重 量 。 设 计 载 重 量 时 的 排 水 量 称 为 设 计 排 水量 或 满 载 排 水 量 。 船 舶 主 尺 度 包 括 总 长 、 设 计 水 线 长 度 、 垂 线 间 长 、 最 大 船 宽 、 型 宽 、 型深 、 满 载 (设 计 )吃 水 等 。 钢 船 主 尺 度 的 度 量 指 量 到 船 壳 板 内 表 面 的 尺 寸 ， 称为 型 宽 和 型 深 ， 水 泥 船 、 木 船 等 则 指 量 到 船 体 外 表 面 的 尺 寸 。 舱 容 指 货 舱 、 燃 油

23、 舱 、 水 舱 等 的 体 积 ， 它 是 从 容 纳 能 力 方 面 表 征 船 舶 的装 载 能 力 、 续 航 能 力 ， 它 影 响 船 舶 的 营 运 能 力 。 登 记 吨 位 是 历 史 上 遗 留 下 的用 以 衡 量 船 舶 装 载 能 力 的 度 量 指 标 ， 作 为 买 卖 船 舶 、 纳 税 、 服 务 收 费 的 依 据之 一 。 登 记 吨 位 和 载 重 量 分 别 反 映 船 舱 的 容 纳 能 力 和 船 的 承 重 能 力 。 它 们虽 互 有 联 系 ， 但 属 不 同 的 概 念 。 船 体 形 线 图 是 表 征 船 舶 主 体 (包 括 舷 墙

24、和 首 楼 、 尾 楼 )的 型 表 面 的 形 状和 尺 寸 ， 是 设 计 和 建 造 船 舶 的 主 要 图 纸 之 一 。 它 由 三 组 线 图 构 成 ： 横 剖 线 图 、半 宽 水 线 图 和 纵 剖 线 图 。 三 者 分 别 由 横 剖 面 、 水 线 面 和 纵 剖 面 与 船 体 型 表面 切 割 而 成 。 船 舶 总 设 计 图 是 设 计 和 建 造 船 舶 的 主 要 图 纸 之 一 ， 它 反 映 船 的 建 筑 特 征 、外 形 和 尺 寸 、 各 种 舱 室 的 位 置 和 内 部 布 置 、 内 部 梯 道 的 布 置 、 甲 板 设 备 的布 局 。

25、总 布 置 图 由 侧 视 图 、 各 层 甲 板 平 面 图 和 双 层 底 舱 划 分 图 组 成 。 船 体 结 构 图 是 反 映 船 体 各 部 分 的 结 构 情 况 ， 船 体 各 相 关 部 分 的 结 构 既独 立 又 相 互 联 系 。 船 舶 主 体 结 构 是 保 证 船 舶 纵 向 和 横 向 强 度 的 关 键 ， 通 常 把它 看 成 为 一 个 空 心 梁 进 行 设 计 ， 并 用 船 中 横 剖 面 结 构 图 来 反 映 它 的 部 件 尺 寸和 规 格 。4. 船舶构造及吨位船 舶 是 由 许 多 部 分 构 成 的 ， 按 各 部 分 的 作 用 和

26、用 途 ， 可 综 合 归 纳 为 船 体 、 船舶 动 力 装 置 、 船 舶 舾 装 等 三 大 部 分 。 船 体 是 船 舶 的 基 本 部 分 ， 可 分 为 主 体 部 分 和 上 层 建 筑 部 分 。 主 体 部 分 一般 指 上 甲 板 以 下 的 部 分 ， 它 是 由 船 壳 (船 底 及 船 侧 )和 上 甲 板 围 成 的 具 有 特定 形 状 的 空 心 体 ， 是 保 证 船 舶 具 有 所 需 浮 力 、 航 海 性 能 和 船 体 强 度 的 关 键部 分 。 船 体 一 般 用 于 布 置 动 力 装 置 、 装 载 货 物 、 储 存 燃 油 和 淡 水

27、， 以 及 布 置其 他 各 种 舱 室 。 为 保 障 船 体 强 度 、 提 高 船 舶 的 抗 沉 性 和 布 置 各 种 舱 室 ， 通 常 设 置 若 干 强固 的 水 密 舱 壁 和 内 底 ， 在 主 体 内 形 成 一 定 数 量 的 水 密 舱 ， 并 根 据 需 要 加 设 中间 甲 板 或 平 台 ， 将 主 体 水 平 分 隔 成 若 干 层 。 上 层 建 筑 位 于 上 甲 板 以 上 ， 由 左 、 右 侧 壁 ， 前 、 后 端 壁 和 各 层 甲 板 围 成 ，其 内 部 主 要 用 于 布 置 各 种 用 途 的 舱 室 ， 如 工 作 舱 室 、 生 活

28、舱 室 、 贮 藏 舱 室 、仪 器 设 备 舱 室 等 。 上 层 建 筑 的 大 小 、 层 楼 和 型 式 因 船 舶 用 途 和 尺 度 而 异 。 船 舶 动 力 装 置 包 括 ： 推 进 装 置 主 机 经 减 速 装 置 、 传 动 轴 系 以 驱 动推 进 器 (螺 旋 桨 是 主 要 的 型 式 )； 为 推 进 装 置 的 运 行 服 务 的 辅 助 机 械 设 备 和 系统 ， 如 燃 油 泵 、 滑 油 泵 、 冷 却 水 水 泵 、 加 热 器 、 过 滤 器 、 冷 却 器 等 ； 船 舶电 站 ， 它 为 船 舶 的 甲 板 机 械 、 机 舱 内 的 辅 助

29、机 械 和 船 上 照 明 等 提 供 电 力 ； 其 他 辅 助 机 械 和 设 备 ， 如 锅 炉 、 压 气 机 、 船 舶 各 系 统 的 泵 、 起 重 机 械 设备 、 维 修 机 床 等 。 通 常 把 主 机 (及 锅 炉 )以 外 的 机 械 统 称 为 辅 机 。 船 舶 舾 装 包 括 舱 室 内 装 结 构 (内 壁 、 天 花 板 、 地 板 等 )、 家 具 和 生 活 设施 (炊 事 、 卫 生 等 )、 涂 装 和 油 漆 、 门 窗 、 梯 和 栏 杆 、 桅 杆 、 舱 口 盖 等 。 船 舶 的 其 他 装 置 和 设 备 中 ， 除 推 进 装 置 外

30、， 还 有 锚 设 备 与 系 泊 设 备 ； 舵设 备 与 操 舵 装 置 ； 救 生 设 备 ； 消 防 设 备 ； 船 内 外 通 信 设 备 ； 照 明 设 备 ； 信 号设 备 ； 导 航 设 备 ； 起 货 设 备 ； 通 风 、 空 调 和 冷 藏 设 备 ； 海 水 和 生 活 用 淡 水系 统 ； 压 载 水 系 统 ； 液 体 舱 的 测 深 系 统 和 透 气 系 统 ； 舱 底 水 疏 干 系 统 ； 船舶 电 气 设 备 ； 其 他 特 殊 设 备 (依 船 舶 的 特 殊 需 要 而 定 )。二、船用测深仪原理分析2.1 船用测深仪简介回 声 探 测 设 备 是 最

31、 早 的 一 类 水 下 声 学 仪 器 ， 这 种 设 备 得 到 了 广 泛 地 应用 。 所 有 这 样 的 设 备 都 有 一 个 共 同 的 特 点 ： 它 们 都 利 用 一 组 发 射 换 能 器 在 水下 发 射 声 波 ， 使 声 波 沿 海 水 介 质 传 播 ， 直 到 碰 到 目 标 后 再 被 反 射 回 来 ， 反 射回 来 的 声 波 被 接 收 换 能 器 接 收 。 然 后 再 由 声 纳 员 或 计 算 机 处 理 收 到 的 信 号 ，进 而 确 定 目 标 的 参 数 和 类 型 。 回 声 探 测 设 备 也 是 不 尽 相 同 的 ， 所 以 他 们

32、 也 往 往 会 使 用 不 同 的 发 射和 接 收 换 能 器 ， 因 此 ， 声 信 号 的 频 率 和 波 形 也 有 所 不 同 。 其 实 ， 不 同 回 声 探测 设 备 的 不 同 差 别 最 主 要 的 差 别 主 要 是 在 对 回 波 信 号 的 不 同 处 理 方 法 上 。 现在 ， 、 这 种 原 理 已 经 被 广 泛 地 应 用 在 以 下 水 电 设 备 中 ： 回 声 测 深 仪 、 侧 扫 声纳 、 声 学 多 普 勒 海 流 计 和 鱼 探 仪 等 。 这 些 仪 器 设 备 的 发 明 和 使 用 为 研 究 海 洋 、开 发 海 洋 、 利 用 海

33、洋 做 出 了 重 要 的 贡 献以 前 人 们 采 用 各 种 各 样 的 方 式 探 测 海 深 ， 但 是 效 果 都 不 理 想 ， 而 且 存 在 着 误差 。 现 在 人 们 最 常 用 的 探 测 海 深 的 设 备 就 是 回 声 测 深 仪 。 那 么 ， 回 声 测 深 仪 又 是 如 何 测 量 海 深 的 呢 ?回 声 测 深 仪 是 基 于 回 声 测 距的 原 理 而 研 制 的 。 发 射 换 能 器 从 海 面 向 下 发 射 声 脉 冲 ， 声 脉 冲 在 水 中 向 下 传播 ， 遇 到 密 度 不 同 的 海 底 介 质 时 发 生 反 射 ， 反 射 后

34、 的 声 脉 冲 在 海 水 中 向 上 传播 ， 并 被 海 面 的 接 收 换 能 器 所 接 收 。 根 据 声 脉 冲 在 海 水 中 往 返 的 时 间 和 它 在海 水 中 的 声 速 ， 就 能 算 出 换 能 器 至 海 底 的 直 线 距 离 ， 即 水 深 。 例 如 ， 在 常 温下 ， 海 水 中 声 速 的 典 型 值 为 1500 米 /秒 ， 如 果 测 得 声 脉 冲 在 水 中 往 返 的 时间 为 3 秒 ， 则 海 水 的 深 度 为 2250 米 。 由 于 声 波 在 海 水 中 的 传 播 速 度 随 海 水的 温 度 、 盐 度 和 压 力 的 变

35、 化 而 变 化 ， 所 以 ， 计 算 时 还 要 作 必 要 的 修 正 。 主 要 用 途 在 特 殊 情 况 下 ， 可 通 过 测 量 水 深 来 辨 别 船 位 在 开 辟 新 区 或 浅 水 航 行 时 ， 可 用 于 导 航 ， 以 确 保 船 舶 航 行 在 航 道 及 港 口 测 量 方 面 ， 它 可 提 供 准 确 的 可 靠 的 水 深 资 料 回 声 测 深 仪 的 发 明 为 广 大 海 洋 工 作 者 提 供 了 一 个 强 有 力 的 水 深 测 量 手 段 ，由 于 它 可 以 在 船 只 航 行 时 快 速 而 准 确 地 测 得 水 深 的 连 续 数

36、据 ， 所 以 很 快 便 成为 水 深 测 量 的 主 要 仪 器 ， 现 在 它 已 广 泛 地 应 用 于 航 道 勘 测 、 水 底 地 形 调 查 、海 道 测 量 、 船 只 导 航 定 位 等 方 面 。 今 天 ， 对 大 洋 地 形 地 貌 的 全 部 了 解 和 认 识 ， 都 是 回 声 测 深 仪 的 功 劳 。过 去 人 们 根 据 数 量 很 少 的 一 些 海 上 锤 测 资 料 ， 曾 经 认 为 世 界 大 洋 底 是 一 片 平坦 的 大 地 。 回 声 测 深 仪 的 出 现 ， 才 使 人 们 眼 界 大 开 。 因 为 测 量 结 果 显 示 ， 洋底

37、 和 陆 地 一 样 崎 岖 不 平 ， 既 有 崇 山 峻 岭 ， 也 有 深 沟 峡 谷 ； 既 有 恢 宏 高 原 ， 起伏 的 丘 陵 ， 也 有 辽 阔 的 平 原 、 阶 地 ， 形 态 万 千 ， 蔚 为 壮 观 。回 声 测 深 仪 的 问 世 ， 使 海 深 测 量 技 术 发 生 了 根 本 性 的 变 革 。 目 前 已 有 升 沉 补偿 测 深 仪 、 拖 曳 式 测 深 仪 、 多 波 束 测 深 仪 等 多 种 不 同 类 型 的 测 深 仪 器 ， 这 些都 是 由 于 海 洋 勘 探 的 需 要 而 发 展 起 来 的 设 备 。 人 们 根 据 工 作 深 度

38、 的 不 同 ， 设 计 制 造 了 大 小 不 同 的 测 深 仪 器 。 小 型 测 深仪 的 工 作 频 率 在 100 千 赫 兹 左 右 ， 换 能 器 尺 寸 较 小 ， 可 在 小 艇 上 使 用 ， 用 于测 量 几 十 米 到 几 百 米 水 深 的 海 洋 深 度 。 而 大 型 测 深 仪 的 工 作 频 率 为 数 千 赫 兹左 右 ， 换 能 器 尺 寸 较 大 ， 可 测 量 深 达 10000 米 的 世 界 海 洋 最 深 处 的 水 深 。 此 外 ， 还 有 一 种 双 频 测 深 仪 。 所 谓 双 频 测 深 仪 就 是 指 能 用 高 、 低 两 种

39、不同 频 率 工 作 的 测 深 仪 器 。 这 种 测 深 仪 适 用 于 测 量 沉 积 有 稀 泥 的 航 道 ， 它 能 用较 低 的 上 作 频 孕 探 测 较 硬 的 真 海 底 ， 或 用 较 高 的 工 作 频 率 探 测 稀 泥 表 面 。 现 在 ， 回 声 测 深 仪 的 显 示 、 记 录 方 式 也 有 多 种 不 同 类 型 。 近 代 测 深仪 除 用 放 电 或 热 敏 纸 记 录 器 记 录 外 ， 还 有 数 字 显 示 及 存 储 ， 甚 至 可 以 和 计 算机 结 合 起 来 而 自 动 绘 制 海 底 地 形 图 等 多 种 不 同 方 式 。2.2 船用测深仪原理回声测深仪的工作原理是利用换能器在水中发出声波，当声波遇到障碍物而反射回换能器时，根据声波往返的时间和所测水域中声波传播的速度，就可以求得障碍物与换能器之间的距离。声波在海水中的传播速度，随海水的温度、盐度和水中压强而变化。在海洋环境中，这些物理量越大，声速也越大。常温时海水中的声速的典型值为 1500米秒，淡水中的声速为 1450米秒。所以在使用回声测深仪之前，应对仪器进行率定，计算值要加以校正。三、电气控制系统分