Методы и средства измерения глубины водоёмов

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Декабря 2011 в 15:19, курсовая работа

Краткое описание

Водные ресурсы важный соцэкономический фактор развития нашего общества, с ростом населения, производства растет и водопотребление (по прогнозам к 1-й половине 21 столетия объем водопотребления может превысить ежегодно возобновляемые водные ресурсы.

Содержание работы

Введение 4
1. Методы измерения глубины водоёма. 6
2. Приборы для измерения глубин 16
3. Выбор контрольно-измерительной аппаратуры, обеспечивающей проведение измерений с требуемой точностью. 22
4. Рассмотрение экономической составляющей выбранного средства измерения. 25
Заключение 29
Список литературы 30

Содержимое работы - 1 файл

КУРСОВАЯ ГЛУБИНА.doc

— 245.50 Кб (Скачать файл)

    В состав эхолота входят: 
Передатчик  
Чем мощнее передатчик, тем вы менее зависимы от глубины и состояния водоёма. Хороший эхосигнал пройдёт даже сквозь большую толщу грязной воды. Мощность указывается в ваттах (ничего общего с электричеством). Чем она больше, тем лучше.  
 
Преобразователь  
Преобразователь превращает электрическую энергию в звуковые волны высокой частоты. Специалисты часто спорят, что лучше: широкий или узкий луч. На самом деле у каждого из них есть свои плюсы и минусы. К примеру, широкий луч позволяет охватить большую площадь дна. Но сигнал сильнее рассеивается, а значит, проникает на меньшую глубину. В то же время узкий луч проникает глубже, но охватывает меньшую поверхность дна. Поэтому оптимальным считается сочетание в одном излучателе двух лучей разного охвата или один луч с изменяемым охватом. Это позволяет исключить так называемые мёртвые зоны.  
 
Приёмник 
Приемник должен уметь не только принимать, но и усиливать слабые сигналы. Правда, это влечёт за собой увеличение количества помех. Поэтому остановить выбор следует на приборе, у которого чувствительность приёмника можно регулировать в широком диапазоне. 
 
Экран  
Экран с большим разрешением позволит различить два разных объекта на меньшем расстоянии. Высокая контрастность обеспечивает чёткость изображения и хорошую видимость изображения при попадании на экран прямых лучей солнца.
 

    Состояние воды в немалой степени влияет на работу эхолота. На озёрах с чистой пресной воде звуковые волны распространяются достаточно хорошо. А в солёной воде звук поглощается и рассеивается. Если поверхность водоёма тревожат волны или в воде много мелких водорослей и планктона, то это также влияет на рассеивание сигналов эхолота. Кстати, на экране прибора хорошо видно, какое дно в данном месте. Если илистое - на дисплее рисуется тонкая линия, а твёрдое, усеянное камнями дно обозначается широкой линией.  
       В базовую комплектацию эхолота входит, как правило, стандартный ультразвуковой датчик. Этот датчик является одновременно передающей антенной, излучающей ультразвуковые сигналы,  и приемной антенной, принимающей отраженные ультразвуковые сигналы.[3] 
       Излучаемые сигналы можно представить в виде пучка «щупов», причем мощность (или  «щупов» максимальна в центре и падает по мере удаления от центрального  направления к периферии.  В результате луч представляется в форме лепестка (рис.3.1).
 

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Рис. 3.1. Лучи, испускаемые эхолотом. 

    В технике принято описывать подобные лучи шириной центральной наиболее мощной части луча и дальностью, на которую распространяется эта  центральная часть. Дальностью действия луча принято считать 85% от дальности  действия (длины) его центрального«щупа». Углом луча считается угол,  содержащий только те «щупы», которые достигают заявленной дальности действия луча.[4]

    Эхометрия - метод измерения глубины водоемов, основанный на определении времени  прохождения звуковой волны от поверхности воды до дна. Именно на основе этого метода и созданы эхолоты.[2]

 

4. Рассмотрение экономической  составляющей выбранного  средства измерения. 

    На  современном рынке существует огромное разнообразие фирм, предоставляющих  нашему вниманию различную измерительную технику и аппаратуру. К тому же приборы делятся по различным характеристикам на множество групп. В нашем случае нам необходим прибор, обладающий высокой точностью, но не нагроможденный излишними (не нужными для решения нашей задачи) функциями.

    Рассмотрим несколько вариантов и выберем лучший из них. 

Таблица 4.1.          

« Модельный  ряд эхолотов». 

    Наименование  эхолота Технические характеристики Цена
Humminbird Fishfinder-565 Число лучей:1

Максимальная  глубина, м: 240

Размер экрана (В x Г), мм: 90 x 90

Разрешение экрана (В x Г), пикс.: 640 x 320

Мощность излучения, Вт: 250 (средняя), 2000 (пиковая) Рабочая  частота, кГц: 200 и 83

Покрытие датчика: 20° и 60°

Напряжение питания, В: 10-20, постоянный ток

10860-12300 руб.

 

Продолжение таблицы 4.1. 

GARMIN FISHFINDER-140 Число лучей: 2

Глубина эхолокации, м: 182

Частота: 200кГц

Экран: 240 х 128 пикс.

Мощность на излучателе: 100

Электропитание: 10-18 В постоянного тока Потребляемая мощность: 8 Вт

Водонепроницаемость: IPX7

6400-8700 руб.
GARMIN FISHFINDER-300C Эхолот двухлучевой

Тип излучателя: 2 луча (15° и 45°)

Рабочая частота  сигнала, кГц: 80/200

Максимальная  глубина эхолокации, м.: 274,32

Размер экрана (высота х ширина), пикс.: 240 x 320

Размер экрана (высота х ширина), см: 5.3 x 7.1 Водонепроницаемость: IPX7

Габариты прибора (высота х ширина х толщина), см: 11.4 x 11.4 x 6.1

Вес прибора, г: 272

Питание, В: 10-20

Дополнительные  функции: A-scope, Режим фиксации дна, Белая линия, Технология AutoGain, See-thru® , Ultrascroll™

10900-12300 руб.
Humminbird 997c SI Combo Двухлучевой эхолот-картплоттер с большим цветным экраном высокого разрешения и технологией Side Imaging. Высококачественный экран 65000 цветов, 480x800 точек. 120375-134000 руб.

 

Продолжение таблицы 4.1. 

Humminbird PiranhaMax-180 Эхолот трехлучевой

Диагональ экрана: 10,2 см.

Графическое разрешение экрана: 240 х 160 точек.

Максимальная  глубина: 250 метров.

Тип излучателя: 3 луча (20° и 2х35°).

Выходная мощность: 200 Вт.

Рабочая частота: 455 / 200 кГц.

Напряжение питания: 12 В.

8700-10500 руб.
PiranhaMax 150 Однолучевой сонар  с лучом 20° и глубиной эхолокации 180 метров;

Дисплей  160x128 точек;

Рабочая частота  сигнала 200 кГц;

Питание 10-20 В;

Возможность измерения  температуры воды;

Сигнал о достижении заданной глубины, сигнал о мели;

Водонепроницаемость.

5000-6200 руб.
Humminbird PiranhaMax-170 Диагональ экрана: 10,2 см.

Графическое разрешение экрана: 240 х 160 точек.

Максимальная  глубина: 250 метров.

Тип излучателя: 2 луча (20° и 60°).

Выходная мощность: 200 Вт.

Рабочая частота: 200 / 83 кГц.

Напряжение питания: 12 В.

6500-8400 руб. 
 

 

Продолжение таблицы 4.1. 

Humminbird Fishin-Buddy-130 Диагональ экрана: 10.2 см.

Графическое разрешение экрана: 240x320 пикс. Максимальная глубина: 72 м + боковой обзор 36 метров.

Тип излучателя: 2 луча 34° и 10°. Телескопический тубус  имеет регулируемую длину от 60 до 100 см и комплектуется быстросъемным  креплением с возможностью поворота и наклона экрана.

Выходная мощность: 200 / 455 Вт.

Рабочая частота: 200 / 455 кГц.

Питание: 6 элементов  типа АА, 9 В.

Габариты: 107х146х69 мм Т

13500-13500 руб.
GARMIN FISHFINDER-90 Число лучей: 2

Глубина эхолокации, м: 182

Частота: 200кГц 

Экран: 8,3 х 5,8 см. 128 х 64 пикс

Мощность на излучателе: 100 (RMS) Электропитание: 10-18 В постоянного тока Потребляемая мощность: 3,5 Вт Водонепроницаемость: IPX7

4650-6600 руб.
 
 

 

5.  Заключение 

    Из  рассмотренных вариантов необходимо выбрать эхолот с как можно большей максимальной глубиной эхолокации и по доступной цене. Остальные параметры не так важны для нашего исследования.

    Выбор падает на эхолот под названием «GARMIN FISHFINDER-300C», т.к. эхолокация его максимальна, имеется два луча (что обеспечит наибольшую точность измерения) и цена вполне доступна для лица или организации, которые проводят исследование.  
 

 

Список  литературы 

1. Бочкарев Я.В., Овчаров Е.Е. Основы автоматики и автоматизация производственных процессов в гидромелиорации, — М.: Колос, 1981. — 336 с.

2. Лучшева А.А. Практическая гидрология.— Л.: Гидрометеоиздат, 1976,— 440 с.

3. Рождественский А.В., Чеботарев А.И. Статистические методы в гидрологии.— Л.: Гидрометеоиздат, 1974. — 422 с.

4. Сергеев А.Г. Метрология: учебник. – М.: Логос, 2005 – 272с.

5. Пфанцагль И. Теория измерений. - М.:  Мир,  1976. - 165 с.

6. Стахов А.П. Алгоритмическая теория измерения. - М.: Знание, 1979. - 64 с.

7. Васильев А.  С. Основы метрологии и технические  измерения.

8. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация, сертификация. М.: Логос, 2004. - 560с.

9. Бирюков Г.С., Серко А.Л.  Измерение геометрических величин и их

метрологическое обеспечение,  М.: Издательство стандартов,1987

10. Поверка мер и механических приборов для измерения длин и углов,

М.: Издательство стандартов,1963 

Информация о работе Методы и средства измерения глубины водоёмов