Эхолот, на 1 км Опции

[whale_nik]

Надо сделать эхолот на 1 км по быстрому дешево и сердито.
Все бы ничего но есть проблема как испытать эхолот на 1 км без доступа к водоему ?
Те требуется некая установка в которой сигнал затухает так же как в воде на 2 км (туда обратно)+ отражение от крупного песка/мелких камней.
Планируется две частоты 150 кгц и 15 кгц
На 150 кгц на керамике, на 15кгц на феррите.
Использование планируется на Байкале.

Сообщение отредактировал whale_nik - Feb 17 2017, 11:29

[whale_nik]

Ни одного гидроакустика на форуме нет ? )

[Aner]

...по быстрому дешево и сердито.
...
Ни одного гидроакустика на форуме нет ? )

Есть, но только медленно дорого и ласково.

[whale_nik]

гидроакустики - эстонцы ? )))
Еще раз , не требуется разработка самого эхолота, нужна установка для испытания.

Можно например взять трубу диаметром 100мм, положить на дно кусок плитки, залить водой и излучать с другого конца, вычислить потери энергии за одно переотражение, узнать потери энергии на данной частоте для воды и вычислить кол-во переотражений для заданного расстояния.
Вроде должно работать, вопрос в том надо ли городить это.

Сообщение отредактировал whale_nik - Feb 18 2017, 07:45

[Den64]

... положить на дно кусок плитки, залить водой и излучать с другого конца, вычислить потери энергии за одно переотражение,....

Можно просто прорубь пробить...

[whale_nik]

В проруби холодно и осцилограф неудобно таскать.
Я вообще сомневаюсь что метод с трубой сработает, те он однозначно даст достоверные результаты.

Сообщение отредактировал whale_nik - Feb 18 2017, 11:51

[Guest_TSerg_*]

Это называется "забыть все и пробовать изобрести колесо, велосипед и т.д. с нуля".

[whale_nik]

Расскажите про велосипед

Сообщение отредактировал whale_nik - Feb 18 2017, 13:11

[ARN]

Надо сделать эхолот на 1 км по быстрому дешево и сердито.
Все бы ничего но есть проблема как испытать эхолот на 1 км без доступа к водоему ?
Те требуется некая установка в которой сигнал затухает так же как в воде на 2 км (туда обратно)+ отражение от крупного песка/мелких камней.
Планируется две частоты 150 кгц и 15 кгц
На 150 кгц на керамике, на 15кгц на феррите.
Использование планируется на Байкале.

Если имеется "знакомый "бассейн или лунка в море,то 1 км можно получить многократным переотражением.
Кстати, в пресной воде затухание в разы меньше чем в море.

[whale_nik]

Была бы лунка в море проблем бы не было )
Я вот думаю что если рассчитать поглощение в воде на 2км + поглощение скажем на иле с песком, тогда можно подобрать какой нить материал с сильным поглощением, чтобы он скажем на 1-2 м в трубе обеспечивал бы то же поглощение.
Самый простой вариант - заполнить трубу мелким песком с водой.

[ARN]

Была бы лунка в море проблем бы не было )
Я вот думаю что если рассчитать поглощение в воде на 2км + поглощение скажем на иле с песком, тогда можно подобрать какой нить материал с сильным поглощением, чтобы он скажем на 1-2 м в трубе обеспечивал бы то же поглощение.
Самый простой вариант - заполнить трубу мелким песком с водой.

чувствительность обычно считают , опираясь на уровень "шумов моря" на рабочей частоте. Он полюбому будет выше шумов электроники. Ну а 150 кгцами пробить километр без хорошей эффективной антенны будет нелегко.

[AnatolyT]

При распространении звука в толще воды присутствуют эффекты рефракции, реверберации и др., и испытания в заполненной поглотителем трубе скорее всего будут заведомо ошибочными. Наверно лучше будет проверить его функциональность на ближайшем глубоком водоеме на относительно малых глубинах. Для всего диапазона измерения провести испытания уже электрически на стенде, чувствительность проверить подав сигнал с синхронизированного генератора на вход приемника эхолота через ослабитель.

[whale_nik]

чувствительность обычно считают , опираясь на уровень "шумов моря" на рабочей частоте. Он полюбому будет выше шумов электроники. Ну а 150 кгцами пробить километр без хорошей эффективной антенны будет нелегко.

На 150 кгц просто уже есть керамика но никто не мешает купить 5 керамических шайб на 150кгц с отверстием и скрутить их болтом - получим на 30 кгц )
Еще реальнее сделать на феритах.
Вода на Байкале довольно спокойная, особенно зимой когда будут проводиться измерения.

При распространении звука в толще воды присутствуют эффекты рефракции, реверберации и др., и испытания в заполненной поглотителем трубе скорее всего будут заведомо ошибочными. Наверно лучше будет проверить его функциональность на ближайшем глубоком водоеме на относительно малых глубинах. Для всего диапазона измерения провести испытания уже электрически на стенде, чувствительность проверить подав сигнал с синхронизированного генератора на вход приемника эхолота через ослабитель.

Мне не нужна высокая разрешающая способность, достаточно десятки метров +-25м, тут реверберация и рефракция на такой глубине уже не важна, просто ловим самый дальний сигнал, регулируя чувствительность.
Есть водоем 40м с илом, сколько должно быть переотражений на нем чтобы работал на 1 км глубины ?
Может у кого нибудь есть программы для таких расчетов или уже сталкивался.

Сообщение отредактировал whale_nik - Feb 19 2017, 12:19

[Den64]

Есть водоем 40м с илом, сколько должно быть переотражений на нем чтобы работал на 1 км глубины ?

Думаю величина затухания уже известна многим. Возможно даже в интернете гдето есть. Верёвка и камень вам в помощь. Делаете несколько измерений на разных глубинах и получаете затухание Дб/метр с некоторой погрешностью. Перемножаете на требуемую Вам глубину и закладываете чувствительность в тех. задание с запасом.

[HardEgor]

Можно например взять трубу диаметром 100мм, положить на дно кусок плитки, залить водой и излучать с другого конца,

И поймать кучу всяких переотражений от стенок.
Вы хотите проверить излучатель/приемник или обработку сигнала и математику?

[whale_nik]

Только аналоговую часть, приемник+передатчик

Сообщение отредактировал whale_nik - Feb 19 2017, 14:22

[HardEgor]

Только аналоговую часть, приемник+передатчик

Тогда проверить можно в любой посудине, только снизить излучаемую мощность пропорционально соотношению размера в море и в посудине. Насколько снижать - либо почитать книжки, наверняка есть все коэффициенты для любой воды(пресной, морской и т.д.) и температуры, либо провести эксперимент и самостоятельно замерить падение уровня излучения. Видел подходящую книжку, когда найду, сюда допишу.

Но вообще, насколько я знаком с эхолотами, самое неприятное попасть на "тепловой клин", а на таких расстояниях как у вас это элементарно.

[whale_nik]

В любой посудине не проверить, неизвестно сколько энергии излучается в воду при максимальной мощности, там не все линейно от напряжения на керамике.
Клин опасен если излучать под углом к нему, если перпендикулярно то не влияет, я не гбо делаю а просто эхолот вертикально вниз.
В природе я могу посчитать например кол-во переотражений, померить затухание значительно сложнее тк требуется осцилограф по меньшей мере + отключить вару, столик, палатка, электричество итд, ехать за 20 км забираться в центр водохранилища.

Я так понимаю нужно знать для заданной частоты
потери на отражение от ила
потери на отражение от границы вода-лед
потери в воде на метр
потери при отражении от дна из-за рассеивания на дне, те какой конус переизлучения будет.

Тогда можно теоретически прикинуть кол-во переотражений и ездить добиваться нужного кол-ва.

Сообщение отредактировал whale_nik - Feb 19 2017, 21:07

[whale_nik]

А вот такой вариант интересно не прокатит ?
Отходим от берега на 1 км и направляем излучатель в сторону берега, ищем самый дальний отклик.
Если будет через 1 км значит система рабочая.
(см рисунок)

Сообщение отредактировал whale_nik - Feb 19 2017, 22:56

Эскизы прикрепленных изображений

 

[ARN]

А вот такой вариант интересно не прокатит ?
Отходим от берега на 1 км и направляем излучатель в сторону берега, ищем самый дальний отклик.
Если будет через 1 км значит система рабочая.
(см рисунок)

этих отражений будет сплошной забор, плавно переростающий в шум.

[whale_nik]

Забор понятно, но там где он заканчивается там и будет реальная дальность, разве нет ?

[Guest_TSerg_*]

Вам, с таким подходом, ничего не светит.
Как Вы думаете, зря что-ли все уважаемые конторы по гидроакустике, имели свои опытные базы на морях, водоемах и опытные бассейны?
У нас, например, был под боком Каспий и опытный бассейн 60 м глубины и 20 м диаметром.
Использовался бассейн не только для тестирования гидроакустики, есс-но.

P.S.
Арендуйте на какие-то часы обычный плавательный бассейн на 50 м. Эксперименты можно проводить по вертикали и по горизонтали.

P.P.S.
И для начала ознакомьтесь с формулами Кувахары, Маккензи, Дель Гроссо, Вильсона, Полосина - что-ли.

Для Байкала:
Наиболее характерной особенностью байкальской воды является ее низкая соленость S со средним значением 0,096 г/кг и с возможными изменениями на ±8%. Отсюда следует, что скорость звука V в байкальской воде выше, чем в дистиллированной воде, примерно на 0,127 м/сек с возможными отклонениями на ±8%, или на ±0,0102 м/сек. Для реальных изменений солености S на Байкале формула расчета скорости звука C проводится без учета солености S.
Для условий озера Байкал была получена специальная формула C(T,P) = 1402,39 + 4,99T – 0,05T + 0,01539Z, где C – в м/сек, температура Т – в °С и глубина Z – в метрах (Колотило и Шерстянкин, 1985). Формула применима только для условий озера Байкал, так как при ее выводе были учтены следующие факторы: пространственно-временная изменчивость температуры воды озера Байкал; широта озера Байкал (54° N); высота над уровнем моря (Н = 455 м); соленость, равная 0,096 г/кг. Среднеквадратическая погрешность формулы составляет: на поверхности при Z = 0 м ±0,045 м/сек и на горизонте Z = 1000 м - ±0,1 м/сек.

[whale_nik]

Господа, осталось решить вопрос, будет ли дальность с "забором" горизонтальная такая же как если работать перпендикулярно на то же расстояние ?
Пока лед стоит это еще можно проверить.

Сообщение отредактировал whale_nik - Feb 21 2017, 09:14

[ARN]

Господа, осталось решить вопрос, будет ли дальность с "забором" горизонтальная такая же как если работать перпендикулярно на то же расстояние ?
Пока лед стоит это еще можно проверить.

предлагаю плюнуть на расчеты и сделать девайс со следующими параметрами:
излучаемая (электрическая . cos>=70гр) мощность для 150 кгц 500 Вт.
чувствительность резонансного приемника 50 тыс.
антенна имеет заглушенный тыл (более 20 дб) и угол <30 гр.
работать будет!
про магнитостриктор предлагаю забыть.

предлагаю плюнуть на расчеты и сделать девайс со следующими параметрами:
излучаемая (электрическая . cos>=70гр) мощность для 150 кгц 500 Вт.
чувствительность резонансного приемника 50 тыс.
антенна имеет заглушенный тыл (более 20 дб) и угол <30 гр.
работать будет!
про магнитостриктор предлагаю забыть.

вару обязательно

[whale_nik]

предлагаю плюнуть на расчеты

А если там ила 3 метра ?
Сделать конечно можно, к тому же практически есть такой дивайс, не уверен насчет мощности.
Вы скажите что думает насчет забора ?
Я так понимаю что по меньшей мере работать будет не меньше чем забор ?
Ведь прямой сигнал по любому будет сильнее чем тот который многократно отразиться от льда и дна ?
Или там будет наблюдаться что то вроде фокусирующего волновода ?

Вот в реальном масштабе рисунок,
излучатель слева угол 30град, глубина 40м, длинны до берега 1000м.

Сообщение отредактировал whale_nik - Feb 21 2017, 11:06

Эскизы прикрепленных изображений

 

[whale_nik]

Кстати померил среднею мощность на желтом, макс ток 2А макс напряжение 400в сдвиг 45град, я так понимаю 222 ватта ?

Сообщение отредактировал whale_nik - Feb 22 2017, 07:12