مسبار صدى لقياس العمق: المفهوم وعمله

اقرأ هذه المقالة للتعرف على مفهوم وعمل مسبار صدى لقياس العمق.

مفهوم مسبار الصدى:

تعتمد طريقة الصدى على مبدأ كهربائي. وهو يتألف من إرسال نبضة صوتية (بواسطة جهاز إرسال) من سطح مستوى الماء إلى سرير النهر. عندما تعكس الموجات الصوتية مرة أخرى في شكل صدى يتم القبض عليهم من قبل جهاز الاستقبال.

هناك ترتيب تلقائي لتخطيط وقت الإرسال ووقت الاستقبال. سرعة الصوت في الماء معروفة. إنه تقريبا 1470 م / ث. من هذه الحقيقة يتم حساب عمق المياه تلقائيا. هذه الطريقة شائعة الاستخدام على السفن لمراقبة الأعماق. ويمكن أيضا أن تستخدم بنجاح على الأنهار.

يوضح الشكل 15.12 مخططًا تخطيطيًا خطيًا لجهاز السبر. يتكون أصداء الصدى أساسا من أربع وحدات.

هم انهم:

(ط) وحدة القيادة

(2) وحدة الإرسال

(ثالثا) وحدة الاستقبال و

(رابعا) وحدة التسجيل.

تتكون وحدة القيادة من محرك كهربائي مع حاكم 'G'. بطارية 12 فولت تزود التيار بالمحرك. محافظ يساعد في الحفاظ على سرعة ثابتة للمحرك تحت الجهد العادي. يقترن المحرك بصندوق تروس. يحتوي صندوق التروس على ترتيب للمحافظة على سرعتين. يتم تثبيت الأسطوانة على عمود. يدور المحور بواسطة المحرك من خلال صندوق التروس. تتكون الأسطوانة من أقراص معزولة. يتم تثبيت القلم على القرص الأول من الأسطوانة كما هو موضح في الشكل 15.12.

القرص الأول مستمر ويتلقى نبضه الصدى في الشكل الكهربائي من مكبر للصوت خلال الفرشاة ويتم تمريره إلى القلم. تبقي قرصين من الأسطوانة على الاتصال مرة واحدة في كل ثورة ونتيجة لذلك يتم إرسال دفعة كهربائية إلى محول الطاقة. تتكون وحدة التسجيل من صندوق. (يطلق عليه أيضًا دبابة) حيث يتم لف لفة ورق التسجيل فوق البكرات. واحدة من بكرات مدفوعة من رمح من المحرك. وهكذا يتم سحب ورقة التسجيل بسرعة عادية (من 2.5 إلى 5 سم / دقيقة).

يتحرك الورق فوق وجه الصندوق أو الخزان. تعامل الورقة كيميائياً بمحلول يوديد البوتاسيوم والنشا. يتحرك القلم في اتجاه عكس اتجاه عقارب الساعة على الورق. عندما يمر نبضة كهربية صغيرة عبر القلم ، ينتج عن ذلك بقعة بلون بني-أرجواني عند نقطة الاتصال.

تتكون وحدة الإرسال من جهاز إرسال أو محول. توفر البطارية 12 فولت التيار إلى محول دوار C. وهي تحول جهد البطارية من 12 فولت إلى 400 فولت DC. يستخدم هذا الجهد في تشغيل جهاز الإرسال. في جهاز الإرسال يتم إنتاج نبضة صوتية بواسطة ضربة من مطرقة يتم التحكم فيها كهربائياً من خلال غشاء من الصلب. الحجاب الحاجز هو على اتصال مع الماء.

تتكون وحدة الاستقبال من جهاز استقبال يقوم باعتقال صدى الصوت المنعكس. يذهب الدافع الكهربائي المقابل إلى القلم عبر مكبر للصوت. يتم أيضًا الحصول على تيار لتشغيل صمامات صمامات مكبر الصوت من نفس البطارية. إمدادات عالية التوتر إلى مكبر للصوت هو نظرا من التنصت على محول دوار.

العمل من مسبار الصدى:

عندما يكون المحرك في وضع التشغيل ، تبدأ الأسطوانة في الدوران عكس اتجاه عقارب الساعة. يدور القلم أيضًا مع الأسطوانة. خلال كل دوران الاتصالات ج و د. بمجرد أن يتم تأسيس جهة الاتصال يمر تيار تذبذب إلى محول الطاقة عبر المكثف. يتم تحويل الدافع الكهربائي إلى دفعة صوتية في محول الطاقة.

يتم إرسال دفعة الصوت في الماء. بعد الانعكاس من السرير يتم القبض على النبض الصوتي من قبل المتلقي. يذهب الدافع الكهربائي المقابل إلى القلم عبر مكبر للصوت من خلال الفرشاة "أ". خلال هذه الفترة ، تم تدوير القلم عبر زاوية معينة تقابل فترة الصدى.

من القلم ، يمر التيار إلى الأرض عبر الورق ووحدة التسجيل. وبالتالي اكتمال الدائرة. يتم عرض وضع القلم في اللحظة التي وصل فيها الدافع بواسطة بقعة بنية اللون على الورق. تتكرر العملية لكل ثورة في الطبل. سرعة المحرك هي النسبة الصحيحة لسرعة الصوت في الماء. في وحدة التسجيل يتم توفير مقياس لإعطاء عمق المياه مباشرة.

مشكلة:

تم إجراء قياس التفريغ في موقع معين على تيار صغير باستخدام طريقة المساحة الحالية والسرعة الحالية وتم أخذ القراءات التالية:

(а) رسم المقطع العرضي للنهر وقياس إجمالي مساحة التدفق على افتراض أن العمق يختلف بشكل موحد بين نقطتين.

(ب) حساب تصريف النهر.

حل:

يمكن رسم المقطع العرضي للنهر كما هو موضح في الشكل 15.13.

ولوحظت السرعة عند نقطتين ، عند 0.2 D و 0.8 D ، وبالتالي فإن متوسط السرعة سيكون في المتوسط. يمكن تسجيل البيانات وإجراء العمليات الحسابية في شكل جدول كما هو موضح أدناه.