|
|
|
Βυθόμετρα – Μια γνωριμία σε βάθος…ΒυθόμετραΜια γνωριμία σε βάθος… Του Μάκη Ματιάτου Οι περισσότεροι φίλοι της θάλασσας είναι εξοικειωμένοι με την έννοια του των βυθομέτρων Το βυθόμετρο έχει προσφέρει βασικές πληροφορίες πλοήγησης για πολλά χρόνια και οι αρχικοί τύποι των αναλογικών συσκευών παραχώρησαν τη θέση τους στις πιο ακριβείς ηλεκτρονικές συσκευές αυτού του τύπου. Επίσης η αλματώδης ανάπτυξη της τεχνολογίας έδωσε τη δυνατότητα να υπάρχουν αριθμητικές ενδείξεις βάθους, όπως και απεικόνιση του πυθμένα αλλά και ανίχνευση ψαριών, που τώρα πια προβάλλονται σε οθόνες υγρών κρυστάλλων.
Βασικά χαρακτηριστικά του βυθομέτρουΧρησιμοποιεί ηχητικά κύματα (που δεν μπορούν να ακούσουν ο άνθρωπος και τα ψάρια) ώστε να καθορίσει την παρουσία και τη θέση αντικειμένων που βρίσκονται κάτω από τη επιφάνεια του νερού. Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι βυθομέτρων, ο παθητικός και ο ενεργητικός. Τα παθητικά έχουν αναπτυχθεί για στρατιωτικούς σκοπούς για τον εντοπισμό πλοίων και υποβρυχίων από το θόρυβο π.χ. του κινητήρα και της προπέλας. Τέτοιου είδους SONAR δέχονται μόνο χωρίς να εκπέμπουν, έτσι ώστε δεν υπάρχει ο κίνδυνος της μετάδοσης της θέσης μιας τέτοιας συσκευής. Όλα τα βυθόμετρα και οι ανιχνευτές ψαριών που υπάρχουν σήμερα είναι ενεργητικοί τύποι. Μπορούν δηλαδή να εκπέμπουν και να δέχονται. Συνήθως αποτελούνται από δύο μέρη, την κεντρική μονάδα και τον αισθητήρα (μάτι / transducer). Η κεντρική μονάδα περιέχει έναν πομποδέκτη, όπως και την οθόνη και τα πλήκτρα λειτουργίας. Ο αισθητήρας βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια του νερού και δέχεται ηλεκτρική ενέργεια από την κεντρική μονάδα, την οποία μετατρέπει σε μηχανική ενέργεια ή κίνηση και το αντίθετο. Η κεντρική μονάδα στέλνει στον αισθητήρα ένα ηλεκτρικό σήμα υψηλής τάσης (συνήθως 600 – 2.000 volt) πολύ μικρής χρονικής διάρκειας (περίπου 100 – 200 microseconds) το οποίο μετατρέπεται σε παλμό (κίνηση). Όταν αυτός ο παλμός μεταδίδεται μέσα στο νερό, δονεί τα μόρια του νερού και παράγει ηχητικά κύματα. Αυτή η διαδικασία έχει πολλές ομοιότητες με τον τρόπο που τα ηχεία παράγουν ηχητικά κύματα στον αέρα. Ένα ηλεκτρικό σήμα στέλνεται και το διάφραγμα του ηχείου δονείται ανάλογα με την ποικίλη τάση και συχνότητα του ενισχυτή (ένα ηχείο δεν θα μπορούσε να δουλέψει καλά κάτω από το νερό επειδή η πυκνότητα του νερού θα εμπόδιζε την κίνηση του διαφράγματος).
Ο κύκλος εκπομπής και λήψης είναι πολύ ταχύς. Ένα ηχητικό σήμα μπορεί να ταξιδέψει από την επιφάνεια του νερού μέχρι ένα βάθος 70 μέτρων σε λιγότερο από 0,25 δευτερόλεπτα και έτσι υπάρχει συνεχής αριθμητική και γραφική ένδειξη. Οι εξελιγμένες τεχνικές για την επεξεργασία σημάτων (software) που χρησιμοποιούνται στους ανιχνευτές ψαριών, μπορούν να αναλύσουν περαιτέρω τα ανακλώμενα ηχητικά κύματα / ηλεκτρικά σήματα, ώστε να παρέχουν επιπρόσθετες πληροφορίες σχετικές με το βάθος
Αισθητήρες και συχνότηταΟι αισθητήρες των βυθομέτρων επιτελούν ένα δύσκολο καθήκον. Αρχικώς πρέπει να συνδεθούν και να συνεργαστούν με τον πομποδέκτη της κεντρικής μονάδας, όσον αφορά στην ισχύ και τη συχνότητα λειτουργίας. Εκτός από την ικανότητά τους να μπορούν να δέχονται μεγάλη ισχύ (συνήθως 250 – 500 Watts R.M.S.) θα πρέπει να έχουν και τη δυνατότητα μετατροπής της όποιας μορφής ενέργειας με τις λιγότερες δυνατόν απώλειες, έτσι ώστε να μην υπάρχουν συμβιβασμοί σχετικοί με την ικανότητα βάθους, την περιοχή και τη γωνία κάλυψης, όπως και της ευαισθησίας. Ο αισθητήρας αποτελείται από ένα πιεζοηλεκτρικό στοιχείο ή αλλιώς κρύσταλλο. Αυτό το στοιχείο είναι ένα μίγμα χημικών το οποίο
Γωνία κώνου και περιοχή κάλυψηςΚαθώς τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν μέσα στο νερό απλώνονται σε μορφή κώνου που καθορίζεται από το μέγεθος του πιεζοηλεκτρικού στοιχείου (ή από τη διάμετρό του, μιας και τα περισσότερα τέτοια στοιχεία έχουν κυκλικό σχήμα) και τη συχνότητα λειτουργίας του. Όσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος, τόσο πιο μικρή είναι η γωνία του κώνου. Ένα πιεζοηλεκτρικό στοιχείο με
Οι κατασκευαστές επιλέγουν διαφορετικά σημεία αναφοράς για τις συσκευές τους. Στις συσκευές για την ανίχνευση ψαριών, για παράδειγμα, άλλοι χρησιμοποιούν 10 db και άλλοι 3 db. Ποιό είναι το σωστό όμως; Στην ουσία και οι δύο περιπτώσεις ισχύουν, με μία μόνο διαφορά. Στην περίπτωση επιλογής ενός σημείου αναφοράς 10 db, η διάμετρος του κώνου είναι μεγαλύτερη. Οι μικρές ή οι μεγάλες γωνίες κώνων έχουν και πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Οι ευρείς κώνοι είναι προφανές πως εμφανίζουν μεγαλύτερη περιοχή σε ρηχά νερά, ενώ οι κώνοι με μικρές γωνίες καλύπτουν μικρότερη περιοχή αλλά σε βαθύτερα νερά. Το σχήμα 2 δείχνει γιατί οι ευρείς κώνοι (μεγάλες γωνίες) δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για λεπτομερή απεικόνιση της δομής του πυθμένα και των ψαριών που βρίσκονται κοντά σε αυτόν. Το σχήμα 2Α απεικονίζει ένα τμήμα του θαλάσσιου πυθμένα που ανιχνεύεται από μία πλατειά δέσμη. Το σχήμα 2Β δείχνει το απεικονιζόμενο αποτέλεσμα στην οθόνη της κεντρικής μονάδας.
Χαρακτηριστικά του βυθομέτρουΠαρατηρήσαμε πως τα ηχητικά κύματα απλώνονται με τη μορφή ενός απλού κώνου συγκεκριμένης γωνίας από τον αισθητήρα. Ενώ όμως διευρύνονται, το πάχος τους δεν αλλάζει. Ένας τόνος των 100 microseconds που δημιουργείται από τον πομπό του βυθομέτρου παράγει ένα ηχητικό «πακέτο» περίπου 150 mm σε πάχος. Ενώ αυτό το κύμα ταξιδεύει, το πάχος του παραμένει αναλλοίωτο στα 150 mm (σχήμα 3). Σαν παράδειγμα σκεφτείτε μια πέτρα όταν πέφτει στο νερό.
Τα ψάρια ανακλούν ισχυρά τα ηχητικά κύματα από τον σκελετό τους, τα λέπια τους, τη σάρκα τους και ανάλογα με τον τύπο του ψαριού, από το σάκο του αέρα. Περίπου ένα τέταρτο του ανακλώμενου ηχητικού κύματος προέρχεται από το σκελετό των ψαριών, ένα τέταρτο από τα λέπια και το υπόλοιπο 50% από το σάκο αέρα. Τα ψάρια τα οποία δεν διαθέτουν σάκο εντοπίζονται από τα ηχητικά κύματα, αλλά απεικονίζονται στην οθόνη σε μισό σχεδόν μέγεθος από τους τύπους των ψαριών που διαθέτουν. Αρκετοί χρήστες βυθομέτρων είναι εξοικειωμένοι με τα τόξα ψαριών που απεικονίζονται στην οθόνη, όταν εμφανίζονται ακατέργαστες πληροφορίες του βυθομέτρου (χωρίς να έχουν επεξεργαστεί από το λογισμικό). Αυτά τα τόξα δεν απεικονίζουν τη ράχη ενός ψαριού, αλλά είναι στην πραγματικότητα το αποτέλεσμα πολλαπλών επιστροφών από τον ίδιο στόχο. Καθώς το σκάφος κινείται και ο κώνος για πρώτη φορά εντοπίζει το στόχο, η απόσταση που η κεντρική μονάδα υπολογίζει είναι η γωνιακή απόσταση (απόσταση Α, σχήμα 4).
Ο τύπος του νερού επίσης επηρεάζει τη λειτουργία του βυθομέτρου. Τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν πιο εύκολα στο γλυκό από ό,τι στο αλμυρό νερό, κυρίως επειδή τα αιωρούμενα σωματίδια στο αλμυρό νερό απορροφούν και ανακλούν τα περισσότερα από τα ηχητικά κύματα. Η δομή του πυθμένα επηρεάζει επίσης τις ανακλάσεις του βυθομέτρου. Ένας σκληρός, βραχώδης πυθμένας, για παράδειγμα, θα ανακλάσει τα ηχητικά κύματα πιο εύκολα από ό,τι ένας αμμώδης. Συχνά, εξαρτώμενο από το βάθος, υπάρχει μεγάλο περίσσευμα ενέργειας μετά την ανάκλαση σε ένα βραχώδη πυθμένα, ώστε το επιστρεφόμενο σήμα να μπορεί να ανακλαστεί από την επιφάνεια του νερού και να ταξιδέψει προς το βυθό για να ανακλαστεί για δεύτερη φορά. Αυτό είναι γνωστό σαν δευτερεύουσα επιστροφή και απεικονίζεται στην οθόνη του βυθομέτρου σαν ένα αντίγραφο του θαλάσσιου πυθμένα στο διπλάσιο βάθος. Βραχώδεις ή σκληροί πυθμένες απεικονίζονται στην οθόνη σαν λεπτές και σκούρες γραμμές, ενώ ένας αμμώδης ή μαλακός πυθμένας ο οποίος απορροφά μεγάλο ποσοστό του σήματος, θα εμφανίζεται παχύτερος και πιο ανοιχτόχρωμος.
Από τη θεωρία στην πράξηΥπάρχουν διαφορετικοί τύποι αισθητήρων. Οι πιο συνηθισμένοι είναι αυτοί που τοποθετούνται είτε στον καθρέφτη του σκάφους (transom mount) είτε αυτοί που τοποθετούνται δια μέσου της γάστρας (thru hull). Οι αισθητήρες μετατροπής που τοποθετούνται δια μέσου της γάστρας του σκάφους, είναι κατασκευασμένοι είτε από πλαστικό είτε από μπρούτζο και εγκαθίστανται μέσω μιας τρύπας που πρέπει να ανοιχθεί στη γάστρα. Τις περισσότερες φορές η χρήση κάποιου υλικού που θα μπορεί να ευθυγραμμίσει τον αισθητήρα (λόγω της όποιας κλίσης της γάστρας), είναι απαραίτητη. Οι μπρούτζινοι αισθητήρες είναι πιο ακριβείς και χρησιμοποιούνται συνήθως σε ξύλινα σκάφη, όπου η συστολή και διαστολή μπορεί να επηρεάσει τη συσκευή. Παρόλο που η τοποθέτηση ενός αισθητήρα είναι δυσκολότερη από αυτή στον καθρέπτη του σκάφους, έχει καλύτερα αποτελέσματα εφόσον δεν Παρόλα αυτά, το σήμα δεν μπορεί να περάσει μέσα από παγιδευμένες φυσαλίδες αέρα που τυχόν έχουν παραμείνει στη γάστρα κατά την ελασματοποίηση, στην κατασκευή του hull. Γι? αυτό το λόγο σε γάστρες που αποτελούνται από διπλή στρώση και σάντουιτς, ίσως αυτού του τύπου η τοποθέτηση να μην αποδίδει σωστά. Η εγκατάσταση μέσα από τη γάστρα έχει βέβαια το πλεονέκτημα πως η λειτουργία του βυθομέτρου δεν επηρεάζεται από τον κινητήρα. Από την άλλη είναι προφανές ότι υπάρχει κάποια απώλεια σήματος, που στην πράξη όμως είναι αμελητέα. Η επιλογήΟι υποψήφιοι αγοραστές κάποιας συσκευής βυθομέτρου έχουν τη δυνατότητα να επιλέξουν από μία ευρεία γκάμα μοντέλων και κατασκευαστών. Η επιλογή όμως του κατάλληλου τύπου για κάθε χρήστη πρέπει να προέλθει από την απάντηση των ακόλουθων ερωτήσεων. Τι είδους ψάρεμα κάνω;Εάν η απάντηση είναι ότι ψαρεύετε σε ρηχά νερά (μέχρι 300 μέτρα), ένα βυθόμετρο μονής δέσμης και υψηλής συχνότητας (200 – 455 kΗz), θα σας προσφέρει καλή ανάλυση με χαμηλό κόστος. Εάν η απάντηση είναι ότι ψαρεύετε σε βαθιά νερά, ένα βυθόμετρο με χαμηλή συχνότητα είναι η καλύτερη λύση, αν και θα έχει μικρότερη ανάλυση. Χρειάζομαι ένα βυθόμετρο με δυνατότητα μεγάλου βάθους αλλά και υψηλή ανάλυση; Τι τύπος εγκατάστασης ταιριάζει με το σκάφος μου;Πρέπει να το σκεφτείτε πολύ σοβαρά. Θέλετε να ανοίξετε τρύπες στο σκάφος σας; Θέλετε να τοποθετήσετε μόνοι σας το βυθόμετρο; Οι αισθητήρες που τοποθετούνται στον καθρέπτη του σκάφους είναι πιο εύκολοι στην Η οθόνη της κεντρικής μονάδας θέλετε να είναι έγχρωμη ή ασπρόμαυρη;Οι έγχρωμες μονάδες είναι πολύ ακριβές και ίσως είναι λιγότερο ευκρινείς όταν τις χτυπά το φως του ήλιου. Οι ασπρόμαυρες από την άλλη είναι φτηνότερες και πιο ευκρινείς στην ηλιοφάνεια. Τι και πώς θέλω να βλέπω;Σαν γενικό κανόνα θα πρέπει να αναζητήσετε όσο μεγαλύτερη οθόνη μπορείτε. Αυτό σημαίνει καλύτερες ενδείξεις λόγω καλύτερης ανάλυσης της οθόνης, αλλά και πιο ευκολοδιάβαστες από μακριά. Πόσο αδιάβροχη και ποιοτικά κατασκευασμένη είναι η κεντρική μονάδα;Εφόσον οι περισσότερες κεντρικές μονάδες εγκαθίστανται σε ανοιχτό χώρο θα πρέπει να είναι έτσι κατασκευασμένες, ώστε να μπορούν να αντέχουν τις όποιες συνθήκες. Είναι εύκολο στη χρήση;Αναζητήστε το βυθόμετρο με τα λιγότερα πλήκτρα και το λιγότερο περίπλοκο μενού. Κοιτάξτε επίσης πόσο εύκολη είναι η τοποθέτηση και αφαίρεση της κεντρικής μονάδας για λόγους ασφαλείας. Θα έχω τεχνική υποστήριξη;Τα περισσότερα βυθόμετρα είναι αξιόπιστα. Αναζητήστε όμως τους αντιπροσώπους των κατασκευαστών (π.χ στο σχετικό web site των κατασκευαστών). Αναρωτηθείτε για τις όποιες πολύ χαμηλές τιμές και αναζητήστε το σήμα CΕ που αποδεικνύει την απαραίτητη πιστοποίηση του προϊόντος για την ευρωπαϊκή αγορά. Τέλος, ρωτήστε για την υποστήριξη και την εγγύηση του προϊόντος.
Σχετικά θέματα: βυθόμετρα |
||