声呐侧扫应用在哪些领域?

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本文是结合自己道听途说和参考各设备厂商的网站写出来,因为这些设备,博主都没有用过,有不正确的地方,请多多谅解。

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据说,目前国内的侧扫声纳设备,获取市场较为认可是:蓝创海洋的侧扫声纳,设备代理商也是主推他们家的侧扫声纳。在蓝创海洋的网站上,侧扫声纳的产品非常多,按频率数量分:单频、双频和三频;按照频率分:150KHz,300KHz,450KHz和900KHz。‘

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为了便于比较,选用他们的双频设备:Shark-S150D超高清双频侧扫声呐,它的实物图片和技术参数如下:

7 J0 {# h8 T- K$ r% ~
. W+ t9 O1 L8 B( s, j% n

6 K# _) p# c( r8 P) [
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与之相比较的设备是主流的侧扫声纳Klein3000/4000,它的拖鱼与上面的图片基本一样,技术参数见下表

% \ y7 ^% F' u% l7 w: H$ d2 u
0 r+ i h8 g7 @5 y* ~

从2个技术参数来看:

% G F- L; h) V# V. j( d b1 o( ]

(1)拖鱼重量,拖鱼重量都是29Kg,一个人提有点费劲,如果太轻了,拖鱼不易下沉,有时还要加铅块。

5 B3 H; z B! t8 F7 W9 {

(2)工作频率,高频为400-500KHz,低频为100-150KHz,差别不大。

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(3)波束开角,此参数反映了声纳图像的分辨率,

# M* L. u" ^; O; m! z

Shark-S150D:波束水平开角为0.6° @150kHz,0.2° @450kHz,垂直开角:50°

6 y( ~ v. @' Y' J: @3 U' V

Klein3000:波束水平开角为0.7° @100kHz,0.21° @500kHz,垂直开角:40°

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水平和垂直开角也差不多,这里有必要简单说说侧扫声纳的原理。侧扫声纳发射水平小开角,垂直大开角的扇形波,碰到海底或水中物体会产生散射,其中反向散射波(回波)会按原传播路线返回被换能器接收。一般情况下,硬的、粗糙的、凸起的海底,回波强;软的、平滑的、凹陷的海底回波弱,被遮挡的海底不产生回波,距离越远回波越弱。下面是一些示意图片:

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9 q" Y5 j" P' w, |9 c
" [6 I2 c8 G% I

(4)距离范围,与工作效率有关

8 M U4 Z* e/ C6 R

Shark-S150D:最大量程450m @150kHz,150m @450kHz

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Klein3000:25m至1000m有15档可调

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单侧量程是这2个设备最大的差别,据了解,Shark-S150D想要到达450m量程,需要水深50m,也就是Shark有效扫宽大约为水深的10倍;而 Klein3000的量程为水深的10-20倍。据行业的资深人士说区别主要是算法,因为我国掌握了声学端子小型化的技术以后,国外声学设备为了降低成本,也是采购我们的声学端子。

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如果你采购的侧扫声纳用作工程勘察项目,一般单侧扫宽都不会超过150m,两者都可以用,效率和质量基本一样;如果你采购的侧扫声纳用作普调,扫宽需要尽量宽一些,Klein3000就更合适;如果在海底丢失了一个东西,需要在小范围内寻找,可以选用Shark更高频率的产品。

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现在看看Shark侧扫声纳的图谱,来自于蓝创海洋的官网:

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线缆:

* v f( f2 v* G* u
5 Z3 v& s2 |1 N; t( Q: v. Q& M( f

沙波纹:

/ o3 k2 P) r6 `! Y
2 L. z9 x" t. \& _- e' i

沙波纹:

$ u; `3 s. _9 n9 S" @ X% x# P
8 i: I [: a8 Y9 {0 M, y

沉船:

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5 l5 M' Q- A3 ?' z6 M: J8 p, q! c$ k6 o) e

沉船:

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; I) e' x+ |+ G/ `

沉船:

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! J, P# Y! |; o$ d* a

砖结构:

3 Y* a: l3 g) T/ \$ g
8 q" o, B& x5 H

水下古城的小桥和河道:

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沟道:

9 Z- u. X6 t8 j$ U
: d3 K. D9 O7 t" `' Q& e

以下Klein3000的声纳图谱,可以比较一下两者的效果:

- s( S, c4 x9 y$ J5 ~2 N, |

从我们单位的勘测报告里摘出来的,可能有点模糊,图谱都是单侧扫宽100m/150m。

6 [4 P D0 `' d$ |9 h" c* [0 m

防波堤抛石和线状物:

" S: J0 J6 y" S1 U1 X
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油田施工拖痕:

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' m7 X3 `" K& r9 ~4 d

出露的管线及疏浚的航道:

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! n5 ^ d& G. E2 O5 ^# y7 z6 V# q

沙波纹:

& ^& S: i) g$ ~; Y7 }% C
6 l. Z k" `/ K

管道沟

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* C+ j& `3 _9 V$ E2 q7 Q% T

掉落的集装箱,第二张为多波束的点云图:

* R' x* m$ N( b# N
* K/ ^/ H- O, t
0 F% O6 U4 g& `/ |

石油平台附近的管缆(被水泥压块压着)

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& N0 v9 v" b, r/ L

从Shark-S150D和Klein3000的图谱对比,两者图谱差别不大,说明Shark-S150D应该是可勘用的。从价格上看,国产侧扫声纳的价格大约相当于klein3000不含税的价格的一半左右。

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活跃在2025-1-27
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