国产海洋地球物理设备简述----侧扫声纳

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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。

0 R$ h. \3 T4 y6 L. h3 {0 n

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。‘

6 @8 l( H( k# r- G1 c0 ?4 @ `

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:

4 ~; R. I: a: F. `$ P4 ~% }, I# B r
- X7 M- r2 P8 p- N \( ^

5 m0 k- f* p% P: j& A
/ m+ l; E; Z/ p& ]: |+ m$ e9 C+ D

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

( c4 O! L% Z( Z1 V- v1 ^
8 o @( U) T8 W/ b# j0 \9 V

从2个技术参数来看:

9 _6 b& r# D% Q/ o. P- ~& E1 a

(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。

6 C+ z0 t. q& {

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

/ k8 C9 o4 A& L( M

(3)波束开角,此参数反映了声纳图像的分辨率,

- u8 Y) m. k# {) A E* h

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

- F* H; B- [+ m$ Q" W) m( V

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

- H9 U" ]; ^4 ]9 [4 p, U; Y: R

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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+ l6 h/ Z" L2 ]& `4 z( ^+ o0 f1 |
6 Z- w* M W6 m' Y
& ^% p7 y' l# t& `+ p* B4 l
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(4)距离范围,与工作效率有关

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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。

# }9 `* I# U$ S2 w0 O A$ C

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:

$ O# F) I/ V3 o! v% Y

线缆:

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! L. ~' a2 m3 f$ O0 i# q: g g

沙波纹:

[. x" g" R7 }! R/ ?" u# ] n
" S0 l$ b. z0 V

沙波纹:

- l3 u4 ]5 |) T. D/ A% m, Z
- ]) R$ F7 x7 K

沉船:

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! P2 L- I+ n, a8 S5 z. I

沉船:

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/ I1 G7 ~/ e0 G' K# a7 o

沉船:

5 Y6 P6 R/ J/ i' i# e
, U: Q. F* w1 C& _3 B

砖结构:

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: T+ t. L$ u6 v) C. W

水下古城的小桥和河道:

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4 g( q) x% D% H& G! {

沟道:

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以下Klein3000的声纳图谱,可以比较一下两者的效果:

) f+ U8 Y j* k& C' S$ n8 D

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。

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防波堤抛石和线状物:

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1 j8 o: g* N# `9 A, m7 b8 L$ N

油田施工拖痕:

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出露的管线及疏浚的航道:

- R, A3 c& g) t; d) Y 4 b4 }# r7 ~* ^

沙波纹:

0 O6 x" y, P6 R1 Q9 G4 x ! f' _7 D. Z0 ]0 Y

管道沟:

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掉落的集装箱,第二张为多波束的点云图:

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石油平台附近的管缆(被水泥压块压着)

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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。

, z) W5 c8 X! _+ T

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- ^: p( h3 `6 l5 [3 Y# f0 ?3 N: e) C

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4 I/ y" \! c8 j# ~" G

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3 H1 u( a" J: C0 E$ n8 P

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凌平
活跃在4 天前
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