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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。

8 q, N! T# w9 j

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。‘

/ |, I& C8 T; H# `9 I2 A3 c. e

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:

% l7 X2 }! S: i8 A) H( @
% c4 }; `: V: I+ n: K& J

2 ]/ O, a2 G, f) X9 Z
2 i. v! l, ~+ l. b* W8 q; u

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

: ?3 i$ ?/ c7 b; O2 b' E* N: d0 j7 k$ W
( N. I' N9 F% n# N% d; J% r2 L

从2个技术参数来看:

- `* V2 Z! U' h( B& O8 c

(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。

|. y& m1 r; J2 l' \

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

. w& [( j8 S' W

(3)波束开角,此参数反映了声纳图像的分辨率,

' i7 K B( G) r6 o% {& F

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

. W1 W+ z, D7 T

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

4 u0 J' F+ p n

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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) \" C, E3 \( D. v* }. f9 @
0 p+ L( P- o0 b
5 t. T$ a; w3 r+ \0 s6 f$ ~0 y
0 o! @1 m; g5 ?# X3 c6 c1 f& s

(4)距离范围,与工作效率有关

/ s& Z+ G9 y) B, F, m3 I8 s- h

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

. n! ]& D: U* r0 c7 G. z

Klein3000:25m至1000m有15档可调

) b- V$ Z6 F+ s+ N. t

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。

1 ?8 i' u% n! b1 _. M! I

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。

9 }) J& B. W0 Y5 e* G

现在看看Shark侧扫声纳的图谱,来自于蓝创海洋的官网:

& ^* w Y; L3 ~' o4 d. I3 x

线缆:

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+ f( O" ^/ N' M) f" K

沙波纹:

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8 X; `% X, I; L- q. p3 p

沙波纹:

. |! Z3 C" b% _3 i! j3 {
7 t2 V2 M+ s; s) Z5 ^+ N2 E' ]- A

沉船:

# O9 w- G/ k& f7 S. F
& J0 i1 {; |5 N

沉船:

5 R X6 U( O( q6 v. |+ n
) M u& A, r8 P1 f, K3 T

沉船:

6 Z* \& P/ l& ^( ]3 Q
+ t+ x& ^+ y% ?

砖结构:

( B- b, n4 x8 B' ^; @
: h: W+ T# T. a# k6 T0 V. _7 {

水下古城的小桥和河道:

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0 A. {6 j4 P p) D

沟道:

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0 n% g' M" e _, K; p( J% U" r

以下Klein3000的声纳图谱,可以比较一下两者的效果:

9 J* W6 N+ Y8 p" f

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:

- {+ I$ z: m/ z. ^8 b( \
: E( ?6 p1 M7 N9 v

油田施工拖痕:

6 B8 D, P- H6 P" N. B 1 _( [3 h% a8 O" i' F2 Y1 T

出露的管线及疏浚的航道:

; x; A; K7 \5 b K 3 W$ d& ]9 P4 \3 N, s

沙波纹:

$ F$ t7 N6 K, S; V1 t& E& B ) v8 T) H6 W2 ?( o

管道沟:

* a3 y+ S4 P/ \/ X e* {6 [ 3 Y- f+ R/ O, |: g

掉落的集装箱,第二张为多波束的点云图:

6 q: ~8 G! Y6 T: m L 5 @, Z# w9 w- i5 F. I) K- Q5 U- H - ~5 k& `/ T# _: R2 Z; Z8 C! d

石油平台附近的管缆(被水泥压块压着)

- y1 v" X% S7 u + a: ?1 K$ i; a, q8 d! k

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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凌平
活跃在2026-3-29
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