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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。

) @" F6 {. B4 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。‘

; k. w, R6 q3 z1 O( o$ ]

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:

3 A3 I! M& n: H6 i- j
% X4 b7 `) E8 s4 z

- n, g* w$ N ?6 N$ a0 {( X! \
+ |$ a2 K9 y3 c( _: ~. _

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

/ a2 k0 `9 M" V# X
: b2 f# Y4 W8 d8 W5 l

从2个技术参数来看:

2 u& M+ V' r- }/ Q* n* ~/ X' i

(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。

; O% _& ?+ T# \. p, x

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

% {( g7 G# ^6 u' `: O9 `2 l' q

(3)波束开角,此参数反映了声纳图像的分辨率,

" U) x9 s: P" p+ R

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

$ N& t2 `& V" D+ o t0 N

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

6 l, |7 G7 x5 x* y

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:

3 ~( x, N' C: P7 L; i
- P0 N! B- x- F, k4 p1 j
; U. t: n! x( W$ k* {! Z' o
6 E f% R; v+ L- @8 g% Z
) Q8 s4 g1 j9 n; e. t+ G

(4)距离范围,与工作效率有关

4 H/ y) U# s' A1 W+ c

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

; D! ] \9 j2 ]. x! j3 V$ N9 X

Klein3000:25m至1000m有15档可调

' U# k1 i& w1 k# |5 L7 u+ R/ P5 U

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。

% f6 y1 D: u! q1 h% k. ^* U. b

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。

+ Y. F$ }' L# J

现在看看Shark侧扫声纳的图谱,来自于蓝创海洋的官网:

: k8 a) W8 R7 p+ E* s

线缆:

/ u4 g3 [, z! ]) l
9 e7 Y8 {% b9 K

沙波纹:

. \( ] s4 L" h" o, ?. p
+ c& V- l4 A. F! e. U6 t

沙波纹:

G4 O$ q1 b4 j% G. x
- ^ Z8 y) N" o- i% c# a

沉船:

) ^) k) `& ]9 E) O
: g8 `% W9 n- D% T

沉船:

3 y" B- o! `2 Q- F% }* m6 }8 V
9 O5 ~" G7 I: L/ w

沉船:

- p: Z1 Q4 [! \5 f; f
/ \6 n; D) L3 a( W0 _5 r

砖结构:

" x3 e# B' {: }
* z+ L1 g4 Z$ o$ l0 `

水下古城的小桥和河道:

- A A! ]' f- J5 p( ~0 S
2 J. M* @) d: I$ k6 V9 m8 B

沟道:

. X8 e% s# E' k. h* S! E
8 E" @8 b" [* a3 L/ \( Q+ ?) E

以下Klein3000的声纳图谱,可以比较一下两者的效果:

; ?, ~6 f: D" H" `6 V, V

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。

. _1 H; ~; f& B2 s1 H

防波堤抛石和线状物:

: m4 Q& D F& J j) I
|) t2 c$ E3 e+ F4 B5 a0 t4 o! S9 W

油田施工拖痕:

' a* S& M" @2 j& z, R$ a & J4 g$ ^5 }4 U( i

出露的管线及疏浚的航道:

9 ~, j4 `. S: j7 v- c. o 4 _# u f7 j O( E+ H

沙波纹:

, t" G- U$ e1 [. l" y* J" Z8 H 7 s* C. S. l. t

管道沟:

- G+ y F( d8 v8 o( k, w 8 N& \- E, K' q' r9 S

掉落的集装箱,第二张为多波束的点云图:

4 y4 M+ p1 p" Z( b 1 e! z. A8 p! E ( P5 U+ g# [6 ?7 {# }

石油平台附近的管缆(被水泥压块压着)

- w7 P/ E9 U8 a8 t9 r & c3 {3 P# h' Z/ [; R. |( m6 Z

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5 天前
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