测深设备

测量水深的航海仪器

测深设备是测量水深的航海仪器，也是进行水道测量所必备的工具。

简介

测深锤源于原始的水深测量工具测深杆（俗称花杆）。把测深杆垂直插入水中触及水底，观测杆上的深度标记即可得知测点的水深。测深杆仅适用于浅水水域。用系铅锤的绳索代替竹竿，绳索上以不同颜色的标记表示深度，称为测深锤，又称水砣，沿用至今已有2000年的历史。在船舶上，测深锤一般适用于测量30米内的水深，当船舶静止时，可达60米。

原理

机械测深机1878年，W.汤姆森根据水深与压力成正比的原理，制成机械测深机。它在接近铅锤处的钢索上系上测深玻璃管，内涂遇海水变色的化学品，开口端向下，当铅锤触及海底时，在水压作用下，海水进入管内，根据玻璃管变色的长度，可知水深。它的测量深度可达180米左右，但误差较大,且受航速和气象条件的影响。

特性

回声测深仪1918年，法国物理学家P.郎之万利用声波在水中传播的速度基本恒定的特性，发明了回声测深仪。这种仪器测量速度快，准确度高，可在极短的时间内，连续得到多测点的深度，基本上达到联点成线的要求，可进行线测深。

设备

回声测深仪是目前测量水深使用最广的一种设备，由发射器、发射换能器、接收换能器、接收器、显示器和电源装置组成。显示器按显示水深的方式，分为指针式、闪光式、记录式、数字式和图象式等。一部回声测深仪可具有一种或数种显示方式。为确保船舶安全航行和便于读取水深，显示器部分可增设浅水警报装置和换能器深度修正装置。声波在水中传播是有损耗的。因此船用回声测深仪的工作频率、最小作用深度和最大作用深度等技术指标，应视测深仪的测量使用范围而异。通常，工作频率选取在14～200kHz左右（深水用低档，浅水用高档）。高频最小作用深度可达0.1～0.3米；低频最大作用深度可达万米。

公式

t是惟一变量，测得声波往返时间t便可求得水深。用回声测深仪测量水深，常因测区的实际声速与设计声速的差异，显示器内时间电机的转速不稳，零点信号标志的偏移，换能器安装位置不佳以及环境条件的影响而产生误差。使用时应加以检查、调整和修正。深度测量误差容许值一般是:测量水深范围在10米以内为0.01～0.1米；10～100米为0.1～1米;1000米以上为1～5米。国际海事组织规定深度测量误差容许值为±5%。此外,水底为斜坡时，发射声波将随坡度的不同而分先后反射回来，在指示器上将出现一个相当宽的回波信号带，也会产生误差。

测试

1963年，S.F.A.弗伦特霍尔兹利用从船舷伸出的托架，安装了25个换能器，对海底进行成片测深，这是面测深技术的开端。70年代，法国研制成多波束回声测深仪,可以同时测量十几条线的水深数据,使面测深技术有了发展。1973年芬兰建造的“艾里斯托”号测量船，安装有回声扫描系统，声扫描的宽度为40米，通过测量信息处理机和计算中心，可迅速测量出海底深度和绘制出海图，使测深技术达到新的高度。

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