Эхолот или эхолот (Австралия) — это инструмент, используемый для обнаружения рыбы под водой путем обнаружения отраженных импульсов звуковой энергии , как в гидролокаторе . Современный эхолот отображает измерения отраженного звука на графическом дисплее, что позволяет оператору интерпретировать информацию для определения местоположения косяков рыб, подводного мусора и дна водоема. Эхолотные инструменты используются как спортивными , так и коммерческими рыбаками . Современная электроника обеспечивает высокую степень интеграции между системой эхолота, морским радаром , компасом и навигационными системами GPS .
Рыбопоисковые эхолоты были созданы на основе эхолотов — активных гидролокаторов , используемых для навигации и безопасности при определении глубины воды. [1] Сажень — единица измерения глубины воды, от которой инструмент получил свое название. Фазометр – это эхолот для измерения глубины воды. Фазомер будет отображать глубину воды и может производить автоматическую постоянную запись измерений. Поскольку и эхолоты, и эхолоты работают одинаково, используют одинаковые частоты и могут обнаруживать как дно, так и рыбу, инструменты объединились. [2]
В процессе работы электрический импульс от передатчика преобразуется в звуковую волну с помощью подводного преобразователя , называемого гидрофоном , и отправляется в воду. [3] Когда волна ударяется о что-то, например, о рыбу, она отражается обратно и отображает размер, состав и форму объекта. Точная степень того, что можно различить, зависит от частоты и мощности передаваемого импульса. Зная скорость волны в воде, можно определить расстояние до объекта, отразившего волну. Скорость звука в толще воды зависит от температуры, солености и давления (глубины). Это примерно c = 1404,85 + 4,618 T - 0,0523 T 2 + 1,25 S + 0,017 D (где c = скорость звука (м/с), T = температура (градусы Цельсия), S = соленость (промилле) и D = глубина ). [4] Типичные значения, используемые коммерческими эхолотами, составляют 4921 фут/с (1500 м/с) в морской воде и 4800 фут/с (1463 м/с) в пресной воде . [ нужна цитата ]
Этот процесс может повторяться до 40 раз в секунду и в конечном итоге приводит к отображению дна океана в зависимости от времени (функция глубиномера, которая в конечном итоге породила спортивное использование поиска рыбы).
Чувствительность эхолотов к температуре и давлению позволяет определять точное местоположение рыбы в воде с помощью датчика температуры. Многие современные эхолоты также имеют возможность отслеживания изменений в движении, чтобы менять положение и местоположение во время рыбалки.
Легко получить больше деталей на экране, когда частота эхолота высока. Глубоководные траулеры и коммерческие рыбаки обычно используют низкие частоты (50–200 кГц); современные эхолоты имеют несколько частот для просмотра результатов на разделенном экране.
На изображении выше справа хорошо видна структура дна — растения, отложения и твердое дно различимы на графиках гидролокатора достаточно высокой мощности и соответствующей частоты. На этом изображении, чуть более чем на полпути снизу слева от центра экрана и примерно на треть от левой стороны, также изображена рыба – световое пятно справа от «бликового» всплеска вспышки камеры. . Ось X изображения представляет время: самый старый (и за звуковой головкой) слева, самый последний снизу (и текущее местоположение) справа; таким образом, рыба теперь находится далеко за датчиком, а судно сейчас проходит над провалом на дне океана или только что покинуло его. Возникающее в результате искажение зависит как от скорости судна, так и от того, как часто изображение обновляется эхолотом.
Если функция «Символ рыбы» отключена, рыболов может научиться различать рыбу, растительность, косяки наживки или кормовой рыбы , мусор и т. д. Рыба обычно появляется на экране в виде арки. Это связано с тем, что расстояние между рыбой и датчиком меняется, когда лодка проходит над рыбой (или рыба проплывает под лодкой). Когда рыба попадает в передний край луча сонара, включается пиксель дисплея. По мере того, как рыба плывет к центру луча, расстояние до рыбы уменьшается, включая пиксели на меньшей глубине. Когда рыба плавает прямо под датчиком, она находится ближе к лодке, поэтому более сильный сигнал показывает более толстую линию. По мере того как рыба уплывает от датчика, расстояние увеличивается, что проявляется в виде более глубоких пикселей.
На изображении справа показан косяк белого окуня, агрессивно питающийся косяком нитевидной шад . Обратите внимание на косяк наживки у дна. При угрозе наживка образует плотно упакованную стаю, поскольку особи ищут безопасности в центре стаи. Обычно на экране эхолота это выглядит как шарик неправильной формы или отпечаток большого пальца. Когда поблизости нет хищников, косяк наживки часто появляется в виде тонкой горизонтальной линии на экране на глубине, где температура и уровень кислорода оптимальны. Почти вертикальные линии у правого края экрана показывают путь падения на дно рыболовной приманки.
Первый эхолот, то есть гидролокатор, предназначенный для поиска подводной рыбы или косяков рыб, был изобретен в Японии в 1940-х годах братьями Фуруно , радиоремонтниками. Основываясь на знаниях рыбаков, которые могли определять наличие рыбы и ее количество по пузырькам, братья Фуруно сначала планировали обнаруживать эти пузырьки с помощью гидролокатора, новой технологии того времени. Они изобрели первый датчик, проходящий через корпус, и обнаружили, что могут самостоятельно обнаруживать рыбу. В 1948 году они представили свой эхолот для использования на коммерческих рыболовных судах; Fishfinder Furuno — первый в мире практичный эхолот. [5] [6]
Первым эхолотом, проданным потребителям в Америке для любительской рыбалки, был Lowrance Fish Lo-K-Tor (также называемый «Маленькая зеленая коробочка»), который был изобретен в 1957 году и поступил на рынок в 1959 году. В то время его розничная цена составляла 150 долларов. , что эквивалентно 1610 долларам США в 2024 году. Первоначально он был предметом споров из-за его предполагаемого несправедливого преимущества, но в некоторых штатах он мог быть запрещен, но в конечном итоге его использование было принято. [7] [8]
К началу 1970-х годов в обычных эхолотах использовался ультразвуковой преобразователь, погруженный в воду, и электромеханическое считывающее устройство. Неоновая лампа , установленная на конце рычага, вращалась по круговой шкале с фиксированной скоростью с помощью небольшого электродвигателя. Круглая шкала была откалибрована по глубине воды. Прибор был устроен так, чтобы посылать импульс ультразвуковых волн, когда лампа проходила нулевую точку шкалы. Затем датчик был настроен на обнаружение любых отраженных ультразвуковых импульсов; лампа мигала, когда эхо возвращалось к датчику, и по ее положению на шкале указывала прошедшее время и, следовательно, глубину воды. [9] Они также давали небольшую мерцающую вспышку, отражающую эхо от рыбы. Как и современные недорогие цифровые саженемеры, они не вели записи глубины с течением времени и не давали никакой информации о структуре дна. Они имели низкую точность, особенно в бурной воде, и их было трудно читать при ярком свете. Несмотря на ограничения, их по-прежнему можно было использовать для приблизительной оценки глубины, например, для проверки того, что лодка не занеслась в небезопасную зону.
В конце концов, ЭЛТ соединились с эхолотом для коммерческого рыболовства, и на свет появился эхолот. С появлением больших ЖК- матриц требования к высокой мощности ЭЛТ уступили место ЖК-дисплеям в начале 1990-х годов, и рыбопоисковые саженцы достигли спортивных рынков. В настоящее время многие эхолоты, доступные для рыбаков-любителей, имеют цветные ЖК-экраны, встроенный GPS, возможности построения карт и поставляются в комплекте с датчиками. Сегодня спортивным эхолотам не хватает только постоянной записи навигационного эхолота большого корабля, и она доступна в высококлассных устройствах, которые также могут использовать вездесущий компьютер для хранения этой записи.
Рыболокаторы могут использовать более высокие частоты для улучшения изображения подводных объектов. [10] Датчики бокового обзора обеспечивают дополнительную видимость подводных объектов по обе стороны от пути лодки. [11]
Коммерческие и военно-морские саженцы прошлых лет использовали ленточные самописцы , в которых продвигающийся рулон бумаги отмечался стилусом, чтобы сделать постоянную копию глубины, обычно с некоторыми средствами записи времени (каждая отметка или временной «тик» пропорционален пройденное расстояние), чтобы ленточные карты можно было легко сравнить с навигационными картами и журналами маневрирования (изменения скорости). Большая часть глубин мирового океана была нанесена на карту с помощью таких записывающих полос. Фатомеры этого типа обычно предлагали несколько настроек скорости (продвижение карты), а иногда и несколько частот. В глубоком океане низкая частота передается лучше, а на мелководье высокая частота показывает более мелкие структуры, такие как рыба, затопленные рифы , затонувшие корабли или другие интересные особенности состава дна. При высоких настройках частоты и высокой скорости карты такие саженемеры дают изображение дна и любой проходящей мимо крупной или стайной рыбы, которая может быть связана с положением. Фатомеры постоянного регистрирующего типа по-прежнему обязательны для всех крупных судов (водоизмещением более 100 тонн) в ограниченных водах (т.е. обычно в пределах 15 миль (24 км) от суши). [ нужна цитата ]