Tìm hiểu, nghiên cứu để khai thác có hiệu quả máy đo sâu FURUNO FE 700

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (611.06 KB, 52 trang )

LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan rằng đề tài này là do chính tôi thực hiện, các số liệu thu thập và
kết quả phân tích trong đề tài là trung thực, đề tài không trùng với bất kỳ đề tài
đồ án tốt nghiệp nào.
Hải phòng, ngày 20 tháng 11 năm 2015
Sinh viên thực hiện
( ký và ghi rõ họ tên)

1

LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế, không có sự thành công nào ngoài sự cố gắng, nỗ lực của bản
thân mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực
tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập ở
giảng đường đại học đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ
của quý thầy cô, gia đình và bạn bè. Đây không phải là một quãng thời gian dài
để làm nên một kỳ tích to lớn, nhưng cũng không quá ngắn để một sinh viên như
em không tìm được những thành công nhất định cho riêng mình.
Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến Ban Giám
Hiệu trường Đại học hàng hải Việt Nam, Ban Chủ nhiệm khoa Hàng hải, các
thầy cô giáo trong trường và đặc biệt là các thầy cô giáo trong khoa Hàng hải,
với tri thức và tâm huyết của mình đã truyền đạt vốn kiến thức và kinh nghiệm
quý báu cho em để làm nền tảng cho em tiến bước vào cuộc sống và công việc
tương lai sau này.
Đặc biệt, em muốn bày tỏ lòng biết ơn đến thầy giáo Ths. Hoàng Xuân BằngBộ môn MĐ-VTĐ đã quan tâm, giúp đỡ, tận tình hướng dẫn và tạo cho em một
động lực to lớn trong suốt thời gian em làm luận văn tốt nghiệp với đề tài: “ Tìm
hiểu, nghiên cứu để khai thác có hiệu quả máy đo sâu FURUNO FE 700”.
Dù đã có nhiều cố gắng, nhưng do kiến thức chuyên môn và thực tế còn hạn
chế nên trong bài luận văn của em không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong
được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô giáo để em có thể hoàn thiện tốt hơn

đề tài đồ án tốt nghiệp của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hải phòng, ngày 20 tháng 11 năm 2015
Sinh viên thực hiện
(ký và ghi rõ họ tên)

2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI
KHOA HÀNG HẢI

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Hải phòng, ngày.......tháng......năm......

BẢN NHẬN XÉT ĐỀ TÀI CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên:......................................................Mã SV:.......................
Lớp: ....................Chuyên ngành: Hàng hải, Khóa học:....................................
Họ, tên người hướng dẫn đề tài:..............................................................................
Đơn vị công tác:......................................................................................................
NỘI DUNG NHẬN XÉT
1. Chất lượng của đề tài
1.1. Sự phù hợp giữa nội dung của đề tài với tên đề tài
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
1.2. Những kết quả nghiên cứu cơ bản của đề tài
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Hải phòng, ngày........tháng........năm.......

BẢN NHẬN XÉT ĐỀ TÀI CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN
Họ và tên sinh viên:...............................................................Mã SV:.....................
Lớp:.................................... Chuyên ngành: Hàng hải, khóa học:.........................
Tên đề tài:
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Họ, tên người phản biện:.........................................................................................
Đơn vị công tác:......................................................................................................
NỘI DUNG NHẬN XÉT
1. Tính cần thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
2. Các thông tin về đề tài
2.1. Bố cục đề tài (số chương, trang, bảng biểu, hình vẽ, phụ lục, tài liệu tham
khảo....)
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
2.2. Tính trung thực trong trích dẫn tài liệu tham khảo
5

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
3. Sự phù hợp giữa nội dung của đề tài với tên đề tài và chuyên ngành
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
4. Phương pháp đã sử dụng để nghiên cứu về kết quả cơ bản của đề tài
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
................................................................................................................................
5. Ưu điểm, nhược điểm về nội dung và hình thức của đề tài
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
6. Kết luận chung
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Điểm đánh giá:............/10 (bằng chữ:................/mười)
Họ, tên và chữ ký của người phản biện

6

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU...............................................................................................................1
CHƯƠNG 1...........................................................................................................3
TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐO SÂU TRÊN TÀU BIỂN........................................3
1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MÁY ĐO SÂU..................................................3
1.1.1. Khái niệm....................................................................................................3
1.1.2. Tầm quan trọng của máy đo sâu trong công tác hành hải dẫn tàu...............3
1.1.3. Cơ sở lí thuyết của máy đo sâu....................................................................3
1.2. NGUYÊN LÝ CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ĐO SÂU............8
1.2.1. Cấu tạo và vị trí lắp đặt máy đo sâu trên tàu...............................................8
1.2.2. Nguyên lý hoạt động của máy đo sâu........................................................10
1.3. TIÊU CHUẨN CỦA MÁY ĐO SÂU LẮP ĐẶT TRÊN TÀU BIỂN..........12
1.3.1. Tiêu chuẩn lắp đặt......................................................................................12
1.3.2. Tiêu chuẩn kỹ thuật...................................................................................12
CHƯƠNG 2.........................................................................................................15
TỔNG QUAN VỀ KHAI THÁC SỬ DỤNG MÁY ĐO SÂU FURUNO FE 700
.............................................................................................................................15
2.1. GIỚI THIỆU VỀ MÁY ĐO SÂU FURUNO FE 700..................................15
2.2. KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG MÁY ĐO SÂU FURUNO FE 700...............17
2.2.1. Giới thiệu chức năng các núm nút của máy đo sâu Furuno FE 700..........17
2.2.2. Các thông số hiển thị trên màn hình máy đo sâu Furuno FE 700.............18
2.2.3. Các chế độ hiển thị....................................................................................19
2.2.4. Cài đặt menu và chế độ help.....................................................................22
2.2.5. Khai thác sử dụng máy..............................................................................25
2.2.6. Cài đặt chất lượng đo sâu..........................................................................29
2.3. QUÁ TRÌNH BẢO DƯỠNG MÁY ĐO SÂU FURUNO FE 700...............32
CHƯƠNG 3.........................................................................................................33
SỰ ƯU VIỆT CỦA MÁY ĐO SÂU FURUNO FE 700 SO VỚI CÁC LOẠI
MÁY ĐO SÂU KHÁC TRÊN TÀU BIỂN.........................................................33
3.1. NHỮNG SAI SỐ CỦA MÁY ĐO SÂU FURUNO FE 700........................33
7

3.1.1. Phản xạ nhiều lần của sóng âm.................................................................33
3.1.2. Khi tàu chạy không tải...............................................................................33
3.1.3. Khi tàu nghiêng.........................................................................................33
3.1.4. Lúc sóng to gió lớn....................................................................................34
3.1.5. Khi tàu chạy lùi.........................................................................................34
3.1.6. Khi tàu lắc ngang.......................................................................................34
3.1.7. Nhiễu do đàn cá hoặc vật trôi nổi dưới mặt nước.....................................34
3.1.8. Nhiễu loạn số không..................................................................................34
3.2. ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA MÁY ĐO SÂU FURUNO FE 700 SO VỚI CÁC
LOẠI MÁY ĐO SÂU KHÁC.............................................................................35
3.2.1 Ưu điểm của máy đo sâu FURUNO FE 700..............................................35
3.2.2. Nhược điểm của máy đo sâu FURUNO FE 700.......................................35
3.3. NHỮNG LƯU Ý TRONG QUÁ TRÌNH SỬ DỤNG MÁY ĐO SÂU
FURUNO FE 700................................................................................................36
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................40

8

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ST
T

CHỮ
VIẾT

TÊN TIẾNG ANH

TÊN TIẾNG VIỆT

TẮT

1

ECDIS

2

GT

3
4

Electronic Chart Display and
Information System

Hải đồ điện tử

Gross Tonage

Dung tích toàn phần

IMO

International Maritime Organization

Tổ chức Hàng hải quốc tế

VDR

Voyage Data Recorder

Hộp đen tàu biển
Thiết bị trên tàu biển sử dụng

5

6

RADAR Radio Detection And Ranging

SOLAS

The International Convention For
The Safety Of Life At Sea

sóng vô tuyến để thám sát xác
định khoảng cách đến mục
tiêu
Công ước quốc tế về an toàn
sinh mạng con người trên
biển

7

MSC

Maritime Safety Committee

Ủy ban an toàn Hàng hải

8

LCD

Liquid Crystal Display

Loại màn hình

9

AIS

Automatic Identification System

10

ARPA

11

GPS

Automatic Radar Plotting Aids
Global Position Satellite System

9

Hệ thống tự động nhận dạng
tàu thuyền
Hệ thống đồ giải radar tự
động
Hệ thống định vị toàn cầu

DANH MỤC CÁC BẢNG
ST
T

SỐ BẢNG

TÊN BẢNG

TRANG

1

1.1

Tốc độ truyền lan sóng âm cho một số vùng biển

8

2

2.1

Thời gian hiển thị hình ảnh

15

3

2.2

4

2.3

Các thang đo sâu của máy đo sâu FURUNO FE 700

26

5

2.4

Tốc độ chạy của màn hình

28

6

3.1

Kiểm tra và xử lí các sự cố

36

Chu kỳ lặp xung và tần số lặp xung của máy đo sâu
FURUNO FE 700

10

16

DANH MỤC CÁC HÌNH

STT

SỐ HÌNH

TÊN HÌNH

1

1.1

2

1.2

3

1.3

Nguyên lý hoạt động của máy đo sâu

10

4

1.4

Sơ đồ khối hoạt động của máy đo sâu

11

5

2.1

Máy đo sâu FURUNO FE 700

16

6

2.2

7

2.3

Các thông số hiển thị trên màn hình

18

8

2.4

Chế độ NAV

19

9

2.5

Chế độ DBS

10

10

2.6

Chế độ HISTORY

10

11

2.7

Chế độ LOGBOOK

21

12

2.8

Chế độ OS DATA

21

13

2.9

Màn hình MENU

22

14

2.10

Màn hình lựa chọn

23

15

2.11

Màn hình MENU 1

23

16

2.12

Màn hình MENU 2

24

17

2.13

Màn hình MENU 3

24

18

2.14

Báo động độ sâu ở chế độ HELP

25

Khúc xạ và phản xạ sóng âm
Sơ đồ lắp đặt hệ thống máy đo sâu trên tàu
biển

Sơ đồ núm nút trên máy đo sâu FURUNO
FE 700

11

TRANG
5
8

17

19

2.15

Màn hình khởi động

26

20

2.16

Đặt báo động độ sâu

26

21

2.17

Điều chỉnh âm lượng và độ tương phản

27

22

2.18

Điều chỉnh độ sáng màn hình

27

23

2.19

Màn hình MENU

28

24

2.20

Chế độ song tần

29

25

2.21

Màn hình mở rộng

29

26

2.22

Màn hình giải thích

30

27

2.23

Màn hình cài đặt búp phát

30

28

2.24

Màn hình cài đặt đường viền đáy biển

31

29

2.25

Màn hình điều chỉnh khuếch đại theo thời
gian

12

32

LỜI MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài.
Hiện nay, khoa học kỹ thuật có sự tiến bộ và phát triển mạnh mẽ từng ngày,
được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Đặc biệt lĩnh vực công
nghiệp hàng hải đã và đang được trang bị những thiết bị, hệ thống tiên tiến nhất
nhằm đảm bảo an toàn cho con tàu, giảm sức lao động cho con người cũng như
bảo vệ môi trường biển.
Hàng hải an toàn được đánh giá dựa trên nhiều yếu tố cả về con người và
thiết bị hỗ trợ nó. Trong điều kiện kinh tế phát triển, nhu cầu về giao thương
hàng hóa ngày càng lớn, con người dễ bị mệt mỏi do điều kiện làm việc khắc
nghiệt, thời gian nghỉ ngơi ít, sự tác động của các yếu tố ngoại cảnh ngày càng

gia tăng. Vì vậy việc lắp đặt và trang bị các hệ thống, thiết bị hỗ trợ nhằm giảm
thiểu sức lao động của con người, đảm bảo được độ chính xác cao và phù hợp
hàng hải đăc biệt quan tâm.
Do đó công tác dẫn tàu ngày càng được hỗ trợ bởi các hệ thống trang thiết bị
điện tử hàng hải hiện đại như Radar/ ARPA, GPS, AIS...trong đó không thể
không kể đến một thiết bị rất quan trọng đó chính là máy đo sâu. Kể từ khi ra
đời đến nay, thiết bị máy đo sâu đã cho thấy tầm quan trọng to lớn trong công
tác hàng hải dẫn tàu của người đi biển bởi vấn đề an toàn đã được nâng cao rõ
rệt. Với nhiều chủng loại khác nhau như KODEN, FURUNO, SAMYUNG...mỗi
loại đều có những ưu điểm và nhược điểm khác nhau. Để có thể nhìn nhận chân
thực và sâu sắc hơn về máy đo sâu trên tàu biển, em đã lựa chọn làm luận văn
tốt nghiệp với đề tài: “Tìm hiểu, nghiên cứu để khai thác có hiệu quả máy đo
sâu FURUNO FE 700”.
2. Mục đích của đề tài.
Để khai thác và vận hành các trang thiết bị máy đo sâu một cách hiệu quả và
chính xác đòi hỏi người vận hành nó phải nắm được cơ sở lý thuyết, nguyên lý
cấu tạo và hoạt động cũng như lý thuyết thực hành chung của các trang thiết bị
trên. Do đó, đề tài được xây dựng với mục đích trang bị thêm cho những người
học, khai thác và sử dụng máy đo sâu trên tàu biển những yêu cầu tổi thiểu về
1

tiêu chuẩn lắp đặt trang thiết bị để từ đó khai thác và sử dụng được chính xác và
hiệu quả nhất.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài.
Đối tượng của đề tài là những sinh viên chuyên ngành Hàng hải, sĩ quan và
các thuyền viên làm việc trên tàu biển.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là các loại máy đo sâu thường sử dụng trên tàu
biển. Đặc biệt là các máy đo sâu FURUNO FE.
4. Phương pháp nghiên cứu của đề tài.

Tìm hiểu và thu thập các tài liệu, tiêu chuẩn về các trang thiết bị được lắp đặt
trên tàu nói chung và máy đo sâu nói riêng. Từ đó sử dụng các phương pháp
nghiên cứu, phân tích và tổng hợp.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
Ý nghĩa khoa học: Nắm được cơ sở lý thuyết, nguyên lý cấu tạo và hoạt
động, lý thuyết thực hành chung của các máy đo sâu để đưa ra được quy trình
khai thác sử dụng, bảo dưỡng và khắc phục được các sự cố trong quá trình khai
thác.
Ý nghĩa thực tiễn: Bồi dưỡng cho những người sử dụng kiến thức về khai
thác sử dụng máy đo sâu để có thể khai thác một cách hiệu quả và chính xác,
giảm thiểu được các sai số, sự cố. Từ đó sẽ giảm thiểu được các tai nạn, tổn thất
xảy ra để nâng cao chất lượng cho ngành hàng hải.

2

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐO SÂU TRÊN TÀU BIỂN
1.1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ MÁY ĐO SÂU
1.1.1. Khái niệm
Máy đo sâu là một thiết bị điện dùng để xác định độ sâu của lớp nước dưới
đáy tàu. Để làm được điều này người ta ứng dụng tính chất phản xạ của sóng âm
và thông qua thời gian lan truyền của sóng âm từ khi phát tới khi thu được để
tính ra độ sâu của đáy biển dưới ki tàu.
1.1.2. Tầm quan trọng của máy đo sâu trong công tác hành hải dẫn tàu
Công tác hành hải dẫn tàu một cách an toàn trên biển đòi hỏi sự lành nghề của
hải viên, cùng với kiến thức cơ bản của người đi biển, bên cạnh đó sự có mặt
của các trang thiết bị máy điện hàng hải trên tàu là một công cụ phục vụ đắc lực
cho người điều khiển con tàu. Máy đo sâu là một trong những thiết bị quan trọng
giúp cho người hải viên nắm vững độ sâu vùng nước tại thời điểm tàu đi qua.

Trong quá trình dẫn tàu việc nắm vững được các thông số về yếu tố ngoại
cảnh khu vực hành hải là điều rất quan trọng. Công tác đo sâu trên tàu biển giúp
cho người sĩ quan hàng hải nắm vững độ sâu nơi tàu đang hành trình để có
những biện pháp dẫn tàu hợp lý. Đặc biệt khi hành trình trong luồng lạch hẹp,
hoặc trong khu vực nông cạn, độ sâu nhỏ thì việc xác định độ sâu mực nước
biển lại càng cần thiết, điều đó có thể giúp cho tàu có thể tránh được những nguy
cơ có thể xảy ra như: mắc cạn, vướng chân vịt, gãy ống pitông của tốc độ
kế...Ngoài ra trong một số trường hợp máy đo sâu còn có thể sử dụng như một
dụng cụ để xác định vị trí tàu.
1.1.3. Cơ sở lí thuyết của máy đo sâu
1.1.3.1. Sóng âm
1.1.3.1.1. Khái niệm chung về sóng âm
- Sóng âm là những sóng cơ truyền trong môi trường khí, lỏng, rắn.
- Sóng âm hình thành trong môi trường khi có một nguồn âm kích thích vào các
phần tử môi trường vật chất liên kết với nhau bằng lực đàn hồi thì các phần tử bị
kích thích dao động xung quanh, cân bằng tương tác lên các phần tử khác và quá
3

trình xảy ra liên tiếp theo một dây chuyền. Do đó sóng âm được truyền đi trong
không gian.
- Do lực liên kết đàn hồi và lực ma sát làm tiêu hao năng lượng khi dao động, vì
vậy sóng âm tắt dần theo thời gian, quãng đường truyền đi của sóng âm cũng có
giới hạn.
1.1.3.1.2. Phân loại sóng âm
 Sóng âm có thể phân loại theo hình dáng và tần số:
Trong trường hợp riêng, người ta phân sóng âm theo ba dạng: sóng dọc, sóng
ngang và sóng phức tạp.
- Sóng dọc là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo phương
trùng với phương truyền sóng.

- Sóng ngang là sóng trong đó các phần tử của môi trường dao động theo
phương vuông góc với phương truyền sóng.
Trong chất lỏng, độ lệch không bị biến dạng, chỉ có thể truyền lan sóng dọc.
 Tai con người có thể cảm nhận được (nghe thấy) những âm có tần số trong
khoảng 16Hz đến 20000 Hz. Những âm có tần số lớn hơn 20000 Hz gọi là
siêu âm và những âm có tần số nhỏ hơn 16 Hz gọi là hạ âm.
1.1.3.2. Tính chất cơ bản của sóng âm
1.1.3.2.1. Khúc xạ và phản xạ sóng âm
Khi ta phát sóng âm từ môi trường thứ nhất có âm kháng: z 1= 1.c1 sang môi
trường thứ hai có âm kháng z2= 2.c2 thì tại bề mặt phân cách của hai môi trường
đó xảy ra các trường hợp sau đây:
a, Trường hợp 1:
Khi ta chiếu sóng âm từ môi trường thứ nhất sang môi trường thứ hai có âm
kháng lệch nhau không lớn lắm (c1.1>c2.2 hoặc c1.1cách xảy ra khúc xạ và phản xạ sóng âm (hình 1.1)

4

c1>c2

c1 < c2
1

1

1 1
c1

c1

c2

c2
2

2
Đường pháp tuyến
Hình 1.1: Phản xạ và khúc xạ sóng âm
Theo định luật khúc xạ:
Nếu c1 > c2 thì sin > sin , tia khúc xạ gần với đường pháp tuyến của môi
trường hai và tia phản xạ về môi trường thứ nhất rất mờ.
Nếu c1 < c2 thì sin < sin . Suy ra 1 < 2, tia khúc xạ ra xa đường pháp tuyến
của môi trường hai và gần mặt phân cách của hai môi trường, tia phản xạ rõ nét.
Nếu trường hợp sóng âm truyền trong các lớp chất lỏng song song khác nhau,
theo định luật khúc xạ ta có công thức:
b, Trường hợp 2:
Khi âm kháng của hai môi trường chênh lệch nhau quá lớn (c 1.1 >> c2.2
hoặc c1.1 << c2. 2) thì tại bề mặt phân cách, sóng âm phản xạ toàn phần về môi
trường thứ nhất, góc tới bằng góc phản xạ, ta áp dụng định luật quang hình.
Suy ra ta có: sin =
Khi xảy ra phản xạ toàn phần thì:
2 = 90 và c1 < c2, suy ra sin 1 =
Khi đó góc 1 là góc tới hạn: sin 1th =
Vậy góc tới hạn được tính:
1th = arcsin
5

Như vậy góc tới hạn phụ thuộc vào tốc độ truyền âm của môi trường một và

môi trường hai. Người ta cho các giá trị c1, c2 ta sẽ tính được góc tới hạn cho
các môi trường khác nhau.
c, Quan hệ về năng lượng
Quan hệ về năng lượng giữa sóng tới, sóng phản xạ và sóng khúc xạ thường
được xác định bởi hệ số phản xạ (A) và khúc xạ (B).
Trong trường hợp sóng tới vuông góc với mặt phân cách, 1= 0
1.1.3.2.2. Phản xạ sóng âm từ đáy biển
Sóng âm phản xạ từ đáy biển chia ra các trường hợp sau:
Khi sóng âm truyền qua một vật cản có kích thước bé hơn chiều dài bước
sóng, thì tại mép của vật cản sóng âm bị uốn cong. Năng lượng trên bề mặt vật
cản bị phân tán đều đi các hướng, nhưng phía sau vật cản hình thành một vùng
không có sóng âm đi qua. Đồng thời trường âm phía trước của vật cản tạo ra sự
giao thoa của sóng tới, sóng phản xạ lúc cùng pha, lúc ngược pha. Hiện tượng
này gọi là hiện tượng nhiễu xạ sóng âm.
Nếu kích thước đáy biển gồ ghề và nhỏ hơn nhiều lần so với bước sóng, lúc
này xảy ra hiện tượng phản xạ gương, góc tới bằng góc phản xạ. Hiện tượng này
ít gặp.
Nếu kích thước đáy biển gồ ghề và lớn hơn rất nhiều lần so với bước sóng,
lúc này xảy ra hiện tượng phản xạ phân kỳ, năng lượng phản xạ đi nhiều hướng.
Nếu kích thước lồi lõm của đáy biển gần bằng bước sóng, thì lúc này xảy ra
hiện tượng cộng hưởng, năng lượng phản xạ về là lớn nhất.
Nếu xét về hệ số tiêu hao năng lượng tại đáy biển 1 theo lý thuyết, ta có:
1 =  .
Trong đó:  là tần số góc và  = 2f0
c1 là tốc độ truyền sóng âm trong đáy biển
 là hệ số tán xạ theo các hướng
Đáy biển càng rắn thì phản xạ càng mạnh và ngược lại. Căn cứ vào cường độ
phản xạ tín hiệu của đáy biển mà người ta chế tạo ra máy đo sâu màu.
6

1.1.3.2.3. Tính chất giao thoa của sóng âm
Trong vật lý chứng minh rằng, khi có nhiều nguồn sóng có biên độ nhỏ, cùng
tần số (hoặc gần bằng nhau), cùng pha truyền qua một môi trường đàn hồi nào
đó thì sóng âm của hai nguồn sẽ đan xen vào nhau, vùng đan xen của hai sóng
gọi là vùng giao thoa sóng âm, vùng giao thoa sóng âm càng lớn thì nhiễu giao
thoa càng nhiều.
1.1.3.2.4. Sự truyền lan sóng âm trong nước biển
Nước biển không thể xem là một lớp nước đồng chất, do có phần tử của bùn,
khoáng chất, bọt khí, gradian nhiệt độ, độ mặn, tỉ trọng tăng giảm thất thường…
Môi trường không đồng chất đó đòi hỏi ta phải khảo sát sự truyền âm trong đó.
Theo vật lý tốc độ truyền lan của sóng âm trong nước được tính theo công
thức sau:
c=
Trong đó: c là tốc độ thủy âm
 là tỷ trọng của môi trường
K là hệ số nén thể tích trong điều kiện đoạn nhiệt
Qua thực tế khảo sát cho ta thấy rằng, những đại lượng nằm trong công thức
tính tốc độ truyền âm đều là hàm số của độ mặn S‰, nhiệt độ t, áp lực P0 và
độ sâu H, vùng biển mà tàu hoạt động.
Có nhiều phương pháp để xác định tốc độ sóng âm trong nước biển nhưng
phương pháp xác định bằng thực nghiệm là hiệu quả nhất. Tốc độ truyền âm ở
một số vùng biển.
Khu vực biển
Hồng hải
Địa trung hải
Ban tích
Vịnh Phần lan

Tốc độ truyền âm trong nước biển

1548 m/s
1522 m/s
1491 m/s
1456 m/s

Bảng 1.1: Tốc độ truyền lan sóng âm cho một số vùng biển
1.2. NGUYÊN LÝ CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY ĐO SÂU
1.2.1. Cấu tạo và vị trí lắp đặt máy đo sâu trên tàu
7

Máy đo sâu là một thiết bị điện, dùng để xác định độ sâu của lớp nước dưới
đáy tàu.
Nhìn chung máy đo sâu gồm 3 khối chính là : khối chỉ báo độ sâu, khối thu
phát và hộp đấu dây.

Khối chỉ báo

Hộp đấu nối

BUỒNG LÁI
KY TÀU
Màng thu phát
Hình 1.2: Sơ đồ lắp đặt hệ thống máy đo sâu trên tàu biển
1.2.1.1. Khối chỉ báo độ sâu
Có nhiệm vụ điều khiển sự hoạt động thống nhất toàn bộ máy đo sâu và hiển
thị độ sâu đo được. Khối này được lắp đặt trên buồng lái, trong phòng hải đồ.
Khối này bao gồm băng giấy tự ghi hoặc đèn hình, bộ khuếch đại tín hiệu độ sâu
và máy phát.
Mặt ngoài của khối chỉ báo có công tắc cấp nguồn (Power), công tắc đặt thang

độ sâu (Range), núm khuếch đại (Gain), núm điều chỉnh độ sáng mặt máy chỉ
báo (Dimmer), núm đánh dấu (Mark), núm điều chỉnh tốc độ băng giấy (Chart
Speed),….
Việc chỉ báo độ sâu có thể được thực hiện bằng những cách sau:
 Chỉ báo bằng số: Giá trị độ sâu được hiển thị bằng số tương ứng với đơn vị độ
sâu đã chọn.

8

 Chỉ báo bằng đèn (phương pháp chỉ thị): Tín hiệu phản xạ trở về thu được sẽ
làm sáng đèn trên mặt chỉ báo và ta có độ sâu đo được tương ứng với vị trí đèn
sáng của thang đo.
 Chỉ báo bằng cách ghi lại vệt độ sâu trên băng giấy (phương pháp tự ghi): Tín
hiệu phản xạ trở về thu được sẽ làm cháy băng giấy tự ghi và để lại một vệt đen.
Đó là hình ảnh đường viền đáy biển. Độ sâu của đáy biển chính là chỉ số trên
thang đo tương ứng với vị trí băng giấy bị đốt cháy.
 Phương pháp điện tử: Tín hiệu phản xạ trở về thu được sẽ làm xuất hiện vệt sáng
ngang trên màn hình và chỉ số trên thang đo tương ứng với vị trí vệt sáng là độ
sâu đo được.
1.2.1.2. Khối thu phát
Có nhiệm vụ tạo xung siêu âm phát vuông góc với đáy tàu về phía đáy biển và
thu tín hiệu phản xạ trở về, biến nó thành tín hiệu điện để chuyển tới khối điều
khiển và chỉ bảo. Khối này thường gồm bộ tạo xung điện áp cao, màng dao động
thu phát và bộ khuếch đại. Màng dao động này thường dùng là màng dao động
co giãn. Màng dao động thu phát của máy đo sâu thông thường có đường kính
0.1 ÷ 0.2m, kích thước gọn nhẹ, khi hoạt động tiêu tốn ít năng lượng. Được đặt ở
dưới đáy tàu, thường ở những nơi ít bọt nước tụ tập, tránh ảnh hưởng tiếng ồn từ
chân vịt, máy chính tạo ra. Khi lắp đặt xong phải xả bọt khí.
Có hai cách lắp đặt màng dao động thu phát:

- Màng dao động thu phát khi lắp đặt không cần xẻ đáy tàu mà đặt trong hộp
kín, áp dụng cho màng dao động kiểu vòng tròn và máy đo sâu có thang H max <
300m.
- Màng dao động thu phát tiếp xúc trực tiếp với lớp nước bên ngoài đáy tàu
bằng cách xẻ đáy tàu, loại này áp dụng cho máy đo sâu có thang Hmax > 300m.
1.2.1.3. Hộp đấu dây
Làm nhiệm vụ kết nối giữa máy chỉ báo với màng dao động thu phát sóng âm,
dùng kiểm tra thông mạch đến bộ phận khuếch đại và kiểm tra thông mạch của
bộ dao động thu phát, kiểm tra cách điện của màng dao động thu phát với tàu.
1.2.2. Nguyên lý hoạt động của máy đo sâu
9

Ở dưới đáy tàu người ta đặt một màng dao động thu phát sóng siêu âm. Tại
thời điểm t1 sóng siêu âm xuyên qua nước. Sóng siêu âm lan truyền xuống đáy
biển gặp đáy biển không đồng chất với nước, một phần năng lượng bị hấp thụ,
một phần sóng siêu âm phản xạ trở lại môi trường nước về màng thu phát sóng
siêu âm dưới đáy tàu.

Hình 1.3:
lý khiển
hoạt động máy đo sâu
TrungNguyên
tâm điều

Khối chỉ báo

Từ hình vẽ trên, ta có công thức tính độ sâu như sau:
H=C.t/2 (1)
Trong đó: C là tốc độ lan truyền âm trong nước ( C= 1500 m/s)

t là thời gian thu, phát sóng siêu âm
Máy Nhìn
phát vào công thức (1) ta
Khối
khuếch
thấy
muốnđại
đo sâu ta chỉ cần đo khoảng thời gian từ
khi phát đến khi thu được tín hiệu của sóng siêu âm phản xạ trở về là xong.
Bộ chuyển mạch

Màng thu phát

Đáy biển

10

Hình 1.4: Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động của máy đo sâu
1. Trung tâm điều khiển & Khối chỉ báo: Điều khiển sự hoạt động thống nhất giữa
máy phát, máy thu và máy chỉ báo. Cho ta độ sâu đo được dưới dạng số, băng
giấy tự ghi,…
2. Máy phát: Tạo ra xung điện áp cao để đưa xuống màng dao động thu phát.
3. Màng dao động thu phát: Biến tín hiệu điện từ máy phát thành dao động cơ học
tạo ra xung siêu âm phát vào môi trường và thu tín hiệu xung siêu âm phản xạ
trở về và biến đổi thành tín hiệu điện để đưa đến bộ khuếch đại.
4. Bộ khuếch đại: Khuếch đại tín hiệu nhận được từ màng dao động thu phát lên đủ
lớn để đưa tới trung tâm điều khiển.
5. Bộ chuyển mạch: Kết nối máy phát với màng thu phát khi máy phát làm việc,
kết nối máy thu với màng thu phát khi máy thu làm việc.

1.3. TIÊU CHUẨN CỦA MÁY ĐO SÂU LẮP ĐẶT TRÊN TÀU BIỂN
1.3.1. Tiêu chuẩn lắp đặt
Theo quy định tại chương V Công ước quốc tế về an toàn sinh mạng con
người trên biển - The Internatinonal Convention For The Safety Of Life At Sea
(SOLAS 74) của Tổ chức hàng hải quốc tế - International Maritime
Organization (IMO), thì đối với tất cả các tàu có tổng dung tích từ 300 GT trở
lên và các tàu khách không kể kích thước phải được trang bị một máy đo sâu.
11

1.3.2. Tiêu chuẩn kỹ thuật
Theo nghị quyết A.224 (VII) được sửa đổi bổ sung bởi Nghị quyết MSC.74
(69) được thông qua ngày 12 tháng 5 năm 1998 của Tổ chức hàng hải quốc tế
IMO thì máy đo sâu lắp đặt trên tàu biển phải đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật
như sau để có thể cung cấp một độ sâu tin cậy khi tàu hoạt động ở vùng nước
nông và việc áp dụng các tiêu chuẩn này cho các tàu có tốc độ từ 0 hải lý/giờ
đến 30 hải lý/giờ.
1.3.2.1. Khoảng cách đo sâu
Trong điều kiện bình thường của sự truyền sóng siêu âm đến đáy biển và phản
xạ từ đáy biển trở về, máy đo sâu phải có khả năng đo độ sâu khoảng không gian
phía dưới màng thu phát từ 2m đến 200m.
1.3.2.2. Thang độ sâu
Máy đo sâu phải đưa ra được một giá trị nhỏ nhất giữa hai vạch trên thang độ
sâu. Ở độ sâu lớn, thang độ sâu phải bao phủ khoảng cách 200m. Ở độ sâu nhỏ,
thang độ sâu phải bao phủ khoảng cách 20m.
Ở thang độ sâu nhỏ thì tỷ lệ thang độ sâu không được nhỏ hơn 2.5mm/m, ở
thang độ sâu lớn thì tỷ lệ thang độ sâu không được nhỏ hơn 0.25 mm/m.

1.3.2.3. Phương thức hiển thị
Đối với phương thức hiển thị chính phải cho thấy được ghi chép độ sâu một

cách sát thực và rõ ràng. Có thể có thêm các phương thức hiển thị khác nhưng
không được gây ảnh hưởng đến hoạt động của hiển thị chính. Độ sâu đo được
phải được hiển thị ít nhất 15 phút.
Khi hiển thị trên màn hình, thì đánh dấu độ sâu không được lớn hơn 1/10
thang độ sâu sử dụng và thời gian đánh dấu không vượt quá 5 phút.
Nếu sử dụng giấy ghi thì hoặc là đánh dấu trên giấy ghi hoặc các thiết bị khác.
Cần thiết phải có chỉ báo rõ ràng khi mà giấy ghi còn khoảng 1m.
1.3.2.4. Độ sáng

12

Độ sáng phải thích hợp, thuận lợi cho việc điều khiển và thuận tiện cho việc
đọc kết quả và thang đo sâu mọi lúc. Phải có đầy đủ chức năng cho việc điều
chỉnh độ sáng.
1.3.2.5. Tần suất phát xung
Tần suất phát xung không được nhỏ hơn 12 xung trên một phút ở thang độ
sâu lớn và không nhỏ hơn 30 xung trên một phút ở thang độ sâu nhỏ.
1.3.2.6. Độ chính xác của phép đo
Dựa trên cơ sở tốc độ sóng âm ở dưới nước là 1500m/s, thì sai số cho phép
trong việc biểu thị độ sâu là:
Hoặc: + 0.5 (m) đối với thang độ sâu 20m
+ 5 (m) đối với thang độ sâu 200m
Hoặc: 2.5% giá trị độ sâu biểu thị, lấy giá trị nào lớn hơn.
1.3.2.7. Khi tàu nghiêng lắc, chòng chành
Máy đo sâu phải đảm bảo hoạt động theo đúng yêu cầu của Nghị quyết này
ngay cả trong trường hợp tàu nghiêng lắc + 10 hoặc chòng chành + 5.
1.3.2.8. Nguồn cung cấp
Máy đo sâu phải đảm bảo vận hành phù hợp theo đúng yêu câu của Nghị
quyết này với các nguồn điện cung cấp được trang bị trên tàu.

Các thiết bị phải được tích hợp chặt chẽ để bảo vệ máy đo sâu tránh khỏi bị
quá tải, ngắn mạch và đảo chiều ngẫu nhiên các cực của nguồn cung cấp.
Nếu việc hoạt động của máy đo sâu được cung cấp từ nhiều nguồn năng
lượng điện, thì phải bố trí để việc thay đổi nhanh chóng từ nguồn này sang
nguồn khác một cách chặt chẽ.
1.3.2.9. Nhiễu
Tất cả các biện pháp thích hợp và có thể thực hiện được phải được tiến hành
để loại bỏ nguyên nhân và khử nhiễu từ các thiết bị khác trên tàu.
Tiếng ồn từ các khối của máy đo sâu phải được hạn chế để không ảnh hưởng
đến việc nghe các âm thanh an toàn trên tàu.
Mỗi một khối của máy đo sâu phải được lắp đặt ở một khoảng cách an toàn
nhỏ nhất để có thể kết nối với la bàn chuẩn hoặc la bàn điện.
13

Tìm hiểu, nghiên cứu để khai thác có hiệu quả máy đo sâu FURUNO FE 700

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về