Hidroakustiki senzori Izradio Bruno Cerovac Mentor Dr sc

Hidroakustički senzori Izradio: Bruno Cerovac Mentor: Dr. sc. Nikola Mišković

Sadržaj Princip hidroakustičke komunikacije n Hidroakustički senzori i uređaji n SONAR n Sustavi za podvodno pozicioniranje n Zaključak n

Hidroakustička komunikacija Zvuk u fluidima je longitudinalni val. n Brzina širenja zvuka pod vodom ovisna je o temperaturi, salinitetu i dubini (tlaku). n Prosječna brzina je 1500 m/s. n 4 svojstva širenja valova kroz fluid: refleksija, difrakcija, refrakcija i apsorpcija. n

Refrakcija Različiti slojevi mora imaju različite brzine širenja akustičkih zraka. n Promjena brzine (gradijent) uzrokuje lom, odnosno povijanje zvučnih putanja. n Razlikujemo pozitivnu i negativnu refrakciju. n

Pozitivna refrakcija n Uzrokuje povijanje zvučne putanje prema površini.

Negativna refrakcija n Uzrokuje povijanje zvučne putanje prema dnu.

Podvodni zvučni kanal n Nastaje uslijed promjene gradijenta iz negativnog u pozitivni.

Zona zvučne sjene n Kod promjene gradijenta u iz pozitivnog u negativni nastaje zvučna sjena.

Izotermički sloj i multipath n Ako je gradijent jednak nuli, odnosno brzina je konstanta, nastaje sloj u kojem nema povijanja zvučnih putanja.

Apsorpcija i refleksija Refleksija se javlja kod sudara akustičkog vala s nekim objektom. To može bit morsko dno, morska površina, stijene, morski organizmi i dr. n Apsorpcija se događa na čitavoj putanji akustičkog vala. Također događa se pri udarcu u morsko dno. n

Apsorpcija i refleksija

Hidroakustički uređaji Hidrofon n Transmiter n Transiver (transmit, receive) n Reciver n Transponder (transmit, responde) n

Sonari n. Sonar je tehnika koja koristi zvuk kao sredstvo za detekciju i lokalizaciju različitih objekata. n Dijelimo ih na aktivne i pasivne.

Pasivni sonar Služi za detekciju n Nije u mogućnosti odrediti udaljenost, ali može potvrditi prisutnost, odrediti smjer i vrstu objekta. n Kao senznor koristi hidrofon ili polje hidrofona. n

Aktivni sonar Koristi transmiter i receiver (hidrofon) n Aktivni sonar emitira impuls – “ping” i sluša njegov odjek, te mjeri vrijeme odziva. n Pomoću polja hidrofona, određuje kut i udaljenost objekta koji je “pingan”. n

Aktivni sonar

Skenirajući sonari Sonari koji kontinuirano odašilju akustične impulse, te bilježe svaki njihov odjek nazivamo skenirajući sonari. n Svaki odjek se bilježi, te se kasnije odjeci spajaju i tako formiraju sliku mordkog dna. n Dijelimo ih na forward scanning, side scanning i multibeam scanning sonare. n

Side scan sonar Sonar se vuče za plovilom, i emitira impulse u obliku kružnog isječka prema morskome dnu, okomito na svoju putanju. n Intezitet akustičkog odjeka bilježi se kao serija slojeva koji se kasnije spajaju u jednu sliku. n

Side scanning sonar

Forward scanning sonar Ova vrsta sonara skenira morsko dno ispred plovila, te je vrlo povoljna za brodove koji trebaju poznavati morsko dno ispred njih. n Postoje 2 vrste forward scaning sonara. Prvi je horizontalno skenirajući sonar, a drugi je vertikalno skenirajući sonar. n Horizontalni forward scanning sonar Vertikalni forward scanning sonar

Forward scanning sonar

Multibeam sonar Sonar koji je montiran na trup broda. n Sastoji se od polja hidrofona n Za razliku od side scan sonara ne mjeri intezitet odjeka već vrijeme odjeka iz kojih računa dubinu. n Iz informacija o dubini, stvara se slika dna n Ime multibeam je dobio jer emitira više zraka prema morskom dnu, okomito na pravac svojeg kretanja. n

Multibeam sonar

Sustavi za pozicioniranje Sustavi se sastoje od transmitera na ronilici i određenog broja transpondera na baznim stanicama smještene negdje u vodi (najčešće 4). n Ronilica emitira signal, na koji odgovaraju bazne stanice. n Ronilica prima te signale ali s različitim vremenskim odzivima. Iz tih informacija se proračunava pozicija ronilice. n

Long baseline (LBL) Ime je dobio po tome što su baze razmještene na veće udaljenosti jedna od druge. n Bazne stanice se postavljaju na morsko dno. n Položaj baznih stanica mora se odrediti prije samog pozicioniranja. n Najprecizniji način pozicioniranja pošto nema dubinske razlike n

Long baseline (LBL)

Short baseline (SBL) Za razliku od LBL-a njegove bazne stanice se spuštaju s plovila u more. Po tome je i dobio ime, udanjenost među njima je mala. n Pricip pozicioniranja je malo drugačiji pošto postoji i faktor dubine n Najprije jedna baza emitira signal prema ronilici, na koju ona odgovara. n Iz različitih vremenskih odziva izračunava sa položaj ronilice. n

Short baseline (SBL)

Ultra short baseline (USBL) Transiver koji se nalazi na trupu broda, emitira signal, na koji odgovara transponder na ronilici. n Udaljenost se temelji na vremenskom odzivu. n Kuteve odzivnog signala mjeri transiver, koji se sastoji od polja 3 ili više senzora koji su udaljeni 10 ili manje centimetara jedan od drugog. Od tuda potječe ime ovoj tehnici. n

Zaključak Relativno mlada grana znanosti n Vrlo svjetla budućnost n Atraktivna kombinacija matematike, fizike i programiranja n

Hvala na pažnji