海底深度計是一種利用聲學(xué)原理測量水深的關(guān)鍵設(shè)備，其核心原理基于聲波反射測距，通過發(fā)射聲波并接收其從海底反射回來的信號，結(jié)合聲速計算水深。以下是其工作原理的詳細解析：
一、核心原理：聲波反射測距
聲波發(fā)射：
海底深度計通過換能器(水下聲波發(fā)射/接收裝置)向海底發(fā)射高頻聲波脈沖(通常為200kHz或500kHz)。
聲波以球面波形式在水中傳播，能量逐漸衰減。
聲波傳播與反射：
聲波遇到海底或水下障礙物后發(fā)生反射，形成回聲信號。
反射強度取決于海底材質(zhì)(如巖石、泥沙)的聲學(xué)特性，硬質(zhì)表面反射更強。
(除以2是因為聲波往返一次)
二、聲速校正：關(guān)鍵精度保障
聲速受海水溫度、鹽度和壓力影響，需實時校正以確保測量精度：
聲速影響因素：
溫度：聲速隨溫度升高而增加(約+1.7m/s/℃)。
鹽度：鹽度每增加1‰，聲速約增加+1.3m/s。
壓力：深度每增加100m，聲速約增加+1.7m/s。
校正方法：
內(nèi)置傳感器：部分深度計集成溫度、鹽度和壓力傳感器，自動計算聲速。
外部輸入：通過預(yù)設(shè)聲速值或連接外部聲速儀(如CTD)獲取數(shù)據(jù)。
經(jīng)驗公式：使用UNESCO聲速算法等經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，根?jù)溫鹽深(TSD)數(shù)據(jù)計算聲速。
三、技術(shù)實現(xiàn)：單波束與多波束的差異
1. 單波束深度計
原理：發(fā)射單一方向的聲波，測量垂直方向的水深。
特點：
結(jié)構(gòu)簡單、成本低，適用于淺水或定點測量。
測量結(jié)果為單點水深，需移動設(shè)備獲取多點數(shù)據(jù)。
代表產(chǎn)品：Tritech PA200/PA500。
PA200：200kHz頻率，測量范圍0.7-100m，分辨率1mm。
PA500：500kHz頻率，測量范圍0.3-50m，分辨率1mm。
2. 多波束深度計
原理：同時發(fā)射多個方向的聲波，形成扇形或三維掃描區(qū)域。
特點：
覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)密度高，可同時獲取多個點的水深。
適用于地形測繪、海底資源勘探等大規(guī)模測量任務(wù)。
代表產(chǎn)品：Tritech Gemini系列多波束圖像聲吶。
通過波束形成技術(shù)，生成高分辨率海底地形圖。
更新時間：2025-10-23
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