Échosondeur pour la mesure de la profondeur: concept et fonctionnement

Lisez cet article pour en savoir plus sur le concept et le fonctionnement de l'échosondeur pour la mesure de la profondeur.

Concept d'écho-sondeur:

La méthode d'écho-sondeur est basée sur un principe électrique. Il consiste à transmettre une impulsion sonore (par un émetteur) de la surface de l'eau au lit de la rivière. Lorsque les ondes sonores se reflètent sous forme d'écho, elles sont arrêtées par un récepteur.

Il y a un arrangement automatique pour tracer l'heure de transmission et l'heure de réception. La vitesse du son dans l'eau est connue. C'est presque 1470 m / sec. De ce fait, la profondeur de l'eau est automatiquement calculée. Cette méthode est très utilisée sur les navires pour observer les profondeurs. Il peut également être utilisé avec succès sur les rivières.

La figure 15.12 montre un diagramme schématique de la machine de sondage. Un sondeur est principalement constitué de quatre unités.

Elles sont:

(i) Unité motrice

ii) Unité de transmission

(iii) Unité de réception et

(iv) Unité d'enregistrement.

L'unité motrice est constituée d'un moteur électrique avec régulateur "G". Une batterie de 12 volts fournit du courant au moteur. Le régulateur aide à maintenir une vitesse constante du moteur sous une tension normale. Le moteur est couplé à un réducteur. La boîte de vitesses a un arrangement pour maintenir deux vitesses. Un tambour est monté sur un arbre. L'arbre est entraîné en rotation par le moteur à travers le réducteur. Le tambour est composé de disques isolés. Un stylet est monté sur le premier disque du tambour, comme indiqué sur la Fig. 15.12.

Le premier disque est continu et il reçoit l'impulsion d'écho sous forme électrique provenant de l'amplificateur à travers le pinceau et est transmis au stylet. Les deux disques restants du tambour établissent le contact une fois par tour et une impulsion électrique est alors envoyée au transducteur. L'unité d'enregistrement consiste en une boîte. (Il est également appelé un réservoir) dans lequel un rouleau de papier d'enregistrement est enroulé sur les rouleaux. L'un des rouleaux est entraîné par un arbre du moteur. Ainsi, le papier d’enregistrement est étalé à une vitesse régulière (par exemple 2, 5 à 5 cm / minute).

Le papier se déplace sur la surface de la boîte ou du réservoir. Le papier est traité chimiquement avec une solution d’iodure de potassium et d’amidon. Le stylet se déplace dans le sens inverse des aiguilles d'une montre sur le papier. Lorsqu'une petite impulsion électrique passe à travers le stylet, elle produit une tache brun violacé au point de contact.

L'unité d'émission consiste en un émetteur ou un transducteur. La batterie de 12 volts fournit du courant à un convertisseur rotatif C. Elle transforme la tension de la batterie de 12 volts à 400 volts en courant continu. Cette tension est utilisée pour faire fonctionner l'émetteur. Dans l’émetteur, une impulsion sonore est produite par un coup de marteau commandé par ressort à commande électromagnétique sur un diaphragme en acier. Le diaphragme est en contact avec l'eau.

L'unité de réception est constituée d'un récepteur qui arrête l'écho du son réfléchi. Une impulsion électrique correspondante va au stylet via un amplificateur. Le courant pour faire fonctionner les filaments de valve de l'amplificateur est également obtenu à partir de la même batterie. L'alimentation haute tension de l'amplificateur IS provient des prises du convertisseur rotatif.

Fonctionnement de l'écho-sondeur:

Lorsque le moteur est en marche, le tambour commence à tourner dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Le stylet tourne également avec le tambour. Lors de chaque rotation, les contacts c et d ont été créés. Dès que le contact est établi, un courant oscillant passe au transducteur via le condenseur. L'impulsion électrique est convertie en impulsion sonore dans le transducteur.

L'impulsion sonore est envoyée dans l'eau. Après réflexion du lit, le récepteur arrête l’impulsion sonore. Une impulsion électrique correspondante est transmise au stylet via un amplificateur à travers le pinceau "a". Pendant cette période, le stylet a pivoté d'un certain angle correspondant à l'intervalle d'écho.

Depuis le stylet, le courant passe à la terre via le papier et l’unité d’enregistrement. Ainsi, le circuit est terminé. La position du stylet au moment où l'impulsion est arrivée est indiquée par une tache brun-violet sur le papier. Le processus est répété pour chaque tour de tambour. La vitesse du moteur est en rapport correct avec la vitesse du son dans l'eau. Dans l'unité d'enregistrement, une échelle est fournie pour indiquer directement la profondeur de l'eau.

Problème:

La mesure du débit a été effectuée sur un petit cours d'eau à un site particulier, à l'aide du compteur de courant et de la méthode de la zone de vélocité. Les lectures suivantes ont été effectuées:

(а) Dessinez la section transversale du fleuve et mesurez la surface totale de l'écoulement en supposant que la profondeur varie uniformément entre deux points.

(b) Calculez le débit de la rivière.

Solution:

La section transversale de la rivière peut être tracée comme indiqué à la Fig. 15.13.

La vitesse est observée en deux points, à savoir 0, 2 D et 0, 8 D, de sorte que la vitesse moyenne sera de deux. Les données peuvent être enregistrées et les calculs effectués sous forme de tableau comme ci-dessous.