수중 음파 탐지기 및 에코 사운딩: 해양 산업 기초

수중 음파 탐지기 및 에코 사운딩: 해양 산업 기초

저는 10년 넘게 수중 탐지 장비를 설계하고 공급해 왔습니다.-초음파 센서부터 소나 시스템까지-제가 가장 많이 받는 질문 중 하나는 바로 소나와 측심의 차이점이 무엇입니까?입니다. 간단한 질문이지만 대답은 대부분의 사람들이 생각하는 것만큼 간단하지 않습니다. 나는 조달 관리자가 해양 전자 제품을 소싱할 때 이 두 가지를 혼동하고, 승무원이 현장에서 이를 오용하고, 노련한 해양 전문가조차도 자신의 능력을 혼동하는 것을 보았습니다. 너무 많은 업계 기사에서 이러한 도구를 상호 교환 가능한 전문 용어처럼 취급하지만 그렇지 않습니다. 두 가지 서로 다른 수중 탐지 기술이 함께 작동하며 각각 특정 작업을 수행하고-그 차이를 이해하면 시간과 비용을 절약하고 바다에서 값비싼 실수를 방지할 수도 있습니다.

 

기본부터 시작하겠습니다. 교과서 종류는 아닙니다. 나는 당신에게 기술적 정의를 던지기 위해 여기 있는 것이 아닙니다. 대신, 첫날 신입 승무원에게 하듯이 세부적으로 설명하겠습니다. 음파 탐지기는 수중 탐지 도구의 "큰 그림"이고, 에코 사운딩은 해양 항법을 위한 "세부" 도구입니다. 수중 음파 탐지기를 사용하면 수중-배, 암석, 물고기, 난파선- 주변에 무엇이 있는지 볼 수 있으며, 에코 사운딩은 물의 깊이라는 한 가지에만 초점을 맞춥니다. 두 가지 해양 기술 없이는 효과적인 수중 항해나 측량을 할 수 없습니다. 하지만 이를 잘못된 방식으로 사용하는 것은 제가 매일 보는 실수입니다.

 

먼저 에코 사운딩에 대해 이야기해 보겠습니다. -둘 중 더 간단하고 기본적인 선박 안전에 가장 중요한 측심이기 때문입니다. 수중 음파 탐지기 기술의 핵심 부분인 에코 사운딩은 선박 바닥에 장착된 변환기에서 음파를 물 속으로 보내는 방식으로 작동합니다. 그 음파는 해저에 닿았다가 다시 튀어 오르고, 측심 장치는 에코가 돌아오는 데 걸리는 시간을 기준으로 수심을 계산합니다. 그것은 간단하지만 완벽하지는 않습니다. 고객이 에코 사운더의 판독값이 일관되지 않아서 실망스럽다고 전화를 걸었지만 변환기 설치 시 초보적인 실수를 했다는 사실을 알게 되었습니다.-이 문제는 숙련된 해양 장비 사용자 중 일부도 괴롭히는 문제입니다.

변환기 배치는 에코 사운딩을 위해 성패-또는-결정됩니다. 선박이 변환기를 프로펠러에 너무 가깝게 장착하여 난류와 기포로 인해 잘못된 에코가 발생하여-물이 실제보다 얕아 보이는 것을 본 적이 있습니다. 또한 선체의 곡선 부분이나 음파의 경로를 벗어나는 각도로 설치되는 것을 본 적이 있습니다. 내가 배운 바에 따르면 가장 좋은 지점은 엔진, 프로펠러 및 소음이나 거품을 생성하는 기타 장비에서 멀리 떨어진 평평하고 매끄러운 선체 부분입니다. 완벽하게 수평으로 장착되어야 합니다.-심지어 2-기울어도 특히 얕은 물에서는 심각한 깊이 오류가 발생할 수 있습니다. 그리고 더러운 변환기를 시작하지도 마십시오. 변환기 표면의 해양 성장, 기름 또는 잔해는 음파를 약화시켜 판독값이 부정확하거나 전혀 판독되지 않을 수 있습니다. 월간 청소는 권장되지 않습니다.-특히 따개비와 해조류가 빠르게 자라는 따뜻하고 영양분이 풍부한 물에서는 필수입니다.

 

또 다른 에코 사운딩의 문제점: 해양 소나 및 에코 사운딩 정확도에 영향을 미치는 수역 조건을 무시합니다. 물 속의 소리 속도는 일정하지 않습니다.{1}}온도, 염도, 압력에 따라 변합니다. 차갑고 염도가 높은 물에서는 소리가 더 빨리 전달됩니다. 따뜻하고 담수에서는 속도가 느려집니다. 측심기가 이러한 조건에 맞게 보정되지 않으면 수심 판독값이 꺼집니다. 나는 에코 사운더가 해당 지역의 실제 조건이 아닌 기본 음속으로 설정되어 있기 때문에 해저에 계속 부딪히는 준설 회사와 일한 적이 있습니다. 그들은 프로펠러가 손상되고 하루 동안 작업을 하지 못하게 되었습니다.{6}}이 모든 것은 수중 탐지 장비에 대한 5분 보정 단계를 건너뛰었기 때문입니다. 이는 작은 세부 사항이지만 원활한 해양 작업과 비용이 많이 드는 가동 중지 시간을 구분하는 일종의 세부 사항입니다.

이제 소나는-해양 선박 수중 탐지의 중추입니다. 깊이만 측정하는 에코 사운딩과 달리 소나는 이미징에 관한 것입니다. 넓은 광선으로 음파를 내보내고 그 반향은-물고기 떼부터 침몰한 배, 숨겨진 바위까지 수중 모든 것의 그림을 만듭니다. 해양 산업에는 멀티빔과 사이드{5}}스캔 소나라는 두 가지 주요 유형이 있습니다. 다중빔 소나는 대부분의 상업용 선박이 사용하는 것입니다. 한 번에 수십 개의 음파를 내보내 해저의 3D 지도를 만듭니다. 수로 측량, 항만 유지 관리 또는 해상 건설-해저 지형에 대한 자세한 보기가 필요한 모든 작업에 적합합니다. 반면 측면{11}}스캔 소나는 선박 측면으로 파도를 보내 해저와 그 위의 모든 물체에 대한 2D 이미지를 생성합니다. 난파선이나 잔해를 찾는 데는 좋지만 에코 사운딩이나 다중 빔 소나만큼 정확하게 깊이를 측정하지는 않습니다.

 

소나에서 제가 본 가장 큰 실수는 너무 복잡하다는 것입니다. 나는 모든 기능을 동시에 사용하려고 노력하고 디스플레이에 너무 많은 데이터가 넘쳐서 무엇이 중요한지 알 수 없는 승무원을 만났습니다. Sonar는 특정 요구 사항에 맞게 조정할 때 가장 잘 작동합니다. 얕은 물에서 탐색하는 경우 더 자세한 내용을 보려면 주파수를 높이세요.{3}}고주파 소나(200kHz 이상)는 선명한 이미지를 제공하지만 멀리 이동하지는 않습니다. 깊은 물 속에 있는 경우 이미지가 약간 덜 선명하더라도 더 자세히 보려면 ​​더 낮은 주파수(100kHz 미만)로 전환하세요. 그리고 게인 컨트롤을 무시하지 마세요.-너무 높게 설정하면 화면이 소음으로 가득 차서 실제 목표물을 발견하는 것이 불가능해집니다. 게인이 너무 높게 설정되어 운전자가 물에 잠긴 컨테이너를 놓치고 거의 충돌할 뻔한-경우를 본 적이 있습니다. 디테일과 명확함 사이의 최적점을 찾는 것입니다.

 

또 다른 소나 문제: 유지 관리를 소홀히 하는 것입니다. 같지 않은에코 사운더, 간단한 변환기가 있는 소나 시스템에는 더 복잡한 구성 요소인-안테나, 신호 프로세서, 때로는 여러 개의 변환기가 있습니다. 바닷물 부식은 여기서 킬러입니다. 연결이 제대로 밀봉되지 않아 소나 장치가 작동하지 않거나 염분과 파도에 지속적으로 노출되어 케이블이 손상되는 경우를 본 적이 있습니다. 정기적인 검사-로 부식, 느슨한 연결, 손상된 케이블 확인-을 통해 소나 시스템의 수명을 수년 연장할 수 있습니다. 멀티빔 소나를 사용하는 경우 자세 센서(MRU)를 정기적으로 교정해야 합니다. 잘못 보정된 센서는 측량이나 탐색에 쓸모가 없는 왜곡된 3D 지도로 이어질 수 있습니다.

일반적인 신화를 정리해보자. 에코 사운딩은 소나가 아니고, 소나는 에코 사운딩도 아니다. 그것들은 보완적인 해양 기술이지만 서로 바꿔 사용할 수는 없습니다. 조달 관리자가 "깊이를 측정하는 수중 음파 탐지기"를 요청했지만 실제로는 에코 사운더가 필요하다는 사실을 깨달았습니다. 또는 수중 장애물을 보여줄 것으로 예상하여 측심기를 구입하지만 결과는 그렇지 않습니다. 차이점을 이해하면 잘못된 해양 장비를 구입하는 일이 방지됩니다.{4}}수천 달러의 비용이 발생할 수 있는 실수입니다. 대부분의 상업용 선박에는 좌초를 방지하는 측심기와 장애물을 찾아내고 복잡한 수로나 알려지지 않은 지역에서 안정적인 수중 감지 기능을 통해 안전하게 탐색할 수 있는 소나 시스템이 모두 필요합니다.

이러한 수중 감지 시스템을 구축하는 사람으로서 저는 회사들이 트랜스듀서 품질에 있어 관대함을 과시하고 있다는 개인적 불만을 공유하고 싶습니다. 변환기는 에코 사운딩과 소나의 핵심입니다.-고품질 변환기가 없으면 최고의-해상용 소나나 에코 사운딩 시스템도 실패하게 됩니다. 나는 바닷물에서 몇 달 후에 고장이 나거나 일관되지 않은 판독값을 생성하는 값싸고 인증되지 않은 변환기를 본 적이 있습니다. 내구성이 뛰어난 해양-등급에 투자변환기-부식에 강하고 가혹한 해양 환경에 맞게 설계되었으며 정확성을 위해 보정된 제품은{1}}한 푼이라도 가치가 있습니다. 교체 비용을 절약하는 것만이 아닙니다. 이는 수중 탐지 장비가 가장 필요할 때 작동하도록 보장하는 것입니다. 우리 공장에서는 모든 것을 테스트합니다.변환기우리는 바다에서 신뢰성이 얼마나 중요한지 알고 있기 때문에 배송 전 몇 주 동안 바닷물 환경에서 테스트를 거쳐야 합니다.

나는 또한 해양 산업의 추세를 발견했습니다. 점점 더 많은 선박이 수중 음파 탐지기와 음향 측심을 다른 항법 시스템({0}}GPS, AIS, 레이더-)과 통합하여 완전한 수중 탐지 화면을 만들고 있다는 사실을 발견했습니다. 이 통합은 판도를 바꾸었지만 모든 해양 전자 장치가 호환되는 경우에만 작동합니다. 나는 해운 회사가 고가의 통합 해양 시스템에 투자했지만 소나와 측심기가 GPS와 동기화되지 않는다는 사실을 알게 된 것을 본 적이 있습니다. 피할 수 있는 실수입니다.{6}}새로운 수중 탐지 장비를 구입하기 전에 항상 호환성을 확인하거나 특정 선박에 완전히 통합된 시스템을 설계할 수 있는 제조업체와 협력하세요.

 

결국 수중 음파 탐지기와 음향 측심은 해양 항법 및 수중 탐지 분야에서 알려지지 않은 영웅입니다. 그것들은 선박의 가장 매력적인 부분은 아니지만 가장 중요한 해양 전자 장치 중 일부입니다. 저는 이러한 도구에 대한 오해나 오용으로 인해 긴급 통화, 비용이 많이 드는 수리, 시간 손실을 너무 많이 보았습니다. 기본 사항은 복잡하지 않습니다. 에코 사운딩은 깊이를 측정하고 수중 음파 탐지기는 수중 환경을 이미지화합니다. 두 가지 모두 안정적인 성능을 보장하려면 적절한 설치, 교정 및 유지 관리가 필요합니다.

 

해양 음파 탐지기 및 측심 장비를 소싱하는 조달 관리자, 선박의 안전을 책임지는 선장, 도구를 작동하는 승무원 등 누구에게나 다음 사항을 기억하십시오. 이러한 수중 탐지 시스템은 이를 사용하는 사람의 능력에 달려 있습니다. 시간을 내어 해당 제품의 장점과 한계를 파악하고, 정기적으로 확인하고, 품질에 대해 소홀히 다루지 마십시오. 이 업계에서 10년이 넘는 시간을 보낸 지금, 최고의 투자는 신뢰할 수 있는 수중 음파 탐지기 및 측심 장비-와 이를 올바르게 사용하는 지식에 있다고 자신있게 말할 수 있습니다.

어떤 시스템이 필요한지, 기존 장비를 최대한 활용하는 방법이 확실하지 않다면 주저하지 말고 문의하세요. 저는 이러한 시스템의 문제를 해결하고, 실수를 수정하고, 고객이 필요에 맞는 올바른 솔루션을 찾도록 돕는 데 수년을 보냈습니다. 바다는 예측하기가 매우 어렵습니다.-수중 감지 도구는 예측할 수 없습니다.

 

수중 음파 탐지기 및 에코 사운딩에 대한 FAQ

Q1: 측심기를 사용하여 수중 장애물을 감지할 수 있습니까?

A1: 아니요. 에코 사운딩은 해저를 목표로 하여 수심을 측정하도록 설계되었습니다. 암석, 난파선, 물고기와 같은 장애물은 감지할 수 없습니다.{3}}이를 위해서는 더 넓은 수중 영역을 이미지화하는 소나 시스템이 필요합니다.

Q2: 트랜스듀서는 얼마나 자주 청소해야 합니까?음향 측심기아니면 소나?

답변 2: 특히 따뜻하고 조류가 풍부한-수역에서는 매월 청소하는 것이 좋습니다. 변환기 표면의 해양 성장, 기름 또는 잔해는 음파를 약화시키고 판독값을 부정확하게 만듭니다. 부드러운 천과 순한 세제를 사용하세요.{4}}트랜스듀서를 손상시킬 수 있는 강한 화학 물질은 피하세요.

Q3: 고주파-주파수와 저주파-소나의 차이점은 무엇인가요?

A3: 고주파-주파수 소나(200kHz 이상)는 선명하고 상세한 이미지를 제공하지만 범위가 짧으며-얕은 물이나 근거리{4}}장애물 감지에 이상적입니다. 저주파-소나(100kHz 미만)는 더 멀리 이동하지만 덜 상세한 이미지를 생성하므로 심해 항해에 적합합니다.-

질문4: 측심기 판독값이 계속 변경되는 이유는 무엇입니까?

답변 4: 일관되지 않은 판독값은 일반적으로 잘못된 변환기 배치(프로펠러/거품에 너무 가까움), 보정되지 않은 음속 설정(수온/염도 무시) 또는 더러운 변환기로 인해 발생합니다. 문제를 해결하려면 먼저 이 세 가지 사항을 확인하세요.

Q5: 상업용 선박에 소나와 측심 장치가 모두 필요합니까?

A5: 네, 대부분의 상업용 선박에 해당됩니다. 에코 사운딩은 깊이를 측정하여 접지를 방지하는 반면, 소나는 에코 사운딩이 놓친 장애물, 물고기 또는 난파선을 감지합니다. 함께, 그들은 완전한 수중 상황 인식을 제공합니다.