Эхолот или эхолот (Австралия) – это инструмент, используемый для обнаружения рыбы под водой путем обнаружения отраженных импульсов звуковой энергии, например гидролокатора. Современный эхолот отображает измерения отраженного звука на графическом дисплее, что позволяет оператору интерпретировать информацию для определения местоположения косяков рыб, подводного мусора и дна водоема. Эхолотные инструменты используются как спортивными, так и коммерческими рыбаками. Современная электроника обеспечивает высокую степень интеграции между системой эхолота, морским радаром, компасом и системами GPS-навигации.
Эхолот
Эхолоты произошли от эхолотов, активных гидролокационных приборов, используемых для навигации и безопасности для определения глубины воды. Эхолот — это единица измерения глубины воды, от которой прибор и получил свое название. Эхолот — это система эхолота для измерения глубины воды. Эхолот отображает глубину воды и может автоматически делать постоянную запись измерений. Поскольку и эхолоты, и эхолоты работают одинаково, используют схожие частоты и могут обнаруживать как дно, так и рыбу, эти приборы были объединены.
Теория работы
В процессе работы электрический импульс от передатчика преобразуется в звуковую волну подводным преобразователем, называемым гидрофоном, и отправляется в воду. Когда волна ударяется о что-то, например, рыбу, она отражается и отображает размер, состав и форму объекта. Точная степень того, что можно различить, зависит от частоты и мощности переданного импульса. Зная скорость волны в воде, можно определить расстояние до объекта, отразившего волну. Скорость звука в толще воды зависит от температуры, солености и давления (глубины). Это приблизительно c = 1404,85 + 4,618T — 0,0523T2 + 1,25S + 0,017D (где c = скорость звука (м/с), T = температура (градусы Цельсия), S = соленость (промилле) и D = глубина). Типичные значения, используемые коммерческими эхолотами, составляют 4921 фут/с (1500 м/с) в морской воде и 4800 фут/с (1463 м/с) в пресной воде.
Этот процесс может повторяться до 40 раз в секунду и в конечном итоге приводит к отображению дна океана в зависимости от времени (функция эхолота, которая в конечном итоге породила спортивное использование рыбопоискования).
Чувствительность рыбопоискового устройства к температуре и давлению позволяет определить точное местоположение рыбы в воде с помощью температурного датчика. Многие современные рыбопоисковые устройства также имеют возможности отслеживания, чтобы отслеживать изменения в движении, чтобы менять положение и местоположение во время рыбалки.
Легко получить больше деталей на экране, когда частота эхолота высокая. Глубоководные траулеры и коммерческие рыбаки обычно используют низкую частоту (50–200 кГц); современные эхолоты имеют несколько частот для просмотра результатов на разделенном экране.
Общая интерпретация
Изображение выше справа четко показывает структуру дна — растения, осадки и твердое дно различимы на эхолотных графиках достаточно высокой мощности и соответствующей частоты. Чуть более чем на полпути от дна влево от центра экрана и примерно на треть от левой стороны на этом изображении также изображена рыба — светлое пятно справа от «блика» от вспышки камеры. Ось X изображения представляет время, самое старое (и позади звуковой головки) слева, самое недавнее дно (и текущее местоположение) справа; таким образом, рыба теперь находится далеко позади датчика, а судно теперь проходит над впадиной на дне океана или только что оставило ее позади. Результирующее искажение зависит как от скорости судна, так и от того, как часто изображение обновляется эхолотом.
Рыбьи арки
Если функция «Символ рыбы» отключена, рыболов может научиться различать рыбу, растительность, косяки наживки или кормовой рыбы, мусор и т. д. Рыба обычно появляется на экране в виде дуги. Это связано с тем, что расстояние между рыбой и датчиком меняется, когда лодка проходит над рыбой (или рыба проплывает под лодкой). Когда рыба попадает в передний край луча сонара, включается пиксель дисплея. По мере того, как рыба плывет к центру луча, расстояние до рыбы уменьшается, включая пиксели на меньшей глубине. Когда рыба плавает прямо под датчиком, она находится ближе к лодке, поэтому более сильный сигнал показывает более толстую линию. По мере того как рыба уплывает от датчика, расстояние увеличивается, что проявляется в виде более глубоких пикселей.
На изображении справа показана стая белого окуня, агрессивно питающаяся стаей нитеперых шедов. Обратите внимание на стаю мелкой рыбы у дна. Когда мелкая рыба чувствует угрозу, она сбивается в плотную стаю, поскольку отдельные особи ищут безопасность в центре стаи. Обычно это выглядит как неправильной формы шар или отпечаток большого пальца на экране эхолота. Когда поблизости нет хищников, стая мелкой рыбы часто отображается в виде тонкой горизонтальной линии на экране на глубине, где температура и уровень кислорода оптимальны. Почти вертикальные линии у правого края экрана показывают путь падения рыболовной приманки на дно.
История
Первый эхолот, то есть гидролокатор, предназначенный для поиска подводной рыбы или косяков рыб, был изобретен в Японии в 1940-х годах братьями Фуруно, которые были радиоремонтниками. Опираясь на знания рыбаков, которые могли определять наличие рыбы и ее количество по пузырькам, братья Фуруно сначала планировали обнаруживать эти пузырьки с помощью сонара, новой технологии в то время. Они изобрели первый сквозной датчик и обнаружили, что могут обнаруживать рыбу самостоятельно. В 1948 году они представили свой эхолот для использования на коммерческих рыболовных судах; эхолот Furuno Fish Finder является первым в мире практическим эхолотом.
Первым эхолотом, выпущенным на рынок для любителей рыбалки в Америке, был Lowrance Fish Lo-K-Tor (также известный как «The Little Green Box»), который был изобретен в 1957 году и поступил в продажу в 1959 году. В то время он стоил 150 долларов, что эквивалентно 1610 долларам в 2024 году. Первоначально он был предметом споров из-за своего предполагаемого несправедливого преимущества, и некоторые штаты могли запретить его, но в конечном итоге его использование было разрешено.
К началу 1970-х годов распространенная модель эхолота использовала ультразвуковой датчик, погруженный в воду, и электромеханическое считывающее устройство. Неоновая лампа, установленная на конце рычага, вращалась вокруг круговой шкалы с фиксированной скоростью с помощью небольшого электродвигателя. Круговая шкала была откалибрована в терминах глубины воды. Прибор был настроен на отправку импульса ультразвуковых волн, когда лампа проходила нулевую точку шкалы. Затем датчик был настроен на обнаружение любых отраженных ультразвуковых импульсов; лампа мигала, когда эхо возвращалось к датчику, и ее положение на шкале указывало прошедшее время и, следовательно, глубину воды. Они также давали небольшую мерцающую вспышку для эхо от рыбы. Как и сегодняшние недорогие цифровые эхолоты, они не вели учет глубины с течением времени и не предоставляли никакой информации о структуре дна. Они имели низкую точность, особенно в бурной воде, и их было трудно читать при ярком свете. Несмотря на ограничения, их все еще можно было использовать для приблизительной оценки глубины, например, для проверки того, что судно не занесло в небезопасную зону.
В конце концов, ЭЛТ-дисплеи были объединены с эхолотом для коммерческой рыбалки, и родился эхолот. С появлением больших ЖК-матриц высокие требования к мощности ЭЛТ уступили место ЖК-дисплеям в начале 1990-х годов, и эхолоты для поиска рыбы вышли на спортивные рынки. В настоящее время многие эхолоты для любителей рыбалки имеют цветные ЖК-дисплеи, встроенный GPS, возможности построения карт и поставляются в комплекте с датчиками. Сегодня спортивным эхолотам не хватает только постоянной записи большого судового навигационного эхолота, и она доступна в устройствах высокого класса, которые могут использовать вездесущий компьютер для хранения этой записи.
Эхолоты могут использовать более высокие частоты для улучшения изображения подводных объектов. Боковые преобразователи обеспечивают дополнительную видимость подводных объектов по обе стороны от пути лодки.
Коммерческие и военно-морские подразделения
Коммерческие и военно-морские эхолоты прошлых лет использовали ленточный самописец, в котором продвигающийся рулон бумаги отмечался стилусом для создания постоянной копии глубины, обычно с некоторыми средствами также записи времени (каждая отметка или временной «тик» пропорциональны пройденному расстоянию), так что ленточные карты можно было легко сравнивать с навигационными картами и журналами маневрирования (изменения скорости). Большая часть глубин мирового океана была нанесена на карту с использованием таких записывающих лент. Эхолоты этого типа обычно предлагали несколько настроек скорости (продвижение карты), а иногда и несколько частот. В глубоком океане низкая частота лучше переносит, в то время как на мелководье высокая частота показывает более мелкие структуры, такие как рыбы, подводные рифы, затонувшие суда или другие интересные особенности состава дна. При высоких настройках частоты, высоких скоростях карты такие эхолоты дают картину дна и любой промежуточной крупной или стайной рыбы, которая может быть связана с положением. Эхолоты постоянного типа по-прежнему обязательны для всех крупных судов (водоизмещением более 100 тонн) в ограниченных водах (т.е., как правило, в пределах 15 миль (24 км) от берега).