Akustik yayın - Acoustic release

Kroki akustik yayın yüksek torklu bir elektrik motoru ile çalışmak.

Bir akustik yayın bir oşinografik Kurtarma işleminin uzaktan tetiklendiği deniz tabanından enstrümantasyonun yerleştirilmesi ve ardından kurtarılması için cihaz akustik komut sinyali.[1]

Tipik serbest bırakmak oluşur hidrofon (şekildeki koyu gri başlığa bakınız), pil muhafaza (uzun gri silindir) ve a (kırmızı) kanca serbest bırakmak için açılan Çapa yüksek torklu elektrik motoru ile.

Operasyon yöntemi

Şekil 1: Akustik Salım cihazının çalıştırılma yöntemi
  • Yerleştirme aşaması: Alet paketi deniz tabanına bırakılır. Paketin temel bileşenleri şunlardır: çapa ağırlığı Montajın batmasına ve daha sonra deniz tabanında sıkıca kalmasına izin veren akustik salım cihazı çapa ağırlığını düşürmek için kontrol istasyonundan uzaktan komutlar alabilen, alet veya yük dağıtılacak ve daha sonra kurtarılacak olan ve yüzdürme cihazı Bu, montajı deniz tabanında dik tutar ve konuşlandırmanın sonunda yüzeye geri dönmesini sağlar.
  • İşlem aşaması: Enstrüman paketi deniz tabanındadır. Bu aşama, uygulamaya bağlı olarak dakikalar ile birkaç yıl arasında sürebilir. Alet paketi artık tipik olarak gözetimsiz, gözlemlerini veya çalışmalarını gerçekleştiriyor.
  • Kurtarma aşaması: Bu aşamada, kontrol istasyonu tarafından bir sesli komut verilir. kontrol istasyonu tipik olarak bir teknedir, ancak bir dalgıç tarafından çalıştırılan veya bir tekneye monte edilmiş bir cihaz da olabilir. ROV. Alındıktan ve doğrulandıktan sonra, akustik yayın, çapa ağırlığı. Enstrümantasyon paketinin geri kalanı şimdi yüzeye geri taşınır. yüzdürme cihazı kurtarma için.

Tarih ve kullanım

Oşinografi için akustik yayınların erken kullanımı 1960'larda bildirildi.[2] Derin okyanus akıntılarının, gemi bordalı aletler yerine deniz tabanına monte edilmiş olarak daha doğru bir şekilde ölçülebileceği kabul edildiğinde. Açık bir kurtarma yolu, deniz tabanı aracına bağlı bir yüzey işaretleyici şamandıranın kullanılmasıydı, ancak gemi trafiğinin yoğun olduğu veya buz dağlarının var olduğu alanlarda, bu sorunlu oldu. Akustik yayın, bu sorunu çözmek için bir yöntem haline geldi ve mevcut sayaçların, araştırma gemisi geri dönüp uzaktan komutla aletin serbest bırakılmasını tetikleyerek yüzeye çıkmasına izin verene kadar haftalarca veya daha uzun süre deniz tabanında gözetimsiz kalmasına izin verdi. Kitapta Tanımlayıcı Fiziksel Oşinografi, yazarlar Pickard ve Emery iyileşme aşamasını canlı bir şekilde anlatıyor:

Konuşlandırılan demirlemenin genel konumuna döndükten sonra bilim adamı, akustik sistemi serbest bırakma üzerinde yeniden etkinleştirecek ve onu daha iyi bulmak için kullanacaktır. bağlama ve salıverilmeye hazır olduğunu garanti eder. Hazır olduğunda, serbest bırakma veya tel kesme mekanizması etkinleştirilir ve demirleme yüzeye çıkmakta serbesttir. Demirlemenin yüzeye çıkmasını beklerken birçok gergin an yaşanır; suda alçakta yüzdüğünden fark edilmesi zor olabilir, bu nedenle genellikle bir radyo vericisi ve yerini bulmaya yardımcı olacak bir ışık taşır.

Günümüzde akustik sürümler, oşinografi ve açık deniz çalışmalarında benzer şekilde yaygın olarak kullanılmaktadır. Uygulamalar çeşitlidir ve bireysel cihaz kurtarmadan kurtarma işlemlerine kadar çeşitlilik gösterir. Daha yeni teknolojik gelişmeler, şu anda çok sayıda kullanılan daha küçük cihazların kullanılmasına neden olmuştur. Örneğin, Pfleger Çevre Araştırma Enstitüsü bölgedeki balık göçlerinin izlenmesi için 96 akustik alıcı dizisini konuşlandırmıştır. California'nın Kanal Adaları, veri indirme ve servis için alıcıları dalgıç derinliğinin ötesinde düzenli aralıklarla kurtarmak için kullanılan akustik salımlarla.[3]

Serbest bırakma mekanizması

Herhangi bir akustik salımın merkezi bir öğesi, serbest bırakma mekanizmasıdır. Serbest bırakma mekanizmasının işlevi, bir istasyon hattını ve bağlı istasyon ağırlığını serbest bırakmak için bir kapı açmaktır, bu da artık yüzer düzeneğin yüzeye gitmesine izin verir. Bu kullanımın, hafif yük bırakma ayarlarının, alete bağlı kalan güçlü bir ipi takip ederek yüzeye giden bir yüzdürme küresini serbest bıraktığı çeşitli varyasyonları da vardır. Küre kurtarılır ve ağır alet daha sonra bir vinç kullanılarak gemiye çekilir.

Bir serbest bırakma mekanizmasının genel işlevi, patentli bir mekanizma olan eriyebilir bağlantı bırakma örneği kullanılarak Şekil 2'de gösterilmektedir.[4] Serbest bırakılmadan önce, kol (A) eriyebilir bir tel (B) ile kapalı konumda tutulur. Serbest bırakmayı tetiklemek için yakl. Eriyebilir telin içinden 14 kW geçerek birkaç milisaniye içinde erimesine veya buharlaşmasına neden olur. Kol artık serbesttir (aletin yüzdürme kuvvetiyle), çapayı veya diğer serbest bırakma hattını (C) serbest bırakır.

Serbest bırakma mekanizmaları için tasarım hedefi, uygun bir yük derecesi sunarken maksimum güvenilirliktir. Serbest bırakma mekanizmaları, bileşenlerinin hareketini bozabilecek biyolojik kirlenme veya korozyon nedeniyle başarısız olabilir, tasarımcıların tutmaya maruz kalan hareketli parçaların sayısını en aza indirerek veya direnci aşmak için yüksek tork uygulayarak karşı koymaya çalıştıkları arıza modları. Ancak arızalar, arma ve okyanus akıntıları veya cihazın dolaşmasına neden olabilecek dalgalanma gibi kullanım ve ortam faktörleri nedeniyle de meydana gelir.

Yaygın akustik salım mekanizmalarının özellikleri
Şekil 2: Burada kapalı veya ön bırakma konumunda gösterilen bir serbest bırakma mekanizması örneği. Serbest bırakmak için, bir elektrik sarsıntısı eriyebilir teli (B) eriterek kolun (A) istasyon hattı bağlantı halkasını (C) açıp bırakmasına izin verir.
Mekanizma tipiYöntem ve özelliklerÖrnek cihazlar
Yüksek torklu motorGüçlü bir motor bir kapıyı açar. Motor salımları, binlerce pound'a kadar ağır yükleri kaldırabilir. Bununla birlikte, birkaç hareketli parça içerirler, aynı zamanda nispeten karmaşık ve hacimlidirler. Motorlu mekanizmalar çok sayıda üretici tarafından kullanılmaktadır.Benthos 865, iXblue Akustik Bültenleri, Sonardyne ORT, DORT ve LRT, CEVHER ARABASI, CEVHER 8242
Erişilebilir bağlantıBir tel, güçlü bir elektrik akımı kullanılarak hızla eritilir veya buharlaştırılır. Mekanizma hızlı etki eder, çok kompakttır ve tek bir hareketli parça ile basittir. Bununla birlikte, onlarca 100 pound'luk bir yük limiti, genellikle mekanik avantaj kullanılmadıkça, bu salınımı daha küçük cihazlarla sınırlar.Desert Star Sistemleri ARC-1
Elektrolitik erozyonİstasyon hattını tutan paslanmaz çelik bir tel döngü, bir DC akımla elektrolitik olarak aşınır. Bu mekanizma çok basittir ve hareketli parçası yoktur. Bununla birlikte, erozyon süreci birkaç dakika sürer ve suyun tuzluluğuna bağlıdır. Eriyebilir bağlantı serbest bırakma mekanizması gibi, bu sürüm genellikle daha hafif yüklerde kullanılır.Alt Deniz Sonikleri AR-60

Projeye özel seçim kriterleri

Akustik salım uygulamaları büyük ölçüde değişebilir ve buna uygun olarak cihazlar, belirli bir işin gereksinimlerine en iyi uyacak şekilde tasarlanır ve seçilir. Ortak tasarım ve seçim özellikleri aşağıdaki gibidir:

Şekil 3: Bir yüzey kontrol istasyonunun parçası olan bir akustik dönüştürücü, bir akustik salımla iletişim kurmak için bir teknenin yan tarafına indirilir.
Şekil 4: Bir akustik salım sorgulayıcı (A) bir ROV üzerine monte edilir ve ROV'un bir serbest bırakma hatası durumunda gözlemlemek veya kurtarmak için akustik salımın üzerine gelmesine izin verir.

Akustik iletim aralığı ve güvenilirlik: Akustik komut iletimleri, ses suda kolayca hareket ettiğinden serbest bırakma komutunu vermek için kullanılır. İletim aralığı, cihaza ulaşmak için yeterli olmalıdır. Bireysel sürümler, benzersiz tanımlayıcı kodlarla tanımlanır ve mevcut kodların sayısı ve güvenliği, birçok sürüm dağıtılırken veya kazara veya yetkisiz sürümün sorun olabileceği alanlarda kriter olabilir. Sığ su salımları için komut iletim sistemi ayrıca bir sinyali bozabilecek çok yollu yayılmaya (yankılanmalar veya yankılar) dirençli olmalıdır.

Pil ömrü: Akustik salımlar genellikle yeniden şarj edilebilir veya değiştirilebilir pillerle çalıştırılır. Pil ömrü, beklenen dağıtım süresi artı makul bir güvenlik marjını kapsayacak kadar yeterli olmalıdır. Modele bağlı olarak, pil ömrü birkaç haftadan birkaç yıla kadar değişebilir.

Kontrol istasyonu: Akustik salımlar genellikle bir sonar dönüştürücü suya indirilerek yüzey teknesinden kontrol edilebilir (şekil 3). Bununla birlikte, bazı sürümler, ROV gibi bir su altı aracına bir sorgulayıcı monte etme seçeneği de sunar (şekil 4). Bir serbest bırakma yüzeye çıkmazsa, su altı aracı açılabilir ve aralık fonksiyonu, sıkışmış alete girmek için ROV'un manipülatörü veya diğer yöntemlerle onu kurtarmak için kullanılabilir.

Derinlik derecesi: Akustik salım, operasyon alanındaki su basıncına dayanmalıdır. Derinlik derecelendirmeleri 300 m veya daha azından tam okyanus derinliğine kadar değişebilir.

Yük katsayısı: Akustik salımlar, belirli bir maksimum yükü kaldıracak şekilde tasarlanmıştır. Daha büyük aletlerin konuşlandırılması genellikle daha yüksek bir yük derecesi gerektirir. Bir sürüm, mekanizmasının güvenilir şekilde çalışması için gerekli olan minimum yük oranına da sahip olabilir.

Başarısızlığa karşı direnç: Akustik yayınlar için arıza modları hem uygulamaya hem de sahaya özeldir. Örneğin paslanmaz çelik bileşenler, aşağıdakilere tabidir: çatlak korozyonu içinde anoksik sular. Sığ su alanlarında kullanılan salımlar, tatlı veya derin suda kullanılanlardan daha fazla bir mekanizmayı engelleyebilen biyolojik kirliliğe maruz kalır. Sığ su alanları, dalgalanmanın neden olduğu demirleme üzerindeki mekanik kuvvetlere daha fazla maruz kalır.

Değişme ve durum raporlama özelliği: Bazı akustik sürümler, uzaktan aralık belirleme ve durum raporlama özelliği sunar. Tesise varıldığında, belirli bir serbest bırakma sorgulanabilir ve mesafesi belirlenebilir. Kalan pil kapasitesi veya bırakma mekanizmasının durumu gibi operasyonel parametreler de rapor edilebilir. Bu bilgi, serbest bırakıldıktan sonra kurtarma kolaylığı sağlamak için yüzey kabını aletin üzerine yerleştirmek veya bir cihazın sağlığını ve durumunu değerlendirmek için kullanılabilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Rhode Island Üniversitesi http://www.dosits.org/gallery/tech/bt/ar1.htm Arşivlendi 2009-02-23 de Wayback Makinesi
  2. ^ Tanımlayıcı Fiziksel Oşinografi: Giriş5. Baskı, sayfa 112-113, ISBN  0-7506-2759-X
  3. ^ Akustik Etiket İzleme Dizisinin Yerleştirilmesi ve Bakımı Yöntemi: Kaliforniya Kanal Adalarından Bir Örnek, Michael L. Domeier, Marine Technology Society Journal, Cilt 39, Sayı 1 (İlkbahar 2005)
  4. ^ Birleşik Devletler Patenti 7,138,603: Su altında eriyebilir bir bağlantıyla bağlı nesneleri uzaktan ayırmak için cihaz, Desert Star Systems, 2006