Aparate electrice de navigație

2.1 Rolul sondelor ultrason in actul de navigatie

In acceptiunea generala, sonda ultrason (SU) este acel aparat de navigatie maritima

destinat masurarii adancimii apei (sub chila navei)[4], folosind ultrasunete.

Aparatul, devenit un intreg echipament pe navele moderne, mai este utilizat si pentru:

- trasarea hartilor batimetrice;

- descoperirea si localizarea unor obiecte imerse imobile aflate deasupra fundului

apei;

- descoperirea si urmarirea unor obiecte imerse aflate in miscare;

- descoperirea si aprecierea marimii bancurilor de pesti.

Sonda ultrason face parte din categoria aparatelor primare de navigatie [7] care, prin

interfatarea cu sistemul de guvernare naval functionand in regim automat, asigura

transmiterea de date referitoare la adancime.

2.2 Justificarea folosirii ultrasunetelor in procesul de masurare a

adancimii

Oscilatiile mecanice produse de o sursa radianta [1],[12] intr-un mediu deformabil

(fie el solid, lichid sau gazos), creeaza unde elastice care se propaga prin respectivul

mediu [1].

Avand ca referinta simtul auditiv uman, numai undele elastice ale caror frecvente se

situeaza in banda 16Hz...20kHz pot fi percepute. Din acest punct de vedere, undele

elastice care se propaga intr-un mediu deformabil pot fi:

- unde infrasonore (infrasunete) - cu frecvente mai mici de 16Hz1;

- unde sonore (sunete);

- unde ultrasonore (ultrasunete) - cu frecvente mai mari de 20kHz2.

1. Directivitatea undelor creste cu frecventa [12] si, evident, cu scaderea lungimii de

unda. Aceasta inseamna concentrarea caracteristicii de directivitate (fig.SUd.1 -

caracteristica 1) in jurul directiei de propagare - lobul principal - corespunzand directiei

de raspuns maxim.

In cazul ultrasunetelor, existenta lobilor secundari este practic neglijabila.

1 - unele lucrari de specialitate mentioneaza, ca frecventa de trecere intre infrasunete si sunete, valoarea de

20Hz

2 - unele lucrari de specialitate mentioneaza ca frecventa de trecere intre sunete si ultrasunete, valoarea de

16KHz

Sonde ultrason

Aparate Electrice de Navigatie - Curs si aplicatii

82

Se poate spune ca, avand o frecventa mai mare, propagarea undelor ultrasonore

are loc sub forma de fascicule dirijate [3], in comparatie cu undele sonore al caror unghi

solid de propagare este mult mai deschis (fig.SUd.1 - caracteristica 2).

Dispersia undelor sonore este mult mai mare decat a undelor ultrasonore.

00

1800

-900 900

750

600

450

300

-150 150

-300

-450

-600

-750

-1050

-1200

1050

1200

10

20

30

40

900

60

50

90

80

70

120 [u.r.]

110

100

2

1

1

2

fig.SUd.1

2. Propagarea undelor ultrasonore sub un unghi solid foarte mic (forma

cvasifasciculara) implica concentrarea energiei radiate pe directia de propagare, avand

drept consecinta o mare putere de patrundere in mediu.

Masurarea adancimilor

Aparate Electrice de Navigatie - Curs si aplicatii

83

Intensitatea undei este proportionala cu patratul frecventei [5], dupa cum arata

relatia:

I A f v 2 2 2 = 2p r x (2.1)

unde: I este intensitatea undei;

r este densitatea mediului de propagare;

A este amplitudinea undei;

[1] Ahrendts, Joachim & CO, HUTTE - Manualul Inginerului, Editura Tehnica,

Bucuresti, 1995

[2] Calueanu, D., Stan, St. s.a., Instalatii Electrice la Bordul Navelor, Editura Tehnica,

Bucuresti, 1981

[3] Calugarita, Ghe. s.a., Tabele si Formule de Matematica, Fizica si Chimie, Editura

Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1964

[4] Chirita, M., Pavica, V., Navigatie, Editura Militara, Bucuresti, 1959

[5] DORDEA, ST., Aparate electrice de navigatie, autor unic, Ed. Muntenia, ISBN (10) 973-

692-154-9, ISBN (13) 978-973-692-154-4, 105 pag, Constanta, 2006

[6] DORDEA, ST., Actionari electrice cu unda sintetica, autor unic, Ed. Muntenia, ISBN (10)

973-692-153-0, ISBN (13) 978-973-692-153-7, 155 pag, Constanta, 2006

[7] Dordea, S, Stadiul actual in domeniul sistemelor de guvernare navale - Referat doctorat,

Universitatea "Dunarea de Jos", Galati, 1997.

[8] Dordea, S, Sisteme de guvernare cu actiune continua si comanda digitala - Referat

doctorat, Universitatea "Dunarea de Jos", Galati, 1998.

[9] Dordea, S, Contributii la transferul de energie in sistemele electrohidraulice de Guvernare

Navale - Referat doctorat, Universitatea "Dunarea de Jos", Galati, 1998.

[14] Dordea, St., Transferul de energie in sistemele electrohidraulice de guvernare navale,

Teza Doctorat, Universitatea "Dunarea de Jos" Galati, 2002

[15] Grumazescu, M., Stiubei, P., Instalatii de amplificare si de distributie a sunetului, Editura

Tehnica, Bucuresti, 1959

[16] Stanciu, N. s.a, Dictionar tehnic de radio si televiziune, Editura Stiintifica si

Enciclopedica, Bucuresti, 1975

[17] Tanasescu, T., s.a, Agenda tehnica, Editura Tehnica, Bucuresti, 1990.

Masurarea adancimilor - Sonda Ultrason