

Эхолоты - как это работаетВстречаются несколько названий эхолота: сонар, гидролокатор, fishfinder. Помимо дороговизны, не хотелось бы купить прибор, который мне не нужен. При выборе эхолота покупатель сталкивается с двумя проблемами. Первое, это махровая неосведомленность людей, которые продают эхолоты, о предмете продажи. Я никого не хочу обижать, я более чем уверен, что есть люди, которые разбираются в эхолотах, просто я их не встретил. У одного продавца я спросил: "Можно ли эхолотом фирмы Lowrance, стоя на неподвижной лодке, осмотреть окружающий водоем?" И он мне ответил, что можно. Тогда я ему поверил, но фирма Lowrance не документируют такую особенность своих эхолотов. Может им написать письмо, глядишь и премию дадут. И второе, продавец после вопроса об эхолоте - сует покупателю рекламную брошюру с кучей малопонятной информацией: конический угол, частота звукового сигнала, тип преобразователя и т.д. Эта информацией возможно и полезна для искушенного пользователя, но для меня была китайской грамотой. Поэтому, когда я столкнулся со статьей фирмы Lowrance, объясняющей принципы работы эхолотов, я ее прочел и сразу решил перевести. Перевод сделан как можно близко к тексту, поэтому в статье не затронуты некоторые аспекты современных переносных эхолотов и естественно нет тех технологий, которые не использует фирма Lowrance. Однако хочу отметить, что эта статья действительно АЗБУКА ЭХОЛОТОВ, ничего более обстоятельного я не видел. В ней подробно объяснены принципы работы эхолотов, и значения характеристик приводимых в технической документации.
Мне не хотелось бы, чтобы после прочтения статьи, сложилось впечатление, что фирма Lowrance - это единственный и неоспоримый лидер в области производства эхолотов. Самая передовая модель Optima фирмы Eagle не уступает модели X-75 фирмы Lowrance, а модель X-85 - последняя модель фирмы Lowrance, скорей релиз X-75 для соленой воды. Кроме того, в России раскручены еще две фирмы: Humminbird и Bottom Line. Есть еще пару фирм выпускающие приборы для массового пользования, к примеру, Raytheon Marine. Особое внимание нужно заострить на том, что эхолоты фирм Lowrance, Eagle, Humminbird нормально работают только при движении лодки и показывают подводный мир ТОЛЬКО под лодкой. У Raytheon Marine есть один преобразователь, который показывает объекты вокруг лодки, но я не видел приборы этой фирмы в России. В этом плане выгодно отличается эхолоты фирмы Bottom Line, но у них такое кола сальное количество недостатков, что круговой обзор это ложка меда в бочке дегтя. В любом случае мы планируем написать об эхолотах с круговым обзором. ВВЕДЕНИЕЛюди ловят рыбу тысячу лет. Каждый рыбак сталкивается с двумя проблемами - с поиском рыбы и ее поимкой. Хотя гидролокатор (эхолот) не может вываживать рыбу, он может решить проблему поиска рыбы. Вы не сможете поймать рыбу, если ловите в месте, где ее нет, эхолот спасет Вас от этого. В конце 1950-ых, Карл Лоуранс и его сыновья Арлен и Даррел начали подводное плавание, чтобы наблюдать рыбу и ее привычки. Это исследование, заказанное местным и федеральным правительствами США, нашло, что приблизительно 90 процентов рыбы сконцентрировано в 10 процентах воды озер. С изменением условий окружающей среды рыба перемещается в более благоприятные области. Их исследования показали, на большинство видов рыб воздействует подводная структура (это: деревья, водоросли, камни и отложения), температура, течение, освещенность и ветер. Эти и другие факторы также влияют на местоположение корма (планктона, малька, водорослей). Вместе эти факторы создают условия, которые вызывают частые перемещения популяции рыбы. В те далекие времена, буквально несколько людей использовали большие, громоздкие сонарные модули на рыбацких лодках. Работая на низких частотах, эти устройства использовали вакуумные лампы, для функционирования которых требовались громадные аккумуляторы. Хотя они показывали удовлетворительный сигнал дна и косяка рыб, они не могли показывать отдельных рыб. Карл и его сыновья начали разрабатывать компактный, с батарейным питанием эхолот, который мог бы показывать отдельную рыбу. После многих лет исследований, экспериментов, нестандартных решений и просто трудной работы, такой эхолот был сделан, что изменило рыбацкий мир навсегда. С этого простого начинания, была сформирована новая промышленность, с продажи в 1975 г. первого транзисторного эхолота для спортивной рыбалки. В 1979 г. фирма Lowrance представила "The Little Green Box" который стал наиболее популярным эхолотом в мире. Весь выполненный на транзисторах, это был первый удачный эхолот для спортивной рыбалки. Более миллиона таких эхолотов были произведены до 1984 г., когда они были сняты с производства из-за высокой себестоимости. Фирма проделала длинный путь с 1957, начиная с "little green boxes" и заканчивая современным высокотехнологичным эхолотом. Фирма Lowrance всегда использует передовые технологии при производстве эхолотов.
ЭХОЛОТЫ. КАК ЭТО РАБОТАЕТСлово сонар (эхолот) это сокращение трех английских слов: Звук, Передвижение, Расположение. Сонар был разработан во время Второй Мировой Войны для отслеживания подводных лодок. Эхолот состоит из передатчика, преобразователя, приемника и дисплея. В самых простых словах: электрический импульс от передатчика преобразуется в звуковую волну в преобразователе и передается в воду. Когда волна попадает на объект (рыбу, дно, дерево и т.д.) она отражается. Отраженная волна попадает в преобразователь, где она трансформируется в электрический сигнал, усиленный приемником, и посылается на дисплей. Так как скорость звука в воде постоянна (приблизительно 4800 футов в секунду), промежуток времени между отправкой сигнала и получением эха может быть измерен и по этим данным расстояние до объекта может быть определено. Этот процесс повторяется многократно в течение секунды. Наиболее часто используемая частота волны составляет 192 кГц, также иногда производятся приборы на частоте 50 кГц. Хотя эти частоты находятся в диапазоне звуковых частот, они неслышимы ни людям, ни рыбе. (Вы не должны волноваться относительно звукового модуля, пугающего рыбу - они не могут слышать это.) Как упомянуто ранее, эхолот посылает и принимает сигналы, затем "печатает" эхо на дисплей. Так как это случается много раз в секунду, непрерывная линия идущая поперек дисплея, показывая сигнал дна. Кроме того, на экране отображается сигнал, возвращенный от любого объекта в воде между поверхностью и дном. Зная скорость звука через воду (4800 футов в секунду) и время требуется для возращения эха, прибор может показывать глубину и нахождение любой рыбы в воде. ВОЗМОЖНОСТИ ЭХОЛОТАХороший эхолот обладает четырьмя компонентами:
Все части этой системы должны быть разработаны так, чтобы работать вместе, при любых погодных условиях и критических температурах. Высокая мощность передатчика увеличивает вероятность, что Вы получите эхо на глубоководье или в плохих водных условиях. Это также позволяет Вам видеть мелкие подробности, типа мальков и мелкой структуры дна. Преобразователь не должен только проводить мощный сигнал от передатчика, он также должен преобразовать электрический сигнал в звуковую энергию с наименьшей потерей в мощности сигнала. С другой стороны, он должен преобразовать самое малое эхо от малька или сигнал дна с глубоководья. Приемник имеет дело с чрезвычайно широким диапазоном сигналов. Он должен отличить максимально сильный передаваемый сигнал и слабое эхо, пришедшее от преобразователя. Кроме того, он должен различить объекты находящиеся близко друг к другу, превратив их в разные импульсы для дисплея. Дисплей должен иметь высокое разрешение (вертикальные пиксели) и хороший контраст, чтобы показывать подводный мир детально и ясно. Это позволяет видеть дуги рыбы и мелкие подробности дна. ЧАСТОТА ВОЛНЫ ЭХОЛОТАБольшинство современных эхолотов оперирует на частоте 192 кГц, некоторые используют 50 кГц. Есть свои преимущества у каждой частоты, но почти для всех состояний пресной воды и большинства состояний соленой воды, 192 кГц - лучший выбор. Эта частота дает лучшие подробности, работает лучше всего в неглубокой воде и на скорости, и обычно дает меньшее количество "шумовых" и нежелательных отражений. Определение близлежащих подводных объектов, также лучше на частоте 192 кГц. Это способность отобразить две рыбы как два отдельных эха вместо одной "капли" на экране. Существуют некоторые условия, при которых частота 50 кГц луче. Как правило, эхолоты, работающие на частоте 50 кГц (при тех же самых условиях и мощности) может проникать более глубоко через воду. Это происходит из-за естественной способности воды поглощать звуковые волны. Скорость поглощения больше для более высоких частот звука, чем для более низких частот. Поэтому 50 кГц эхолоты находят использование в более глубокой соленой воде. Также, преобразователи 50 кГц эхолотов имеют более широкие углы обзора, чем преобразователи 192 кГц эхолотов. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ЭХОЛОТАПреобразователь это "антенна" эхолота. Он преобразовывает электрическую энергию от передатчика в звуковую волну высокой частоты. Звуковая волна от преобразователя путешествует через воду и назад, отразившись от любого объекта в воде. Когда отраженный сигнал попадает назад в преобразователь, он преобразовывает звук в электрическую энергию, которая посылается приемнику эхолота. Частота преобразователя должна соответствовать частоте звукового приемника эхолота. Другими словами, Вы не можете использовать преобразователь 50 кГц на звуковом приемнике предназначенном для 192 кГц. Преобразователь должен быть способен проводить мощные импульсы передатчика, преобразовывая электрические импульсы в звуковые с минимальными потерями мощности. В то же самое время он должен быть достаточно чувствительным, чтобы принять самые слабые из отраженных сигналов. Все это относится к определенной установленной частоте и при этом преобразователь должен игнорировать эхо приходящих на других частотах. Другими словами, преобразователь должен быть очень эффективен. КРИСТАЛЛ Размещение эхолота на лодке Имеются четыре главных стиля размещения используемых сегодня. "Через Корпус", "Стреляет Через Корпус ", переносной, крепление к транцу. Преобразователи "Через Корпус" вставлены через отверстие, просверленное в корпусе. У них длинная основа, которая проходит через корпус и фиксируется большим болтом. Если корпус лодки плоский это очень удобно для установки. Однако если преобразователь должен быть установлен на одной стороне V-образного корпуса лодки, то блок, в котором находится кристалл должен быть сделан из древесины или пластмассы, которые позволяют установить преобразователь вертикально. Преобразователи "Через Корпус" были разработаны специално для лодок с внутренним мотором, и они могут быть установлен перед рулями, пропеллерами и валами судна. Преобразователи "Стреляет Через Корпус" крепятся эпоксидной смолой непосредственно к внутренней части стекловолоконного корпуса лодки. Звук передается и возвращается через корпус лодки, что ведет к потере мощности звуковой волны. (Вы не будете способны " видеть " столь же глубоко с преобразователем "Стреляет Через Корпус" как c преобразователем, установленным на транце.) Корпус лодки должен быть сделан из твердого стекловолокна. Не пытайтесь "стрелять" через алюминий, древесину или стальную оболочку. Звук не может проходить через воздух; так если на корпусе имеется любая древесина, металл или поролон, они должны быть удалены с внутренней стороны корпуса перед установкой преобразователя. Другой недостаток преобразователя "Стреляет Через Корпус " является то, что он не может быть откорректирован для лучших дуг рыбы. Хотя имеются недостатки, но и преимущества такого преобразователя значительны. Первое, он не может быть поврежден, зацепившись за дно, бревна или камни, так как находится внутри корпуса. Второе, такой преобразователь не имеет выступающих частей в водный поток, он отлично работает на больших скоростях, если установлен там, где чистый ламинарный поток воды проходит по корпусу лодки. Третье, он не может обрасти морскими водорослями или ракушками. Переносные преобразователи, как следует из их названия, крепятся временно на корпус лодки. Эти преобразователи обычно используют одну или две присоски для крепления к корпусу лодки. Некоторые переносные преобразователи также могут быть прикреплены к электрическим троллинговым двигателям. Преобразователи крепления к транцу, как следует из их названия, устанавливаются на транец лодки, непосредственно в воде и обычно немного ниже дна лодки. Из четырех типов размещения, крепление к транцу наиболее популярно. Хорошо разработанный преобразователь, крепящейся к транцу (такой как Lowrance HS-WS Skimmer®), будет работать почти на любом корпусе (кроме лодок с внутренним мотором) и на высокой скорости. СКОРОСТЬ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Кавитация - главное препятствие для высокоскоростных измерений. Если поток воды вокруг преобразователя гладок (ламинарный), то преобразователь посылает и принимает сигналы нормально. Однако если поток воды прерван грубой поверхностью или острыми гранями, то водный поток становится турбулентным, настолько что воздух отделяется от воды в форме пузырьков. Это называется "кавитацией". Если эти воздушные пузырьки проходят через корпус преобразователя (ту часть, в котором закреплен кристалл), то на дисплее эхолота виден "шум". Преобразователь разработан для работы в воде, а не в воздухе. Если воздушные пузырьки проходят через корпус преобразователя, то сигнал от преобразователя отражается от воздушных пузырьков обратно. Так как воздушные пузырьки близки к преобразователю, эти отражения очень сильны. Они будут накладываться на отражения дна, структуры водоема и сигналы рыбы, делая их трудноразличимыми или вообще незаметными. Решение этой проблемы состоит в том, чтобы делать преобразователь позволяющий воде течь мимо без создания турбулентности. Однако это сделать трудно из-за многих компонентов помещенных в современный преобразователь. Он должен быть маленьким, так, чтобы не сталкиваться с навесным мотором и его водным потоком. Преобразователь должен просто устанавливаться на транце так, чтобы просверливать минимум отверстий. Он должен подниматься без проблем при столкновении с подводными объектами. Фирма Lowrance запатентовала HS-WS преобразователь - самая передовая разработка в области высокоскоростных преобразователей. Эта технология объединяет высокоскоростные измерения с простым крепежом и безопасным подъемом при столкновении с посторонним объектом на высокой скорости. Проблема кавитации не ограничена формой и размещением преобразователя. Многие корпуса лодок создают воздушные пузырьки, которые проходят через корпус преобразователя. У многих алюминиевых лодок эта проблема появляется из-за сотен головок заклепок, которые высовываются в воду. От каждой заклепки течет струйка воздушных пузырьков, когда лодка движется, особенно на высокой скорости. Чтобы ликвидировать эту проблему нужно устанавливать корпус преобразователя ниже воздушных пузырьков, струящихся от оболочки. Это обычно означает, что Вы должны установить крепежную скобу как можно ниже на транце. КОНИЧЕСКИЙ УГОЛ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭХОЛОТАПреобразователь концентрирует звук в луч. Когда импульс звука исходит от преобразователя, он охватывает тем более широкую область, чем глубже он проходит. Если бы Вы нарисовали график движения сигнала, вы бы увидели, что он представляет собой конус, называемый "конический угол". Мощность звука наибольшая на оси конуса и постепенно уменьшается к краям. Чтобы измерить конический угол преобразователя, сначала мощность измеряется в центре или на оси конуса, а затем измеряется на удалении от центра. Когда достигается точка половины мощности от максимальной (или -3db в электронных терминах), угол от средней оси измерен. Полный угол от точки -3db на одной стороне оси и точки -3db с другой стороны оси называется коническим углом. Эта точка половины мощности (-3db) стандарт для электронной промышленности, и большинство изготовителей измеряет конический угол таким образом, но некоторые используют точку -10db, где мощность составляет 1/10 средней мощности оси. Это дает больший конический угол, поскольку Вы измеряете точку дальше от средней оси. Никакого отличия в работе преобразователя нет, только система измерений изменилась. Например, преобразователь, который имеет угол конуса 8 градусов при -3db, имел бы угол конуса 16 градусов в -10db. Lowrance, как и другие фирмы, предлагает преобразователи с разнообразными коническими углами. Широкий конический угол покажет Вам большую область подводного мира, за счет уменьшения показа глубины, так как необходимо перераспределить мощность передатчика. Более узкий конический угол преобразователи не будут показывать Вам такую большую область, но проникнет глубже, чем широкий конус. Узкий конический преобразователь концентрирует мощность передатчика в меньшую область. Сигнал дна на дисплее эхолота будет более широкий на широком коническом угловом преобразователе, чем на узком, потому что Вы видите большую область дна. Область обзора широкого конуса намного больше, чем у узкого конуса. Высокочастотные (192 кГц) преобразователи поставляются как с узким, так и с широким коническим углом. Широкий конический угол используется для пресной воды, а узкий конический угол используется в морской воде. Низкочастотные (50 кГц) звуковые преобразователи обычно поставляются с коническим углом в диапазоне от 30 до 45 градусов. Хотя преобразователь наиболее чувствителен внутри конического угла, Вы можете также видеть объекты на экране и вне него; они только не так четки. Эффективный конический угол - область в пределах указанного конуса, который Вы хорошо видите на экране дисплея. Если рыба находится внутри конуса преобразователя, но чувствительность недостаточно высока, чтобы видеть ее, то у Вас узкий эффективный конический угол. Вы можете изменить эффективный конический угол преобразователя, изменяя чувствительность приемника. С низким значением чувствительности, эффективный конический угол узкий, показывая только цели строго внизу преобразователя и на небольшой глубине. При увеличении чувствительности увеличивается эффективный конический угол, что позволяет видеть Вам дальше в стороны. СОСТОЯНИЕ ВОДЫ И ДНАТип воды, в которой вы используете гидролокатор, воздействует на его работу в значительной степени. Звуковые волны проходят легко в чистой пресной воде, такой как во внутренних озерах. Однако в соленой воде, звук поглощается и отражается растворенными в воде солями. Высокочастотные волны наиболее восприимчивы к этому рассеиванию звуковых волн и не могут проникать через соленую воду также хорошо как низкочастотные волны. Часть проблемы с соленой водой в том, что это очень динамичная среда - океаны мира. Штормы и течения смешивают воду. Волны создают и смешивают воздушные пузырьки в воде около поверхности, которые рассеивает звуковой сигнал. Микроорганизмы, типа морских водорослей и планктона, также рассеивают и поглощают звуковой сигнал. Полезные ископаемые и соли, растворенные в воде, делают то же самое. В пресной воде также есть течения, волнения и микроорганизмы, которые затрагивают сигнал эхолота - но не настолько как в соленой воде. Грязь, песок, и растительность на дне водоема поглощают и рассеивают звуковой сигнал, уменьшая силу отраженных сигналов. Скалы, сланец, кораллы и другие жесткие объекты отражают звуковой сигнал легко. Вы можете видеть различие на экране вашего гидролокатора. Мягкое дно, типа ила, видно как тонкая линия поперек экрана. Жесткое дно, типа скалы, видно как широкая полоса на экране эхолота. Вы можете сравнить эхолот с использованием фонаря в темной комнате. При перемещении луча света по комнате, он легко отражается от белых стен, и ярких объектов. При перемещении луча на темный ковер, яркость света падает, потому что темный цвет ковра поглощает свет, а грубая текстура рассеивает, и меньшее количество света достигает Ваших глаз. При добавлении дыма в комнату, вы будете видеть еще меньше. Дым эквивалентен эффекту соленой воды на сигнал эхолота. ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ И ТЕРМОКЛИНТемпература воды имеет важное влияние на поведение рыбы. Рыба хладнокровна, и температура их тела - это всегда температура окружающей воды. Во время зимы, холодная вода замедляет их метаболизм. В это время, они нуждаются приблизительно в одной четверти пищи потребляемой летом. Большинство рыб не мечет икру, если температура воды не находится в узких пределах благоприятной температуры. Датчик температуры поверхности воды включен во многие эхолоты, помогая определить благоприятную температуру для разных разновидностей рыб. Например, форель не может выживать в слишком теплых потоках. Окунь и другая рыба, в конечном счете, становятся пассивными в озерах, которые остаются слишком холодными в течение лета. В то время как у некоторых рыб более широкий температурный допуск, чем у других, каждый вид все равно имеет некоторый диапазон температур, в пределах которого он старается находиться. Рыба проходит сквозь глубокие холодные слои до того слоя, где температура комфортна для них. Температура в озере редко одинакова от поверхности до дна. Обычно присутствует теплый уровень воды и холодный уровень. То место где эти слои встречаются, называется термоклин. Глубина и толщина термоклина может измениться с сезоном или временем дня. В глубоких озерах может иметься два или больше термоклина. Это важно, потому что многие хищные разновидности рыбы любят находиться чуть выше или чуть ниже термоклина. Вероятно, что малек чаще находится выше термоклина, в то время как крупная хищная рыба, охотящаяся на него, стоит чуть ниже термоклина. К счастью это различие в температурах может быть замечено на экране эхолота. Чем больший температурный дифференциал, тем более плотный термоклин виден на экране. РАБОТА С ЭХОЛОТОМАвтоматический режим Advanced Fish Symbol ID ™ Advanced Fish Symbol ID разработана, чтобы дать простую и понятную картинку подводных объектов и особенно рыбы. После получения опыта работы с вашим эхолотом Вы, вероятно, выключите этот режим, чтобы видеть всю детальную информацию о движении рыбы, термоклине, мальке, зарослях водорослей, структуры дна и т.д. ASP ™ ASP устанавливает чувствительность настолько высокой, насколько возможно, с учетом отсутствия "шума" на экране. Она автоматически балансирует чувствительность и шумовые отклонения. Эта система может быть включена и работать как в автоматическом, так и в ручном режиме работы эхолота. С системой ASP, обрабатывающей изображение, вы будете тратить меньше времени на стандартную звуковую регулировку, и у Вас появится больше времени для поиска рыбы Чувствительность Чтобы должным образом откорректировать чувствительность при работе эхолота в ручном режиме, сначала измените диапазон глубин, удвоив его относительно автоматической установки. Например, если диапазон составлял 0 - 40 футов, измените его на 0 - 80 или 0 - 100 футов. Теперь увеличивайте чувствительность до тех пор, пока второе эхо дна не появится на глубине вдвое большей, чем глубина фактического сигнала дна. Это " второе эхо" вызвано тем, что сигнал дна отражается от поверхности воды, достигает второй раз дна, вновь отражается, а эхолот, при высокой чувствительности, способен принять такое отражение. Так как время прохождения такого сигнала удваивается, эхолот показывает второе дно на глубине вдвое большей, чем настоящее дно. Теперь верните диапазон глубин к первоначальному состоянию. Вы должны видеть на экране мельчайшие подробности подводного мира. Если при этом на экране эхолота много шумов, уменьшите уровень чувствительности на одно или два деления. Grayline ® Если Вы видите два сигнала равного размера, один окрашенный в серый цвет, а другой нет, то объект серого цвета более сильный сигнал. Это помогает отличать водоросли от деревьев на дне или рыбу от помех. Grayline регулируется. Регулировка чувствительности может потребовать регулировку Grayline, в противном случае Grayline не сможет показывать отличия между сильным и слабым сигналом. ZOOM (Масштаб изображения) ДУГИ РЫБЫОдин из наиболее часто задаваемых вопросов, которые мы получаем - "Как я могу получить изображения дуги рыбы на моем экране?". Это просто сделать, но это требует внимания к деталям не только при регулировке прибора, но и к общим вопросам установки эхолота. Для этого полезно прочесть ниже главу Как появляются дуги рыбы. Там объясняется, как образуются дуги на экране Вашего эхолота. Разрешающая способность экрана
Теперь та же самая рыба будет заметна как дуга на экране, благодаря эффекту увеличения. Размер дуги зависит от размера рыбы - маленькая рыба видна как маленькая дуга, большая рыба будет отображена большей дугой, и так далее. При использовании эхолота с малым числом вертикальных пикселей, рыба, находящееся непосредственно у дна, будет показываться как прямая строка, отдельная от дна. Это происходит из-за ограниченного числа точек отведенных для этой глубины. Если Вы находитесь на глубоководье (где сигнал рыбы проходит большое расстояние до лодки), необходимо изменить масштаб изображения дисплея в окно 20 или 30 футового ZOOM (увеличения), чтобы дуги рыбы у дна были видны на дисплее. Это происходит потому, что Вы уменьшили размер зоны приходящейся на пиксель. Справа вверху рисунок на экране с 240 вертикальными пикселями. Слева - имитируемая версия того же самого изображения, только со 100 вертикальными пикселями. Как Вы видите, экран справа намного лучшее показывает подводные объекты, чем это делает экран слева. Вы видите дуги рыбы намного лучше на 240 пиксельном экране. Скорость Диаграммы Установка преобразователя Обзор Дуг Рыбы 1. Чувствительность 2. Глубина объекта< |

