العمل في جس الأعماق بالصدى

بسم الله الرحمن الرحيم 

تطور العمل في جس الأعماق من الطرق اليدوية ( أي التي لا تعتمد على أجهزة إلكترونية ) والتي كانت تستخدم قديماً للقياس ما يسمى : حبل الإسكنديل ( وهو سلك من الصلب رفيع ومدرج بالأمتار وفي نهايته ثقل من الرصاص ) وقامة الجس ( وهي تشبه قامة الميزان ولكنها بطول مترين فقط وتستخدم لجس المناطق الضحلة ) ، إلى أن بدأ استخدام جهاز جس الأعماق بالصدى منذ العام 1900 ، وقد استخدم في البداية للأغراض الحربية ، ثم تلاه ظهور أجهزة جس الأعماق بالصدى متعدد الأشعة منذ الخمسينات ، وتوالى بعد ذلك تطور أجهزة الجس وطرق القياس إلى وقتنا الحالي .

وأجهزة الجس بالصدى لا تقيس العمق مباشرة وإنما تقيس الوقت الذي استغرقته النبضة في رحلتها من المذبذب إلى قاع البحر وارتداد صداها مرة أخرى إلى المذبذب ، وبمعرفة سرعة الصوت في الماء (حوالي 1500 م/ث ) يتم تحويل فرق الوقت إلى عمق فيكون العمق = سرعة النبضة في الماء × زمن الرحلة / 2 لأن النبضة قطعت العمق مرتين ذهاباً وعودة .

التركيب العام لأجهزة الإيكوسوندر :
 transmitter / receiver وحدة مرسل/مستقبل : يقوم بتمرير الطاقة الكهربية إلى المذبذب ويرسل وقت إطلاق النبضة إلى وحدة التسجيل .
مذبذب : Transducer مثبت فى قاع السفينة يقوم بتحويل الطاقة الكهربية إلى نبضة صوتية ويرسلها في الماء ثم يقوم باستقبال الصدى المرتد من القاع ويحولها إلى تيار كهربى ثانية .
 Amplifier دائرة استقبال النبضة المرتدة ( وحدة التكبير ): وتقوم بتكبير الإشارة وإرسالها إلى وحدة التسجيل (وأحياناً يسمونها وحدة الإظهار ) مع تحديد وقت الارتداد وإرساله إلى وحدة التسجيل . 
 recorder/indicators وحدة البيان أو التسجيل : وتقوم بحساب فرق الوقت الذي قطعته النبضة ومن ثم تحسب العمق الذي يساوي سرعة النبضة × زمن الرحلة / 2 ، وتقوم أيضا بإظهار ذلك على وحدة الإظهار (وتكون عادة رول ورق يشبه المستخدم في أجهزة الفاكس) ... وتتكرر تلك العملية بتردد عالي (أي أنها تكرر في الثانية الواحدة مئات المرات) .

تقوم وحدة توليد الإشارة بتوليد إشارة كهربائية على شكل نبضات قصيرة ، يمر جزء صغير من الإشارة إلى وحدة البيان لتحديد بدء الإرسال ويمر الجزء الأكبر من طاقة الإشارة إلى جهاز الإرسال الذي يقوم بدوره بتحويل الإشارة الكهربائية إلى اهتزازات ميكانيكية تحدث الموجات الصوتية المطلوبة ، تنتشر تلك الموجات في الماء وترتد من القاع فتستقبلها وحدة الاستقبال وتحول الاهتزازات الصوتية إلى إشارة كهربائية يتم تكبيرها بواسطة وحدة التكبير ومنها إلى وحدة البيان التي تقوم بإيضاح مقدار العمق أسفل السفينة .
وفي الأجهزة الحديثة يمكنك اختيار ما بين استخدام نبضة صوتية ذات تردد عالي أو منخفض ، التردد المنخفض يناسب الأعماق الكبيرة ويحتاج إلى مذبذبات كبيرة الحجم أما التردد العالي يناسب الأعماق الصغيرة والضحلة ويستخدم مذبذبات أصغر حجماً . 
في الأعماق الصغيرة عادة يتم استقبال صدى النبضة الأولى قبل أن يتم إطلاق النبضة الثانية ولكن في الأعماق الكبيرة يتم إطلاق العديد من النبضات قبل أن يصل صدى النبضة الأولى وذلك للتغلب على فشل أحد تلك النبضات في الارتداد (بسبب تشتتها كلياً في القاع أو تضاؤل شدتها قبل الوصول للقاع) .
يجهز المستقبل بوحدة تسمى Time Varying Gain والتي تقوم بخفض كمية الإشارات الواصلة للمستقبل بعد وقت إطلاق النبضة الأم مباشرة وذلك فما يسمى بفلترة الأصداء المنعكسة الغير مرغوب فيها ، كذلك لابد أن يكون عرض حزمة الإشارات التي يستطيع تلقيها المستقبل كافى لاستقبال الأصداء المنعكسة أثناء حركة سفينة المسح .
من المصطلحات المتعارف عليها ما يسمى resolution ويقصد بها دقة الجهاز في قياس العمق و بمعنى أدق قدرة الجهاز على كشف الأهداف وتتأثر تلك الدقة بالعوامل الآتية :
1-فترة النبضة .
2-زاوية سقوط النبضة على الهدف .
3-طبيعة الهدف (قاع البحر ، أسراب السمك ، نباتات قاع البحر ،....الخ ) .
4-عرض حزمة الإرسال .
وتقدر أقل إمكانية تمييز للإيكوسوندر بنصف طول النبضة ، فلو كان هناك جسمين منفصلين والمسافة بينهما أقل من نصف طول النبضة واستطاع الجهاز رصدهما فسيظهران كهدف واحد أما إذا كان الجسمان منفصلان عن بعضهما بمسافة أكبر من نصف طول النبضة فسيظهران كجسمين منفصلين .

المراجع : دروس في المساحة البحرية للمهندس علي المشهوري .

الرجاء مشاركة الموضوع لتعم الفائدة

فيسبوك جوجل+ تويتر