Số lượt truy cập:   573483
New Page 9

MÁY ĐO SÂU – DÒ CÁ

 

        1. Giới thiệu 

        Nguyên lý hoạt động của máy:

        Dựa vào nguyên lý lan truyền của sóng âm trong môi trường vật chất đàn hồi, người ta đã chế tạo ra các thiết bị dò tìm các đàn cá trong môi trường nước. Máy đo sâu dò cá bằng phương pháp siêu âm là một trong những thiết bị chuyên dùng được dùng trong các nghề khai thác thủy sản để dò tìm các đàn cá trong nước.

         Khi chùm tia siêu âm phát ra từ máy dò chạm vào đàn cá thì một phần năng lượng bị phản xạ trở lại, một phần bị cá hấp thu và có thể trở thành một nguồn phát sóng thứ cấp. Sóng siêu âm phản xạ trở lại sẽ được đầu dò của máy dò cá thu lại và hiển thị trên màn hình, cho biết rõ vị trí, độ lớn đàn cá. Sóng siêu âm phản xạ từ cá vừa phụ thuộc vào loài cá, kích thước cá và hướng truyền tới là lưng hay một bên thân cá. Khi sóng siêu âm truyền tới từ phía lưng thì trường sóng phản xạ có dạng như hình 69. 

 

         Cá luôn thay đổi vị trí trong nước làm biến thiên góc tới của chùm tia siêu âm đối với thân cá thì giản đồ trên cũng biến đổi theo. Điều này giải thích vì sao một số tín hiệu loài cá xuất hiện trên màn hình có màu biến đổi lấp lánh. Sự hiện diện của cá trong chùm tia của máy dò làm thay đổi trường âm quanh thân nó, càng đặc biệt hơn khi có một tập hợp nhiều cá thể cá tạo thành đàn. Năng lượng sóng siêu âm bị cá hấp thụ trong cơ thể sẽ tái bức xạ trở lại môi trường nước. Sóng bức xạ thứ cấp này chứa đựng nhiều thông tin về loài cá, kích thước… 

        Phân loại máy dò: máy dò đứng, máy dò ngang (Sonar) 

        2. Cấu tạo 

        2. 1. Sơ đồ khối 

        Máy dò siêu âm được lắp trên tàu để thực hiện chức năng dò theo chiều đứng có sơ đồ tống quát như hình 70. 

        Khối đồng bộ: nhiệm vụ tạo ra những xung điện chuẩn để điều khiển toàn bộ máy hoạt động nhịp nhàng. Trong thời gian phát xung điện siêu âm, mạch thu bị cấm, phần chỉ thị thể hiện các kết quả được lưu của những lần đo trước đó. Khi xung phát kết thúc, xung đồng bộ mở mạch thu, xử lý và chỉ thị. Xung đồng bộ yêu cầu có độ chính xác cao về biên độ, thời gian tồn tại và chu kỳ lặp lại. Một số máy hiện đại dùng dao động chuẩn thạch anh để thực hiện nhiệm vụ này. 

         Khối phát xung siêu âm: dưới tác dụng điều khiển của xung đồng bộ, khối này sẽ tạo ra một tín hiệu điều hòa ở tần số siêu âm với thời gian tương ứng. Tần số siêu âm có độ ổn định càng cao càng tốt. Nếu sự bất ổn định xảy ra thì hiệu quả phát sóng cơ sẽ giảm nhiều vì những phần sau của mạch đều hoạt động theo nguyên tắc cộng hưởng. Muốn có công suất xung siêu âm phát vào nước biển lớn thì phải có tín hiệu điện kích thích vào đầu dò lớn tương ứng. Vấn đề này do mạch khuếch đại công suất trong khối đảm nhiệm.

          Đầu dò (Transducer): chủ yếu là một bộ chuyển đổi năng lượng điện thành cơ khi phát và cơ thành điện khi thu. Trong một số máy hiện đại ngày nay đầu dò còn được lắp đặt thêm các bộ cảm biến để đo tốc độ tàu và nhiệt độ nước biển. Đầu dò được lắp ở đáy tàu, tiếp xúc trực tiếp với nước. 

          Khối khuếch đại thu: có nhiệm vụ chọn lọc lấy tín hiệu phản xạ từ đàn cá hay đáy biển trở về do chính mạch phát của máy tạo ra để xử lý phù hợp với phần chỉ thị. Vì tín hiệu phát và tín hiệu phản xạ đều chịu sự phân tán năng lượng trong góc khối của chùm tia và sự tiêu hao trên đường truyền dẫn nên khối này phải có hệ số khuếch đại đủ lớn, có tính chống nhiễu cao, chứa nhiều mạch xử lý đặc biệt. 

          Chỉ thị: là nơi thể hiện kết quả thăm dò của máy. Nó có thể kết hợp nhiều phương pháp khác nhau trên cùng một máy. Những phương pháp được phổ biến hiện nay là chỉ thị bằng còi, bằng băng giấy, bằng đèn, bằng màn ảnh đen trắng, màn ảnh màu (CRT), màn ảnh tinh thể lỏng (LCD) và chỉ thị số. Mỗi phương pháp chỉ thị đều có ưu khuyết điểm của riêng. 

           - Chỉ thị bằng còi giúp người sử dụng nhận biết thông tin từ xa mà không cần thường xuyên để mắt theo dõi máy. Nhưng nếu chỉ có âm thanh thì chưa đủ để nhận biết chính xác đàn cá và đáy biển và các tham số của chúng. 

           - Chỉ thị bằng băng giấy giúp lưu trữ được kết quả thăm dò của các chuyến biển, nghiên cứu, tổng hợp, xử lý dễ dàng. Tuy nhiên, dùng phương pháp băng giấy không thể thực hiện được một số kiểu chỉ thị đặc biệt như ASCOPE, ZOOM, B/Z hay thể hiện tham số của các máy khác ghép vào như định vị, ra đa…Mặc khác, cần có động cơ quay băng giấy nên năng lượng điện tiêu thụ cũng lớn hơn. 

           - Nếu như còi tác động chính vào thính giác thì đèn lại tác dụng vào thị giác của người sử dụng, mỗi khi có tính hiệu đèn phát sáng tương ứng với vị trí trên thang đo. Chỉ thị bằng đèn thì đơn giản nhưng rất khó đánh giá đàn cá nhiều hay ít, đáy biển cứng hay mềm… 

           - Dùng màn hình là một phương pháp hiện đại, thông tin được xử lý nhanh và đa dạng, với màn ảnh màu giúp ta đánh giá được mật độ của đàn cá, tính chất của đáy biển là rạn đá hay bùn cát, với màn hình tinh thể lỏng, khả năng chống chịu với điều kiện khắc nghiệt của môi trường biển càng tăng lên, năng lượng điện tiêu thụ càng giảm. Chỉ thị bằng màn ảnh có thể thực hiện được nhiều kiểu đặc biệt và cho phép ghép nối các thiết bị điện hàng hải với nhau dễ dàng. 

         Ngày nay, nhờ kỹ thuật vi tính việc chỉ thị bằng số kết hợp trên màn ảnh trở nên phổ biến. Chỉ thị số cho ta kết quả chính xác nhất và nhiều tham số cùng một lúc. 

         Khối nguồn: có nhiệm vụ biến lưới điện tàu cho phù hợp với phụ tải là các mạch điện cụ thể trong toàn máy. Nó có thể bao gồm biến áp, chỉnh lưu, ổn áp hoặc nghịch lưu. 

         1.3. Nguyên tắc xử lý tín hiệu điều chỉnh hệ số khuếch đại theo thời gian 

         Các máy dò đứng có tác dụng rất lớn đối với các tàu làm nghề lưới kéo đáy. Chế độ bình thường, tín hiệu của những đàn cá sát đáy phản xạ trở về hòa chung với tín hiệu của đáy biển làm ta không thể phân biệt được. Mạch đường trắng (WHITE LINE hay GRAY LINE) có nhiệm vụ tách tín hiệu của đàn cá ở sát đáy biển ra khỏi tín hiệu đáy bằng một đường trắng xen giữa (hình 71) 

 

        Khi phân tích biên độ tín hiệu phản xạ từ đáy biển trở về, người ta thấy nó có sự nhảy bậc rất rõ rệt, vì nước và đáy là hai môi trường khác nhau khá lớn về trở âm, chúng có mặt phân chia liên tục và rất rõ ràng. Ngựơc lại, một dàn cá trong nước không thể có biên giới phân chia liên tục vì nó là tập hợp của nhiều cá thể bơi độc lập. Mặc khác, một đàn cá bao giờ ở biên cũng có mật độ thưa hơn. Chính vì vậy, biên độ tín hiệu phản xạ từ đàn cá thay đổi không nhảy bậc như tín hiệu đáy biển. Khi có đàn cá ở sát đáy thì tín hiệu vẫn có sự nhảy bậc rất rõ (hình72). 

         1. 4 . Một số chế độ đặc biệt 

         Chế độ khóa đáy (Bottom lock) 

         Khi sử dụng chế độ khóa đáy, tín hiệu phản xạ từ các mục tiêu trên bề mặt đáy biển được khuếch đại và giãn rộng gấp nhiều lần rồi lên chỉ thị 1/2 hay 1/3 băng giấy hoặc màn ảnh phía dưới. Muốn sử dụng chế độ này phù hợp trước hết phải chọn thang đo sao cho đường đáy biển có trên màn ảnh hay băng giấy theo quy định của máy. Sau đó, chuyển máy sang chế độ khóa đáy (B/L) và chọn thang đo B/L cho nó nếu có. Kết quả là tín hiệu đáy biển thành một đường thẳng và trên đó vết mục tiêu gần đáy biển đã được giãn rộng gấp nhiều lần. Muốn biết đáy biển là lồi lõm hay bằng phẳng, rạn đá hay bùn cát phải căn cứ vào chế độ hiển thị bình thường ở phía trên chứ không thể căn cứ vào phần hiển thị B/L…  

        Chế độ giãn rộng kết quả ở vùng tùy ý (FXP, ZOOM hay M/Z) 

        Có lúc gặp đàn cá ở tầng giữa mà do cơ cấu thang đo của máy hay do ta chọn, vết mục tiêu hiện lên quá nhỏ khó phân tích tín hiệu thì dùng chế độ đặc biệt EXP. Trước hết, người sử dụng phải chuyển máy về chế độ đặc biệt này, sau đó là định ra vùng cần giãn rộng. Phần chỉ thị lặp lại ở phía dưới (hay bên trái) màn ảnh chính là kết quả được phóng to lên nhiều lần của vùng giới hạn đã lấy ở trên. 

          Chế độ đặc biệt B/Z (Bottom Zoom) 

          Nếu muốn phóng to kết quả trên mặt đáy lẫn lớp bùn của đáy để khai thác các loại hải sản như sò, trai…thì các chế độ trên rất khó thực hiện. Chế độ đặc biệt B/Z sẽ dành một phần bộ phận chỉ thị để chỉ thị vùng tín hiệu cần phóng đại. Vùng được phóng đại sẽ có vạch đánh dấu ở phần chỉ thị bình thường và nó tự động thay đổi theo đáy. 

         3. Một số loại máy đo sâu – dò cá thường được sử dụng ở Việt Nam 

         Máy đo sâu dò cá là một thiết bị chuyên dùng được dùng để đo sâu, xác định địa hình đáy biển, dò tìm các đàn cá trong nước, giãn rộng kết quả thăm dò ở vùng tùy ý, phóng to kết quả ở vùng đáy…Máy đo sâu dò cá được dùng trong các nghề khai thác hải sản như: lưới kéo, lưới vây, lưới rê, câu,… 

        Các hãng sản xuất chính gồm có FURUNO, JRC, JMC, CODEN, HONDEX, SUZUKI…Thường được sử dụng trong nghề cá Việt Nam có: 

        - Một số máy đo sâu dò cá của hãng FURUNO, FURUNO FVC - 668, FURUNO FVC - 660, FURUNO 665,… 

         - Một số máy đo sâu dò cá của hãng CODEN: CODEN CVS - 106, CVS - 821, CVS - 822, CVS - 8831, CVS  - 8832, CVS - 8814,… 

         - Một số máy đo sâu dò cá của hãng HONDE X: SDA - 7050, SDA - 705,…     

         4. Một số máy dò cá ngang SONAR được sử dụng ở Việt Nam 

        Máy dò cá ngang SONAR được sử dụng trong nghề lưới vây, dùng để dò tìm đàn cá theo cả phương đứng và phương ngang. Máy được sử dụng để dò tìm đàn cá, bám theo đàn cá, xác định tính chất đàn cá, dò cá quanh chà, dò cá quanh nguồn sáng, dò các đàn cá di chuyển tự do trong nước,… 

       Một số máy đã được sử dụng ở Việt Nam, gồm có: Máy CH - 24 (hãng FURUNO), máy CSS - 3000 (hãng JMC).      

        5. Máy dò mực 

        Máy dò mực là một thiết bị chuyên dụng dùng trong nghề khai thác mực. Nguyên lý làm việc của nó cũng dựa vào các đặc điểm của sóng âm lan truyền trong môi trường nước như các thiết bị đo sâu dò cá và các thiết bị SONAR:       

        + Sóng âm phản xạ tại mặt phân cách hai môi trường vật chất đàn hồi khác nhau.

        + Trong một môi trường đồng nhất, sóng âm lan truyền theo một đường thẳng, vận tốc truyền sóng âm trong nước biển là 1500m/s. 

         Tuy nhiên, mực không có bóng hơi nên phải sử dụng máy dò có tần số đặc biệt để dò tìm mực. 

         Hiện nay, máy dò mực chưa được sử dụng rộng rãi trong nghề cá ở Việt Nam. Thiết bị này mới chỉ được trang bị ở Viện Nghiên cứu Hải sản để thử nghiệm và nghiên cứu khai thác mực. 

         Mode: FURUNO FCV – 1500, 2 đầu dò.

 

Bùi Văn Tùng

Nguyễn Văn Kháng

Nguồn: Bách khoa thủy sản

Hội Nghề cá Việt Nam

TIN VẮN



Coppyright Trung tâm nghiên cứu và Phát triển Công nghệ Phần mềm
Trường Đại học Nha Trang

Hội nghề cá Khánh Hòa - 04 Phan Chu Trinh (Khu liên cơ 2) - Tp Nha Trang